柔性体的有限元模型修正技术研究

模型修正的方法
模型修正的方法有以下几种：
1.基于动力有限元模型修正，这种方法是根据结构的动力特性，如模态参数或频响数，对有限元模型的刚度矩阵、质量矩阵或设计参数进行修正，使修正后的模型能更好地反映实际结构的动力行为。

2.基于静力有限元模型修正，这种方法是用在弹性范围内的结构试验所测得的较精确的静力试验数据，如位移和应变，对结构的有限元模型加以修正，使之成为正确可靠的数学模型，以达到进行静力分析的目的。

3.基于灵敏度分析的方法，这种方法是利用结构参数对模型输出结果的影响程度，即灵敏度，来确定需要修正的参数，并通过最优化算法来求解最佳的参数值。

4.基于人工神经网络的方法，这种方法是利用人工神经网络的非线性映射能力和自适应学习能力，来建立有限元模型参数和试验数据之间的关系，并通过训练网络来调整参数值。

5.基于遗传算法的方法，这种方法是利用遗传算法的全局搜索能力和并行计算能力，来寻找最优或次优的参数值，并通过交叉、变异和选择等操作来产生新一代的候选解。

有限元模型修正技术
成万植;李书
【期刊名称】《飞机设计》
【年(卷),期】1994()4
【摘要】有限元模型修正技术,是近年来兴起的一门结构分析辅助技术,它正在发展成为有限元专家系统的重要组成部分。

本文简要介绍了有限元模型修正技术的需求、概念和基本思路及其前景,目的是唤起人们的注意,同时希望有志者投入这一技术开发,并尽早为型号设计服务。

【总页数】4页(P1-3)
【关键词】有限元模型;修正技术;计算机仿真;飞机
【作者】成万植;李书
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】V214.1
【相关文献】
1.基于健康监测的连续刚构桥有限元模型确认(Ⅰ)——基于响应面法的有限元模型修正 [J], 宗周红;高铭霖;夏樟华
2.装配式连续梁桥有限元模型修正技术研究 [J], 谢海龙;
3.装配式连续梁桥有限元模型修正技术研究 [J], 谢海龙;
4.面向桥梁工程的响应面技术在有限元模型修正中的应用探讨 [J], 张挣鑫;刘黔会;
黄方林
5.基于有限元模型修正技术的复杂索拱体系施工稳定性 [J], 戴轩奥;张其林;罗晓群因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

有限元模型修正法在结构动态设计中的应用
有限元模型修正法（FEM updating method）是一种用于结构动态特性修正的方法，它基于有限元模型和实测数据的对比，通过对有限元模型参数进行修正，从而提高有限元模型的精度，使其更好地反映实际结构的动态特性。

在结构动态设计中，有限元模型修正法具有广泛的应用，可以用于以下几个方面：
1.结构识别：通过对结构实测数据的采集和分析，可以确定结构的实际特性，并与有限元模型的预测结果进行对比。

