(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 202210660030.X (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南 开区卫津路9 2号 申请人 中国运载火箭 技术研究院 (72)发明人 马志赛　翟裕加　丁千　王晓鹏　 隋鑫　许俊伟　孙亮　王加攀　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 专利代理师 刘子文 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于连接界面自由度缩聚原理的连接结构 降阶建模方法 (57)摘要 本发明公开一种基于连接界面自由度缩聚 原理的连接结构降阶建模 方法， 包括定义两刚性 连接节点分别为选取的节点η和转换后的节点 δ； 通过位移转换矩阵建立空间中任意选取的节 点η对应的转换后的节点δ之间的位移转换关 系； 通过等效力转换矩阵建立空间中任意选取的 节点η对应的转换后的节点δ之间的等效力转 换关系； 通过上述位移转换关系和等效力转换关 系将某一连接界面上的若干个具有刚性连接关 系的节点缩聚到一个虚拟的节 点上， 实现将同一 连接界面上具有刚性连接关系的节点的自由度 缩聚。 将自由度缩聚结合动态子结构方法建立系 统的动力学降阶模型， 能够通过调节连接刚度大 小和类型实现模拟线性、 非线性的弹性连接或刚 性连接。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 114996951 A 2022.09.02 CN 114996951 A 1.一种基于连接界面自由度缩聚原理的连接结构降阶建模方法， 其特 征在于， 包括 S1.定义两刚性连接节点分别为选取的节点 η和转换后的节点 δ； S2.通过位移转换矩阵建立空间中任意选取的节点η对应的转换后的节点δ之间的位移 转换关系； S3.通过等效力转换矩阵建立空间中任意选取的节点η对应的转换后的节点δ之间的等 效力转换关系； S4.通过上述位移转换关系和等效力转换关系将某一连接界面上的若干个具有刚性连 接关系的节点缩聚到一个虚拟的节点上， 实现将同一连接界面上具有刚性连接 关系的节点 的自由度缩聚； S5.通过步骤S4实现的自由度缩聚结合动态子结构方法建立系 统的动力学降阶模型， 能够通过调节连接刚度大小和类型实现模拟线性、 非线性的弹性连接或刚性连接 。 2.根据权利要求1所述一种基于连接界面自由度缩聚原理的连接结构降阶建模方法， 其特征在于， 步骤S2中具体如下： 式中， i表示第i个选取的节点对应的节点号， x、 y、 z、 Rx、 Ry、 Rz分别表示6个自由度方 向， x、 y、 z为3个平动自动度方 向； Rx、 Ry、 Rz为3个转动自由度方 向； 作为下标时代表对应方 向的物理量， 如： dxi为第i个选取的节点相对于转换后 节点在x方向上的距离， 代表第i个 选取的节点在x方向上的位移， δx代表转换后的节点在x方向上的位移， δRx表示转换后的节 点在Rx方向上的位移； H为 位移转换矩阵。 3.根据权利要求1所述一种基于连接界面自由度缩聚原理的连接结构降阶建模方法， 其特征在于， 步骤S3中具体如下： 式中， L为等效力转换矩阵， 为第i个选取的节点在 转换后节点x方向上的等效 力， 为第i个选取的节点x方向上的节点力。 4.根据权利要求1所述一种基于连接界面自由度缩聚原理的连接结构降阶建模方法， 其特征在于， 步骤S4具体如下： 假设连接界面有n个具有刚性连接 关系的节 点， 则n个选取的 节点与一个转换后的节点之间的位移和等效力的转换关系如下权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114996951 A 2通过上述变换， 由于每个节点包括6个自由度， 使得连接 界面自由度由6n个减少到6个， 实现了连接界面自由度的缩聚。 5.一种基于连接界面自由度缩聚原理的连接结构降阶建模系统， 其特 征在于， 包括： 输入模块， 用于 输入选取的节点信息； 位移转换模块， 用于对输入的节点信息通过位移转换矩阵得到转换后的节点位移信 息； 等效力转换模块， 用于对输入的节点信 息通过等效力转换矩阵得到转换后的节点等效 力信息； 生成模块， 包括有整体动力学方程， 用于实现将同一连接界面上具有刚性连接关系的 节点的自由度缩聚。 6.一种电子设备， 其特征在于， 包括： 处理器， 以及与所述处理器通信连接的存储器和 收发器； 所述处理器， 所述存 储器及所述收发器之间电路互连； 所述存储器存储计算机执 行指令； 所述收发器用于收发数据； 所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令， 以实现权利要求1 ‑4中任一项所 述连接结构降阶建模方法的步骤。 7.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质中存储有计算机 执行指令， 所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现权利要求1 ‑4任一项所述连接结 构降阶建模方法的步骤。 8.一种计算机程序产品， 其特征在于， 包括计算机执行指令， 该计算机执行指令被处理 器执行时实现权利要求1 ‑4任一项所述连接结构降阶建模方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114996951 A 3