【技术实现步骤摘要】
【】本专利技术涉及高速入水试验测试，尤其涉及入水冲击载荷试验截止频率获取方法及相关设备。
技术介绍
0、
技术介绍
1、随着新型跨介质航行器相关技术的发展，高速入水问题的研究受到了广泛的关注。高速入水试验测试研究是研究高速入水问题的重要补充方法，由于高速入水问题具有瞬态性、强非线性等特点，因此在高速入水试验测试过程中，由加速度传感器所采集到的冲击载荷数据一般由三部分组成：刚体加速度、结构响应加速度以及其它加速度。刚体加速度是假设航行器为刚性，由入水过程中受到的阻力所形成的加速度，也被称为刚体过载；结构响应加速度是由于航行器与水面发生碰撞产生结构动态响应形成的加速度信号，包括航行器结构的轴向振动响应与横向振动响应产生的加速度信号；其它加速度主要为干扰因素产生的加速度信号，例如加速度传感器自身振动产生的加速度信号以及由于加速度传感器与航行器之间的安装连接方式而带来的干扰噪声信号。高速入水冲击载荷试验数据是复杂的，如何从复杂的实测冲击载荷试验数据中准确提取刚体过载一直是数据处理的关键重点和难点问题。
2、现有的方法基于eemd方法对原始信号进行分解，然后对imf分量进行burg功率谱分析，得到各个imf分量的功率谱，其次根据具体的刚体模态分析，得到刚体的振动高频部分，并获取对应的临界频率，最后根据临界频率将高频imf分量从原始信号中滤去，将剩下的imf分量进行重构得到滤波后的信号，在该方法中临界频率的选择并未给出明确准则，因此参与信号重构的imf分量在选取时可能具有一定的主观性，易导致滤波后的信号与实际需要的
技术实现思路
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技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供入水冲击载荷试验截止频率获取方法及相关设备。
2、本专利技术第一实施例的具体技术方案为：一种入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，所述方法包括：对航行器试验模型开展干模态分析，获取不同阶段的模态对应的固有频率和模态参与因子；所述不同阶段包括航行器试验模型发射阶段与入水冲击阶段；获取与预设激励方向相同的最大模态参与因子对应的模态；将所述最大模态所对应的固有频率作为入水冲击载荷试验的截止频率。
3、优选的，所述对航行器试验模型开展干模态分析，获取不同阶段的模态对应的固有频率和模态参与因子，包括：对航行器试验模型开展干模态分析，获得航行器的结构线性运动控制方程；根据节点位移矢量、节点加速度矢量和所述结构线性运动控制方程获得不同阶段的模态对应的固有频率和模态振型；基于所述模态振型和结构质量矩阵获得模态参与因子。
4、优选的，所述根据节点位移矢量、节点加速度矢量和所述结构线性运动控制方程获得不同阶段的模态对应的固有频率和模态振型，包括：将所述节点位移矢量和所述节点加速度矢量代入至所述结构线性运动控制方程获得振动频率和模态振型；根据所述振动频率获得所述固有频率。
5、优选的，所述振动频率和所述模态振型采用如下公式获得：
6、
7、其中，k为结构线性运动控制方程中的结构刚度矩阵，ωi为所述振动频率，m为结构线性运动控制方程中的结构质量矩阵，为模态振型。
8、优选的，所述固有频率采用如下公式获得：
9、fi＝ωi/2π
10、其中，ωi为所述振动频率，fi为所述固有频率。
11、优选的，所述模态参与因子采用如下公式获得：
12、
13、其中，γi为所述模态参与因子，为模态振型，m为结构线性运动控制方程中的结构质量矩阵，d为在每个全局坐标系平动方向和旋转方向下单元的位移频谱；所述单元为将航行器的结构进行离散后形成的不同单元。
14、优选的，所述将所述最大模态所对应的固有频率作为入水冲击载荷试验的截止频率之后，还包括：将所述截止频率作为低通滤波器的截止频率对航行器入水冲击仿真得到的非线性数据进行滤波获得滤波结果。
15、本专利技术第二实施例的具体技术方案为：一种入水冲击载荷试验的截止频率获取系统，所述系统包括：分析模块、模态选择模块和截止频率获取模块；所述分析模块用于对航行器试验模型开展干模态分析，获取不同阶段的模态对应的固有频率和模态参与因子；所述不同阶段包括航行器试验模型发射阶段与入水冲击阶段；所述模态选择模块用于获取与预设激励方向相同的最大模态参与因子对应的模态；所述截止频率获取模块用于将所述最大模态所对应的固有频率作为入水冲击载荷试验的截止频率。
16、本专利技术第三实施例的具体技术方案为：一种入水冲击载荷试验的截止频率获取设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如本申请第一实施例中任一项所述方法的步骤。
17、本专利技术第四实施例的具体技术方案为：一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如本申请第一实施例中任一项所述方法的步骤。
18、实施本专利技术实施例，将具有如下有益效果：
19、本专利技术通过对航行器试验模型开展干模态分析，获取不同阶段的模态对应的固有频率和模态参与因子；获取与预设激励方向相同的最大模态参与因子对应的模态；将最大模态所对应的固有频率作为入水冲击载荷试验的截止频率。通过干模态分析获取航行器结构振动响应的固有频率，并将其引入信号的数据处理过程，选取激励方向模态参与因子最大的模态对应的固有频率作为截止频率，减弱了低通滤波截止频率选取时的主观性，有利于减小试验数据的误差。
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1.一种入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述对航行器试验模型开展干模态分析，获取不同阶段的模态对应的固有频率和模态参与因子，包括：
3.如权利要求2所述的入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述根据节点位移矢量、节点加速度矢量和所述结构线性运动控制方程获得不同阶段的模态对应的固有频率和模态振型，包括：
4.如权利要求3所述的入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述振动频率和所述模态振型采用如下公式获得：
5.如权利要求3所述的入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述固有频率采用如下公式获得：
6.如权利要求2所述的入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述模态参与因子采用如下公式获得：
7.如权利要求1所述的入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述将所述最大模态所对应的固有频率作为入水冲击载荷试验的截止频率之后，还包括：
8.一种入水冲击载
9.一种入水冲击载荷试验的截止频率获取设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述对航行器试验模型开展干模态分析，获取不同阶段的模态对应的固有频率和模态参与因子，包括：
3.如权利要求2所述的入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述根据节点位移矢量、节点加速度矢量和所述结构线性运动控制方程获得不同阶段的模态对应的固有频率和模态振型，包括：
4.如权利要求3所述的入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述振动频率和所述模态振型采用如下公式获得：
5.如权利要求3所述的入水冲击载荷试验的截止频率获取方法，其特征在于，所述固有频率采用如下公式获得：
6.如权利要求2所述的入水冲击载荷...
【专利技术属性】
技术研发人员：施瑶，刘振鹏，廖熊伟，高山，叶鹏程，黄桥高，潘光，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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