通过比较实际数据和有限元模型的差异，可以得出结构参数的修正方案，从而提高有限元模型的精度，使其更加符合实际结构的动态特性。

2.损伤检测：在结构使用过程中，可能会发生一些损伤或者变形，这些变化会对结构的动态特性产生影响。

有限元模型修正法可以通过对结构实测数据和有限元模型的对比，识别出结构中可能存在的损伤或变形，并提供相应的修正方案，使有限元模型能够更准确地反映结构的动态特性。

3.结构优化：在结构设计过程中，需要考虑结构的动态特性，以保证结构的安全性和稳定性。

有限元模型修正法可以通过对有限元模型的修正，实现结构动态特性的优化，使结构更加稳定和安全。

总的来说，有限元模型修正法在结构动态设计中的应用非常广泛，可以帮助工程师更好地理解和预测结构的动态特性，从而设计出更加安全和稳定的结构。

《基于ASM的柔性物体建模研究》篇一一、引言随着计算机图形学和物理模拟的快速发展，柔性物体的建模与模拟成为了计算机视觉和计算机图形领域的研究热点。

作为描述柔性物体形变的有效手段，ASM（Articulated Skinned Model）在物理引擎和游戏制作等领域有着广泛的应用。

本文旨在研究基于ASM的柔性物体建模方法，探讨其原理、方法及在现实应用中的效果。

二、ASM的原理及方法ASM是一种基于骨骼驱动的模型，其基本原理是通过骨骼（骨架）的移动来驱动皮肤（表面）的形变。

在ASM中，模型被分解为骨骼和皮肤两部分，骨骼控制着模型的形状和姿态，而皮肤则负责表现模型的表面细节。

通过调整骨骼的位置和姿态，可以实现对模型形变的精确控制。

在ASM建模方法中，通常包括以下几个步骤：1. 构建骨骼系统：根据物体的结构特点，构建出合理的骨骼系统。

2. 绑定皮肤：将皮肤绑定到骨骼上，使皮肤能够随着骨骼的移动而发生形变。

3. 调整骨骼姿态：通过调整骨骼的位置和姿态，实现对模型形变的控制。

三、基于ASM的柔性物体建模研究针对柔性物体的建模，基于ASM的方法具有较高的灵活性和可操作性。

在柔性物体的建模过程中，我们需要考虑物体的材质、形状、结构等因素，以及物体在受力作用下的形变过程。

基于ASM的柔性物体建模方法，可以通过调整骨骼的位置和姿态，实现对物体形变的精确控制。

具体而言，我们可以采用以下步骤实现基于ASM的柔性物体建模：1. 建立骨骼系统：根据物体的结构和形变特点，建立合理的骨骼系统。

2. 绑定皮肤和刚体动力学：将柔性物体的表面细节绑定到骨骼系统上，并应用刚体动力学原理，模拟物体在受力作用下的形变过程。

3. 调整骨骼姿态：通过调整骨骼的位置和姿态，实现对物体形变的精确控制。

同时，可以结合物理引擎，模拟物体在真实环境中的行为和反应。

4. 优化算法：针对建模过程中可能出现的计算量大、效率低等问题，我们可以采用优化算法对模型进行优化，提高模型的计算效率和准确性。

文章编号:1008-1402(2007)03-0370-02ADAMS柔性体建模方法的研究栾锡富(佳木斯大学机械工程学院,黑龙江佳木斯154007)①摘　要:　介绍ADAMS柔性体基本理论及在ADAMS中调入柔性体的几种方法,其中重点介绍了在基于ADAMS的虚拟样机中引入柔性体的理论及方法,并分析比较了不同方法的特点,指出用ADAMS软件柔性化方法进行设计研究的重要意义.关键词:　柔性体;ADAMS;模态中性文件中图分类号:　TP391.29 文献标识码:　A0　引　言机械系统中的柔性部件对系统的动态特性有很大的影响,过去分析时建立的模型,其构件都是属于刚体,在作运动分析时不会发生弹性变形.而实际上,机构受力后会有较大的变形.ADAMS软件是著名的机械系统动力学仿真分析软件,分析对象主要多是刚体,但ADAMS提供了柔性体模块,运用该模块可以实现柔性体运动仿真分析,以弹性体代换刚体,可以更真实地模拟物体的运动.1　ADAMSΠFlex柔性模块[1]ADAMSΠFlex是ADAMS软件包中的一个集成可选模块,它提供ADAMS与有限元分析软件AN2 SY S,NASTRAN,ABAQUS之间的接口.利用此模块可以考虑物体的弹性,在模型中引入柔性体,从而提高系统仿真的精度.ADAMSΠFlex是采用模态柔性来表示弹性的.其基本思想是赋予柔性体一个模态集,采用模态展开法,用模态向量和模态坐标的线性组合来表示弹性位移,通过计算每一时刻物体的弹性位移来描述其变形运动.ADAMSΠFlex中的柔性体可采用(M NF)来描述,该文件是一个独立于操作平台的二进制文件,它包含以下信息:几何信息、结点质量和惯量、模态、模态质量和模态刚度.如果是有限元专家,可以自己将有限元结果写成模态中性文件,但更可行的方法是利用ANSY S,NASTRAN,ABAQUS等商品化有限元软件包进行分析后将结果转换成模态中性文件[2].一旦创建了模态中性文件,就可以将它输入到ADAMSΠView或ADAMSΠS olver中,建立相应零件的柔性体.