该技术属于静力试验与预示领域，具体涉及一种针对壳体加筋结构的静力试验与预示方法。
背景技术：
运载火箭在研制过程中结构强度和刚度是重要考核对象，目前我们主要通过3种手段来分析：1、工程算法分析；2、有限元预示仿真分析；3、实体静力试验考核。工程算法分析主要应用于设计初期对结构宏观强度和刚度评估，其特点是应用简单、成本低、计算时间少、几乎没有可视化显示、精度差、分析结果总体趋势正确，但是，对于运载火箭这种产品，要求结构单位质量高承载比，越来越需要对结构精细化设计，工程算法无法满足后续要求。而对于有限元仿真计算除了具有成本低、时间短的特点以外，还可以可视化模拟结构在环境载荷作用下全结构应力、应变、位移、加速度等数值的变化趋势和量级。但是，由于仿真计算过程中，由于模型的简化、边界的约束、材料的等效、分析理论的差异导致仿真计算结果的可行性值得评估。对于真实静力试验可以真实模拟结构在承受环境载荷下结构变形、破坏、失稳等形变。但是，由于其实际操作过程中会遇到如下情况：1、成本高；2、测量数据有限，不可能对所以关心点进行测量；3、测量空间有限，对测量传感器无法布置区域(表面曲率太大、小封闭空间)是无法获得测量数据；4、在载荷施加或边界约束时，不可避免的需要其它辅助工装，这些工装通常刚度与真实环境下边界刚度由部分差异，但是，边界因素对结构的强度、刚度局部区域影响大、不可忽略；5、其它环境原因不可避免，如气温变化、风载变化的因素。
技术实现要素：
本发明的目的在于：提供一种针对壳体加筋结构的静力试验与预示方法， 为航天飞行器的设计和分析提供更有力的支撑。
本发明的技术方案如下：一种针对壳体加筋结构的静力试验与预示方法，包括以下步骤：
步骤一：建立有限元模型，依据模型的几何尺寸、材料、边界条件、载荷建立相应的有限元模型，并计算分析，得到有限元结果文件；
步骤二：依据测点空间坐标XYZ，获取对应位置有限元节点编号，从而获得测点信息，测点信息由两个文件组成：有限元节点编号文件、有限元结果文件，
步骤三：通过测点空间坐标XYZ，获取对应位置的结构测定编号；从而获取试验测点信息，试验测点信息由两个文件组成：试验结构编号文件、试验结果文件，
步骤四：在步骤一中建立的有限元模型中查找与试验测点几何位置距离最近的节点，然后将测点的自由度与有限元节点的自由度完成一一对应关系；
步骤五：通过计算步骤二中的有限元结果文件与步骤三中的试验结果文件模态置信度MAC，验证有限元预示与试验变形趋势是否一致，其中：
式中，Φe代表试验数据矩阵，Φa代表预示仿真有限元计算矩阵，其中，MAC值在0-1范围内，当MAC＝0时，表示有限元预示与试验变形趋势完全不同，当MAC＝1时，表示两者变形趋势完全相同；
步骤六：绘制对比图
步骤七：有限元模型修正
将步骤一中的有限元结果与步骤三中的试验结果进行步骤五中的MAC值对比，再通过步骤六中所绘制的对比图进行对比，通过对比图变化形式来修正 有限元模型，从而达到MAC尽可能接近1，使计算结果与试验结果相似度最大。
所述步骤二中，有限元节点编号文件按照测点顺序对测点进行的排序，为nX1矩阵，通过有限元节点编号文件输出应力应变位移，有限元结果文件由nX3矩阵描述，其中n为测点数目，每一列由三个数据表述，第一个为测点x坐标，第二个为y坐标，第三个为测点应力、应变或位移，对于小于3行或3列的测点，若可以在空间下绘制为一条曲线，则测点信息由2Xn矩阵描述，第一列为测点沿曲线的距离，第二列为测点应力、应变或位移大小；若不能在空间下绘制为一条曲线，则终止。
所述步骤三中，试验结构编号文件按照测点顺序对测点进行的排序，为nX1矩阵，通过试验结构编号文件输出应力应变位移，试验结果文件由nX3矩阵描述，其中n为测点数目，每一列由三个数据表述，第一个为测点x坐标，第二个为y坐标，第三个为测点应力、应变或位移，对于小于3行或3列的测点，若可以在空间下绘制为一条曲线，则试验测点信息由2Xn矩阵描述，第一列为测点沿曲线的距离，第二列为测点应力、应变或位移大小；若不能在空间下绘制为一条曲线，则终止。
