(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211193416.0 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 上海大学 地址 200444 上海市宝山区上 大路99号 (72)发明人 魏莎　陈奕丰　丁虎　陈立群　 (74)专利代理 机构 上海上大专利事务所(普通 合伙) 3120 5 专利代理师 何文欣 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06N 3/12(2006.01) G06T 17/20(2006.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 113/14(2020.01) (54)发明名称 一种飞机液压管路系统有限元模型修正方 法 (57)摘要 本发明公开了一种飞机液压管路系统有限 元模型修正方法， 步骤如下： 进行管道模型的模 态试验和有限元建模， 分别获得模态 参数的试验 值和有限元分析值并进行自由度匹配与相关性 分析； 基于灵敏度分析并结合工程经验筛选出待 修正参数； 采用拉丁超立方抽样获得样本点， 拟 合出Kriging代理模型并进行精度检验； 以修正 后的管路系统有 限元模型响应与实际模型响应 尽可能接近为总体目标， 构建目标函数； 选用多 目标遗传算法作为迭代算法进行优化求解， 迭代 计算收敛后得出最终的修正参数和有限元模型。 本发明可以有效提升飞机液压管路系统模型精 度， 修正后模型静动力响应与实际结构吻合较 好， 具有较高的修正效率和修正精度， 可为此类 管系结构模型修 正提供参考。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115438548 A 2022.12.06 CN 115438548 A 1.一种飞机液压管路系统有限元模型修 正方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1、 使用有限元软件构建飞机液压管路系统的有限元模型， 并通过有限元软件得出 飞机液压管路系统的模态分析 结果； 步骤2、 基于模态试验方案进行模态试验， 得 出模态试验测试 结果； 步骤3、 将模态试验实测数据与有限元模拟结果进行自由度匹配与相关性分析； 若有限 元模拟结果与模态试验结果相差较大， 则需重新进行有限元建模； 步骤4、 基于灵敏度分析并结合工程经验筛选出对模型影响较大的参数作为待修正参 数； 步骤5、 采用拉丁超立方抽样方法获得样本点， 基于样本点拟合出 Kriging代理模型； 步骤6、 对Krigi ng代理模型进行精度检验， 若未达 到精度要求则重新进行 试验设计； 步骤7、 以修正后的管路系统有限元模型响应与实际模型响应尽量接近为总体目标， 构 建目标函数； 步骤8、 选用优化算法作为迭代算法进行优化求解， 判断迭代运算是否收敛； 若迭代计 算收敛， 则得出最终的修正参数， 进而得出修正后的有限元模型； 若迭代运算不收敛， 则重 复上述过程进行重新计算。 2.根据权利要求1所述的飞机液压管路系统有限元模型修正方法， 其特征在于， 所述步 骤1中， 在飞机液压管路系统的有限元建模、 网格划分和动力学特性分析方面， 采用了 SOLIDWORKS三维建模软件和ANSYS有限元软件； 采用单向流固耦合方法， 通过ANSYS ‑Fluent 对流场进 行分析， 将流场分析结果以压力载荷形式作用于管道内表 面上， 再导入到Modal中 进行模态分析； 在飞机液压管路系统中的主体导管部分采用六面体单元， 液压管路中导管 两端连接组件及支 架部分均采用四边形 单元。 3.根据权利要求1所述的飞机液压管路系统有限元模型修正方法， 其特征在于， 所述步 骤2中， 模态试验是基于LMS  Test.Lab平台的， 试验过程中利用冲击力锤施加脉冲激励， 采 用单点激励多点响应的形式。 4.根据权利要求1所述的飞机液压管路系统有限元模型修正方法， 其特征在于， 所述步 骤4中， 基于逐步回归理论， 对各初选几何参数和材料参数进行灵敏度分析； 根据灵敏度分 析结果， 筛选出导管密度、 导管弹性模量和支 架弹性模量 三个参数作为待修 正参数。 5.根据权利要求1所述的飞机液压管路系统有限元模型修正方法， 其特征在于， 所述步 骤5中， 采用拉丁超立方抽样的试验设计方式提取样 本点； 拟合Kr iging模型时， 选用高斯函 数作为相关函数。 6.根据权利要求1所述的飞机液压管路系统有限元模型修正方法， 其特征在于， 所述步 骤6中， 选用的Krigi ng模型评价因子有决定系数R2和均方根 误差RMSE 两种检验标准： 式中， yp为样本点p处的有限元计算值， 其中p的取值范围为1到k， k为样本点个数； 为权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115438548 A 2响应面计算 值； 为有限元计算结果的平均值。 决定系数R2反映了代理模型与实测值之间的 相关性， 决定系数R2越趋近于1， 则代理模型相关程度越高。 均方根误差RMSE反映了代理模 型与实测值之间的差异性， 均方根 误差RMSE越趋 近于0， 则代理模型精度越高。 7.根据权利要求1所述的飞机液压管路系统有限元模型修正方法， 其特征在于， 所述步 骤7中， 以修正后的管道模型有限元模 型与实际管道模型响应尽量接近为总体目标， 利用模 态试验所 得模态频率构建Krigi ng模型的目标函数： 式中， 为第i阶实测 模态频率， 其中i的取值范 围为1到m， m为参与修正的样本个数； fi 为第i阶计算模态频率； xj为第j阶修正参数， 其中j的取值范围为1到n， n为修正参数的个 数， 和 为修正参数的最小值和最大值。 8.根据权利要求1所述的飞机液压管路系统有限元模型修正方法， 其特征在于， 所述步 骤8中， 选用多目标遗传算法对参数进行优化 求解。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115438548 A 3