具体的操作流程如下:图1　ADAMS柔性体建模流程导入中性文件M NF生成的柔性体模型最大的缺点就是很难定义作用力,只有当柔性体是主动(施力)物体时才能在其上施加下列作用力:具有六个分量的广义力向量、具有三个分量的力向量、具有三个分量的力矩向量.如果柔性体是被动(被加载)物体,则可以通过在柔性体上附加一个无质量联接物体,将以上作用力加在无质量联接物体上.要建立一个无质量联接物体,只需要去掉物体的几何体即可,因为在缺省情况下ADAMSΠView是根据物体的几何体来确定其质量的.2　离散化的方法运用离散化的方法建立柔性体模型是在AD2AMS中创建柔性体模型的另一种方法.下面以连续梁为例,介绍如何用离散化的方法创建柔性体.在ADAMSΠView中,从“Build”主菜单的下拉菜单中,选择“Flexible Bodies”,接着选择“DiscreteFlexible Link”,一个创建柔性体的对话框就出现了[3],如图2所示.在对话框里要填写如下内容:“Name”一栏中,输入要创建的连续梁的名字.①收稿日期:2007-03-12作者简介:栾锡富(1949-),男,黑龙江佳木斯人,佳木斯大学机械工程学院副教授.　第25卷第3期 佳木斯大学学报(自然科学版) Vol.25No.3　2007　年05月 Journal of Jiamusi University(Natural Science Edition) May　2007“Segment ”一栏中,输入要把连续梁分成几段.在“Dam ping Ratio ”一栏中,输入要加在所有模态上的阻尼率,或选择缺省值.要为连续梁确定两个端点,“Marker1”,“Marker2”.图2　连续梁生成对话框最后选择“OK ”,在ADAMS ΠView 中显示生成的连续梁模型.ADAMS 中的连续梁是由若干个无质量横梁(Massless Beam )由连接器(connector )工具连接而成.可以通过修改无质量梁特性对话框来定义无质量横梁的力学特性来构造实际工程状态下不同力学性能的连续梁.在此对话框中,可以定义转动惯量(I xx ,I yy ,I zz ),剪切率(Shear Area Ratio ),杨氏模量(Y oung ’s M odulus ),剪切模量(Shear M odulus ),阻尼率(Dam ping Ratio )等.通过对这些参数的控制,我们可以构造不同力学特性的连续梁.连续量的构建方式给了我们启示,我们可以用这种离散化的方法来创建柔性体.把具有一定几何实体的ADAMS 刚性模型分割成多个实体块,并定义其中每个实体块的力学特性,来构建ADAMS 柔性体.3　结束语传统的设计方法,在柔性体建模方面有很大的局限性,用ADAMS 软件柔性化方法,可以很方便地进行设计研究,更能体现该方法重要意义.参考文献:[1]　ADAMS ΠF LEX User ’s M anual.M echanical Dynamics Inc.2000.[2]　梁浩,余跃庆,张成新.基于ADAMS 及ANSY S 的柔性机器人动力学仿真系统[J ].机械科学与技术,2002,21(6):892-895.[3]　李军,邢俊文,谭文洁.ADAMS 实例教程[M].北京:北京理工大学出版社,2002.R esearch on Modeling Method of Flexible Bodies Using ADAMSLUAN Xi -f u(College of Mech anical E ngineering ,Jiamusi U niversity ,Jiamusi 154007,China )Abstract :　This paper introduces the basic theory of ADAMS flexible body and s ome methods to add flexible bodies to a m odel in ADAMS.The main point is that the theory and methods put the flexible body into virtual prototype based on ADAMS.M oreover ,it analyzes the characteristics of different methods and points out the im portant sense of the theory and methods which put the flexible body into virtual prototype based on ADAMS in the design and research.K ey w ords :　flexible bodies ;ADAMS ;M NF173第3期栾锡富:ADAMS 柔性体建模方法的研究。

