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运载火箭在飞行过程中面临的激励环境复杂多变,该激励具有随机宽频特性,激励的频率范围涵盖了低、中、高频,会导致箭体结构及内部的设备发生故障。因此对火箭振动响应进行有效预示对保证飞行任务的成功完成具有十分重要的意义。目前振动响应预示的方法众多,但是各种方法游离分散,缺乏有效的系统集成。本文针对这一难题应用PyQt5开发出了一套基于仿真和工程方法的力学环境预测分析系统,将工程预示方法中相似结构外推法及适用于低频振动的有限单元法(FEM)、适用于中频振动的有限元-统计能量分析(FE-SEA)混合法、适用于高频振动的统计能量分析(SEA)方法等理论预示方法集成起来,从整体上提高运载火箭振动响应预示能力。从以往地面试验、经验为主的工程预示模式,转变为理论仿真预示与工程预示并行展开、有机结合的预示模式;从以往分散的预示模式,转变为系统集成模式。具体的工作内容为:1.总结了目前常用的振动响应预示方法及其应用流程。包括以外推法为代表的工程预示方法;适用于低频振动的FEM、边界元方法(BEM)、有限元-边界元(FEA-BEA)混合方法及虚拟激励法(PEM);适用于中频振动的FE-SEA混合法及能量分布分析(EDA);适用于高频振动的SEA方法,并通过算例进行了验证;2.通过Qt Designer设计出软件平台的交互式操作界面;3.采用Python语言使软件平台的界面具备可操作性,使用户在软件平台中操作就可进行振动响应分析。开发的主要流程分四个方面:1)低频分析时借助二次开发将有限元软件MSC PATRAN/NASTRAN与软件平台的操作界面联系起来。用户使用软件平台进行响应预测时,只需在操作界面中设置好参数及边界条件,系统能够自动调用MSC PATRAN/NASTRAN进行随机振动分析,实现参数化建模及流程化仿真分析。2)中频分析时建立软件平台和VA One之间的对接,在软件平台中即可进入VA One软件中建立火箭模型,并应用FE-SEA模块进行中频仿真分析。3)高频分析时将火箭模型分成若干个部段,针对每个部段及整箭模型通过MATLAB编写SEA程序,在软件平台中直接调用该程序进行计算,成功将SEA方法集成到软件平台中。