黏性阻尼系统时域响应灵敏度及其一致性研究

作     者：张磊 张严 丁喆 Zhang Lei;Zhang Yan;Ding Zhe

作者机构：武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 

基　　金：国家自然科学基金(51805383) 中国博士后科学基金(2021M692486)资助项目 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2022年第54卷第4期

页      码：1113-1124,I0005页

摘      要：时域响应灵敏度分析是时域梯度优化算法的基础.灵敏度分析通常只涉及对设计变量的微分运算,但时域响应灵敏度问题还涉及时间域的离散化.因此,微分和离散的先后顺序可能对时域响应灵敏度结果产生影响.针对黏性阻尼系统时域响应灵敏度求解问题,基于改进精细积分方法,分别推导了先微分后离散和先离散后微分两种伴随变量方法.其中,先微分后离散法首先对由伴随变量构造的增广函数微分,再利用改进精细积分方法在各离散时间点求解时域响应灵敏度;而先离散后微分方法则首先在各离散时间点引入残值方程构造增广函数,再对各增广函数进行微分以求解时域响应灵敏度.通过数值算例验证了所提出方法的有效性和准确性,并与传统基于Newmark的方法进行比较.结果表明,积分方案、数值离散误差以及离散和微分的先后顺序共同影响灵敏度的一致性误差.综合考虑精度、效率和一致性问题,基于改进精细积分的先微分后离散伴随变量法表现更优,最适合应用于黏性阻尼系统时域梯度优化算法.

主 题 词：灵敏度分析 伴随变量法 时域动力响应 一致性分析 黏性阻尼系统 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 0701[理学-数学类] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/0459-1879-21-562

馆 藏 号：203111583...