有限元模型阻尼特性的复参数修正方法研究李双;刚宪约【摘要】阻尼对于结构动力学响应具有重要的影响,但有限元模型一般很难对阻尼特性进行精确建模.基于实测频响函数,研究了一种有限元模型阻尼特性的复参数修正方法.以待修正区域各单元质量、刚度矩阵的比例修正系数为复修正参数,建立了单元矩阵比例修正的灵敏度方程直接算法,并对比分析了复修正参数与不同阻尼特性之间的数学关系.以六自由度集中参数模型和25杆平面桁架模型为例,验证了复参数修正方法在阻尼特性修正中的有效性.%Damping plays an important role in structural dynamics. However, it is difficult to model the damping characteristics in the finite element analysis. Using the experimental and analytical frequency response functions(FRF),a complex parameter model updating method is developed to update the mass,stiffness and damping properties. Taking the complex proportional coefficients of the element matrices as the updating variables,the direct updating sensitivity equation system is deduced,and the relationship between the complex updating parameters and the typical damping types is revealed. At the end, the performance of the proposed method is evaluated with examples of a 6-DOF lumped system and a 25 truss structure.【期刊名称】《力学与实践》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】6页(P45-50)【关键词】复参数;阻尼特性;频响函数;模型修正【作者】李双;刚宪约【作者单位】山东理工大学交通与车辆工程学院,山东淄博255049;联合汽车电子有限公司,上海201206;山东理工大学交通与车辆工程学院,山东淄博255049【正文语种】中文【中图分类】U461.1在工程实际中，构建一个精确的有限元模型是进行结构有限元分析的基础.然而在建立有限元模型时，不可避免地存在各种理论假设、边界条件的近似性、材料参数的不确定性等因素，使得有限元模型和实际模型之间存在误差.为了改善这一问题，对结构动力学模型修正方法进行研究就变得十分必要.目前，有限元模型修正方法已经广泛应用于机械工程、航空航天、建筑工程等领域.根据修正过程中使用试验数据的不同，现有的模型修正方法可以分为基于模态参数的模型修正方法[1]和基于频响函数的模型修正方法[2]两大类，由于频响函数法回避了模态参数识别这个步骤，在模型修正中积累的误差比模态参数法更少，因此在近些年逐渐发展起来.然而传统的模型修正方法修正的重点一般都是刚度和质量参数，待修正的有限元模型不考虑或暂不考虑阻尼特性.而实际结构中往往是存在阻尼的，由于阻尼能够衰减结构系统的振动能量，减小振动共振区内的振幅，因此当忽略结构的阻尼时，建立的有限元模型与实际结构会存在一定的偏差.而且在修正计算中，通常将实测有阻尼数据与有限元无阻尼仿真数据直接进行相关性分析来实现模型修正，但由于阻尼所造成的频响函数零极点频移和峰值衰减都会给模型修正带来误差，因此为了保证修正结果的准确性，开展考虑阻尼特性的模型修正方法研究必不可少.袁永新等[3-4]利用实测复模态参数，提出了一种基于奇异值分解的黏性阻尼矩阵直接修正方法.季佳 [5]提出了三种正交模态修正方法来解决黏性阻尼特性的修正方法.保宏等[6]基于Lin等[7]的频响函数直接修正方法，引入阻尼刚度比来实现对阻尼特性的修正，本质上属于对结构阻尼特性的修正.本文就是将保宏等的方法进行进一步推广，研究一种适用于一般阻尼特性的复参数修正方法.1 基于频响函数的模型修正方法Lin等[7]于20世纪初提出了基于频响函数的模型修正方法，其灵敏度修正方程为式中，Sm(ω),Sc(ω)及Sk(ω)为灵敏度矩阵，pm,pc及pk分别为与单元质量矩阵、单元阻尼矩阵和单元刚度矩阵相关的比例修正参数列向量式中，Ha及hx分别表示频率点ω处的理论频响函数矩阵与试验频响函数列向量，下标“a”及“x”分别表示理论与试验模型；下标nm,nc,nk分别代表待修正的单元质量矩阵、单元阻尼矩阵及单元刚度矩阵的个数；pmi,pci及pki为待修正单元矩阵的比例修正系数，Mei,Cei及Kei分别为第i个单元的质量矩阵、单元阻尼矩阵和单元刚度矩阵；一般情况下，由于试验条件的限制或结构本身存在的不足，通过实测结构上分布的测点通常无法获得修正过程所需的全部自由度的响应，而测量转动自由度的响应则更加困难，因此在得到的数据中，实测结构的自由度数目远远小于有限元模型的自由度数目.在一般的有限元模型修正算法中，往往要求有限元模型的自由度与实测模型的自由度能够一一对应，因此，借鉴本文作者在文献[8]提出的基于非完备频响函数的模型修正新格式，通过动态缩聚方法将理论模型进行缩聚.最终可得缩聚模型的修正公式如下式中，hRa(ω)为模型缩聚后的理论模型频响函数列向量；x(ω)为模型缩聚后经过修改的试验频响函数列向量其他各参数的表达式为其中，上标“R”表示缩聚模型，HRa表示缩聚后的理论模型的频响函数，Txd是试验模型的动态缩聚转换矩阵.2 阻尼特性的复参数修正方法在基于频响函数的有限元模型修正方法的基础上，研究考虑有限元模型阻尼特性的复参数修正方法.其中无阻尼结构有限元理论模型的对应频响函数数据均为实数，而有阻尼试验模型的对应频响函数数据均为复数.在有限元理论模型中，一般很难精确模拟单元的阻尼特性，因此使用方程(1)进行模型的阻尼特性修正在实际中存在许多困难.在本文的模型修正过程中，设实测结构具有阻尼特性，将每个单元的阻尼矩阵表示为其质量矩阵和刚度矩阵的复系数线性叠加.从而将传统的单元质量矩阵、单元刚度矩阵的实系数比例修正发展为复系数修正[9].单元比例修正系数表示为式中，比例修正参数pC的实部pR表示结构单元质量和刚度矩阵改变的比例系数，虚部pI用来描述与质量、刚度特性相关的结构模型的阻尼特性.这种采用虚部比例系数描述结构阻尼特性的方法，可以比较好地描述一般结构的结构阻尼或黏性阻尼特性.仅仅讨论修正系数虚部描述阻尼特性的有效性，可以将一般线性结构的运动微分方程表示如下式中,Me和Ke为扩展到与结¡构自¢由度¡数¢同阶的单元质量矩阵和单元刚度矩阵，pCMe和 pCKe为单元质量矩阵、单元刚度矩阵的比例修正系数，X和F为节点位移向量和激振力向量.本文讨论的模型修正以频响函数为参考，而频响函数定义为简谐输出与简谐输入的比值 [10]，令F=ejωt，X=ejωt.对于具有结构阻尼的系统，其结构运动微分方程(4)变换可得若则式(5)描述的就是经典的结构阻尼模型.对于具有黏性阻尼的系统，由式(4)变换可得式 (6)形式上表示成了黏性阻尼方程的形式，但黏性阻尼矩阵与激励频率有关，这一点与经典的黏性阻尼不同.3 数值案例3.1 集中参数模型以如图 1所示六自由度集中参数模型 [11]为例，对比验证本文研究的复参数修正方法对结构阻尼和黏性阻尼修正的有效性.图1 六自由度集中参数模型3.1.1 结构阻尼参数修正不考虑图1中的黏性阻尼环节，假定试验模型部分弹簧存在与其刚度参数成比例的结构阻尼，理论模型没有考虑阻尼作用，并且理论模型的部分质量、刚度参数与试验模型存在比例偏差.如表1所示，“理论模型”表示待修正模型的参数，“案例1”、“案例2”、“案例3”分别代表 3种存在不同的比例参数偏差的试验模型.理论模型与试验模型的H11频响函数的对比如图2所示，其中，图例AM表示有限元理论模型，EM-1,EM-2,EM-3分别表示3种不同的试验模型案例.表1 初始结构参数及不同修正案例参数单位理论模型案例1 案例2 案例3 m17——m2 7 −0.2 ——m3 4——0.5 m4 3——m5 6——m6 8——kg 105 ——−0.4 k2 105 —0.03j—k3 4.0×105−0.1 —−0.06j k4 5.0×105———k5 7.0×105———k6 2.0×105———k7 8.0×105———k8 3.0×105———k9 6.0×105———k10 3.0×105———k11 5.0×105———k1 N/m图2 理论模型与试验模型的H11对比图基于理论与试验频响函数数据，利用复参数修正方法进行质量、阻尼和刚度参数联合修正所得结果如表2所示，可以看出三组试验模型的修正结果与预设目标值完全一致.表2 预设目标值与修正值参数目标值修正值EM-1 EM-2EM-3 EM-1 EM-2EM-3 m2 −0.2 ——−0.2 ——m3——0.5 ——0.5 k1 ——−0.4 ——−0.4 k2—0.03j——0.03j—k3 −0.1 —−0.06j −0.1 —−0.06j图3给出了3个案例修正模型与试验模型的频响函数H41曲线，可以看出修正模型与试验模型的频响函数数据吻合得非常好.图3 修正模型和试验模型的H41对比图3.1.2 黏性阻尼参数修正对于图1所示集中参数模型，仍假定有限元理论模型未考虑阻尼作用，而试验模型存在阻尼系数c=100Ns/m的两个黏性阻尼环节.为验证本文复参数修正方法对于黏性阻尼系统的质量、刚度和阻尼参数联合修正的能力，同时预设理论模型的m2,k3相对于试验模型存在0.2,0.1的比例缩减系数.采用复参数修正方法进行模型修正，其结果如表 3所示；修正后的频响函数曲线与实测频响函数对比如图4所示，模型修正后的频响函数曲线与实测频响函数曲线在整个频率范围内吻合得非常好.结合上节对结构阻尼模型的修正结果，可推知复参数修正方法对常见的结构阻尼和黏性阻尼都可以适用.表3 预设目标值与修正值参数目标值修正值实部虚部实部虚部m2 −0.20 0 −0.2008 0 k3 −0.10 0 −0.1000 0 k5 ——0−0.0210 k6 ——0 −0.0195图4 修正模型对应的H11对比图3.2 分布参数模型如图5所示25杆平面桁架结构[8]，材料杨氏模量为 E=200GPa，泊松比为ν=0.3，密度为ρ=7.8×103kg/m3，各杆的横截面积如表4所示.图5 平面桁架模型假定理论模型没有考虑阻尼作用，而试验模型具有结构阻尼，即某些杆件存在与其刚度成比例的阻尼，同时仍假定理论模型的某些杆件相对于试验模型存在质量、刚度比例偏差.预设的两个试验案例杆单元比例偏差系数如表5所示.表4 杆单元的横截面积单元序号面积s/mm2 1-6 1.8×103 7-12 1.5×103 13-17 1.0×103 18-25 1.2×103表5 部分杆单元的比例偏差系数单元案例1 案例2 M K M K 3 −0.30 −0.30 0.30 0 10 −0.20 0 0 0.10j 16 0 −0.20 0.0 0 20 −0.30 0 0.2 0.25 25 −0.15 −0.40 0.15 0.20j分别取理论频响函数与两个案例试验的频响函数数据，利用灵敏度方程进行理论模型的修正.图 6和图 7分别给出了两个案例的原始理论模型 (AM)、无噪声试验模型 (EM)、有噪声试验模型(nEM)、无噪声修正模型 (EM(修正))、有噪声修正模型(nEM(修正))的H11曲线图.其中有噪声试验模型添加了2%的高斯白噪声.图6 案例1试验模型及修正模型H11对比图图7 案例2试验模型及修正模型H11对比图分别对比有、无噪声干扰两种情况下的修正模型与试验模型的频响函数曲线，可以看出无噪声干扰修正结果与对应的试验模型曲线完全重合，受到噪声干扰的修正结果则与对应试验模型曲线也吻合得非常好.由于案例1中并没有添加阻尼特性，采用复参数修正方法进行模型修正，也能得到正确可靠的修正结果，因此可认为复参数修正方法对于无阻尼和有阻尼模型都是适用的.在图 8和图 9中分别给出了案例 2比例参数修正结果的实部和虚部对比柱状图.其中，横轴上“E*K”或“E*M”表示修正单元的刚度或质量，*表示修正单元编号. 图8 案例2对应比例参数修正实部对比图图9 案例2比例参数修正虚部对比图观察上面两图可知，噪声的干扰对比例参数的实部修正能够产生一定的影响，但对虚部产生的作用不大.由于修正比例参数的虚部代表结构模型的阻尼特性，因此可推出，复参数修正算法对存在噪声干扰的分布参数模型能够进行有效的阻尼参数修正.4 结论实际结构的阻尼物理机理都非常复杂，无论是结构阻尼、黏性阻尼、库伦阻尼或比例阻尼都只不过是在当前认知范围内，为了分析方便对结构阻尼特性的一种抽象和简化.只要是在较宽的频率范围对能量耗散特性的描述能够逼近实际实验数据，都可以认为是好的模拟方式.在基于频响函数的模型修正方法基础上发展而来的阻尼特性复参数修正方法，可以很好地解决有限元模型的质量、刚度和阻尼联合修正问题，从动力学方程分析和实例修正计算都验证了本文方法能够较好地模拟和修正一般的阻尼特性，为改进有限元模型,更精确地模拟结构的动态特性提供了一种切实可行的途径.参考文献1 Hu SLJ,Li H,Wang S.Cross-model cross-mode method for model updating.Mechanical Systems and Signal Processing,2007,21(4):1690-1703 2朱凼凼,冯咬齐.应用位移频响函数进行模型修正.宇航学报,2006,27(2):201-204 3袁永新,戴华.阻尼矩阵与刚度矩阵的一种直接修正方法.振动与冲击,2009,28(8):117-120+2034蒋家尚,袁永新.基于复模态实验数据的黏性阻尼矩阵的修正.振动与冲击,2007,26(5):74-76,80,1555季佳.一种黏性阻尼系统的模型修正方法研究.[硕士论文].南京：南京航空航天大学,20146保宏,赵冬竹,王从思等.利用频响函数对阻尼结构进行模型修正的方法.应用力学学报,2010,(1):68-72,2247 Lin RM,Ewins DJ.Model updating using FRF data.The 15th International Seminar on Modal Analysis,19908 Gang X,Chai S,Allemang RJ,et al.A new iterative model updating method using incomplete frequency response function data.Journal of Sound and Vibration,2014,333(9):2443-24539 Arora V,Singh SP,Kundra TK.Damped model updating using complex updating parameters.Journal of Sound and Vibration,2009,320(1):438-45110 Meirovitch L.Fundamentals of Vibrations. New York:McGraw-Hill,200111 Urgueira APV,Almeida RAB,Maia NMM.On the use of the transmissibility concept for the evaluation of frequency response functions.Mechanical Systems and Signal Processing,2011,25(3):940-951。

第1期机电技术柔性体有限元分析在UG运动仿真教学中的应用何玉山谢晓华（永州职业技术学院，湖南永州425100）摘要：在UG运动仿真的教学中，一般是先假设零件都为刚体再进行运动仿真，但机构中往往存在柔性体零件，运动时将会发生较大的弹性形变。

应用UG的“高级仿真”模块，通过建立柔性体零件的有限元模型和仿真模型，并进行模态分析求解，在运动仿真模块中，将部件模态数据添加到运动分析中并定义柔体，从而在UG运动仿真教学中实现刚柔并存的运动分析。

关键词：UG；有限元；柔性体；运动；仿真中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1672-4801（2018）01-019-02DOI:10.19508/ki.1672-4801.2018.01.007在UG运动仿真的教学中，一般是对机构的刚体进行运动学仿真分析，但机构中往往存在柔性体构件，这些刚体运动仿真无法表示柔性体构件的动力学特性。

对于存在柔性体构件的机构，可以使用柔性体分析方法来组合弹性变形与刚体运动，得到机构的更加真实的动力学特性。

1柔性体部件的模态分析以图1所示的曲柄滑块机构为例，假设：机体、曲柄和滑块都为刚性体，材料为Steel；连杆为柔性体，材料为ABS。

图1曲柄滑块图2连杆有限图3模态7的机构元模型位移云图1.1建立有限元模型（FEM文件）首先在UG建模模块中创建曲柄滑块机构的三维模型。

进入高级仿真模块，将连杆建立“FEM”有限元模型文件，选择有限元求解器为“NX NASTRAN”，分析类型为“结构”。

设置材料属性，在UG材料库中选择ABS。

选择具有较高计算精度的10节点四面体单元网格的“3D四面体网格”工具对零件进行网格划分，自动确定单元格大小为11.5mm，模型共划分为1779个四面体单元，网格中的节点数为3656，建立其有限元模型如图2所示。

1.2建立高级仿真模型（SIM文件）新建仿真文件SIM，解算方案类型选择“SOL103柔性体”，完成解算方案的设置。

机械结构的柔性变形分析方法引言在机械工程领域，机械结构的柔性变形分析是一项重要的研究课题。

随着科技的进步和社会对高性能机械设备需求的增加，对于机械结构的精确分析与设计变得愈加迫切。

柔性变形是指在外力作用下，机械结构会发生形变。

因此，柔性变形的分析方法对于机械结构的设计以及性能优化至关重要。

一. 有限元法在机械结构的柔性变形分析中，有限元法是最常用和有效的方法之一。

有限元法的基本原理是将连续体离散化为若干个有限大小的单元，通过计算每个单元的位移和应变来近似求解整个结构的柔性变形。

这种方法不仅可以估计机械结构的刚度和应力分布，还可以分析结构在不同载荷条件下的变形情况。

二. 材料力学参数的确定在柔性变形分析中，材料的力学参数是非常重要的输入参数之一。

由于不可避免的材料非线性和各向异性，准确的材料参数对于模拟真实变形有着至关重要的影响。

确定材料参数的常用方法包括实验测定法、理论计算法和逆向分析法。

其中实验测定法通过对材料的拉伸、压缩或弯曲等试验来获得材料的本构关系，理论计算法则通过材料的晶体结构和分子力学模拟等方法来预测力学参数。

三. 拓扑优化方法除了传统的柔性变形分析方法，近年来拓扑优化方法的发展也为机械结构的柔性变形分析提供了新的思路。

拓扑优化是指通过互连网络和优化算法等技术，优化机械结构的形状和连通性，以达到某种指标要求的方法。

与传统的变形分析方法不同，拓扑优化方法能够在结构设计之初就考虑到材料的柔性和变形，从而优化结构的刚度和轻量化效果。

四. 柔性变形对机械性能的影响柔性变形不仅会导致机械结构的形状改变，还会直接影响机械性能的表现。

机械结构的柔性变形会引起强度和刚度的降低，同时也可能导致疲劳寿命的缩短。

因此，在机械结构设计过程中，必须全面考虑柔性变形的影响，并通过合理的分析和优化方法来解决这些问题。

例如，可以通过增加支撑结构、改变材料的组成或优化结构的形状来减小柔性变形对机械性能的不利影响。

结论机械结构的柔性变形分析是机械工程领域的重要课题。