所述步骤六中，当测点空间方向上可以描绘为3行、3列及以上的网格形状，选用云图绘制对比图，其中，x坐标为空间横向尺寸；y坐标为轴向尺寸；云图颜色表示为应力值大小，当测点空间方向上只有1、2行或1、2列时，选用路径对比曲线来绘制对比图，其中，x轴为路径相对距离，y轴为测点的应力、应变或位移。在对比某一特征点测试数据时，选用加载级别或载荷作为x轴，y轴为测点应力、应变或位移。
本发明的显著效果在于：通过对结构在不同载荷作用、不同边界处理方式 下静力预示仿真结果与试验数据对比。一方面，解决静力试验与静力预示仿真的系统性对比、全面性评估相关误差，解决过去只能对极个别特征点小数据分析对比方法；另一方面，通过这些不同级别下对比分析，积累不同边界模拟方式、不同求解方式、不同试验方法等对真实试验或仿真计算影响因子数据。再一方面，通过对比云图、曲线、相似度可以直观的反应试验与预示之间的关系，通过对上述资料的评估可以决定试验是否继续进行，有无试验件或人身财产安全问题。
具体实施方式
一种针对壳体加筋结构的静力试验与预示方法，包括以下步骤
步骤一：建立有限元模型，依据模型的几何尺寸、材料、边界条件、载荷建立相应的有限元模型，并计算分析，得到有限元结果文件；
步骤二：依据测点空间坐标XYZ，获取对应位置有限元节点编号，从而获得测点信息，测点信息由两个文件组成：有限元节点编号文件、有限元结果文件，有限元节点编号文件按照测点顺序对测点进行的排序，为nX1矩阵，通过有限元节点编号文件输出应力应变位移，有限元结果文件由nX3矩阵描述，其中n为测点数目，每一列由三个数据表述，第一个为测点x坐标，第二个为y坐标，第三个为测点应力、应变或位移，对于小于3行或3列的测点，若可以在空间下绘制为一条曲线，则测点信息由2Xn矩阵描述，第一列为测点沿曲线的距离，第二列为测点应力、应变或位移大小；若不能在空间下绘制为一条曲线，则终止；
步骤三：通过测点空间坐标XYZ，获取对应位置的结构测定编号；从而获取试验测点信息，试验测点信息由两个文件组成：试验结构编号文件、试验结果文件。试验结构编号文件按照测点顺序对测点进行的排序，为nX1矩阵，通过 试验结构编号文件输出应力应变位移，试验结果文件由nX3矩阵描述，其中n为测点数目，每一列由三个数据表述，第一个为测点x坐标，第二个为y坐标，第三个为测点应力、应变或位移。对于小于3行或3列的测点，若可以在空间下绘制为一条曲线，则试验测点信息由2Xn矩阵描述，第一列为测点沿曲线的距离，第二列为测点应力、应变或位移大小；若不能在空间下绘制为一条曲线，则终止；
步骤四：在步骤一中建立的有限元模型中查找与试验测点几何位置距离最近的节点，然后将测点的自由度与有限元节点的自由度完成一一对应关系；
步骤五：通过计算步骤二中的有限元结果文件与步骤三中的试验结果文件模态置信度MAC，验证有限元预示与试验变形趋势是否一致，其中：
式中，Φe代表试验数据矩阵，Φa代表预示仿真有限元计算矩阵。其中，MAC值在0-1范围内，当MAC＝0时，表示有限元预示与试验变形趋势完全不同，当MAC＝1时，表示两者变形趋势完全相同；
步骤六：绘制对比图
当测点空间方向上可以描绘为3行、3列及以上的网格形状，选用云图绘制对比图。其中，x坐标为空间横向尺寸；y坐标为轴向尺寸；云图颜色表示为应力值大小。当测点空间方向上只有1、2行或1、2列时，选用路径对比曲线来绘制对比图，其中，x轴为路径相对距离，y轴为测点的应力、应变或位移。在对比某一特征点测试数据时，选用加载级别或载荷作为x轴，y轴为测点应力、应变或位移；
步骤七：有限元模型修正
将步骤一中的有限元结果与步骤三中的试验结果进行步骤五中的MAC值对比，再通过步骤六中所绘制的对比图进行对比，通过对比图变化形式来修正有限元模型，从而使MAC值接近1，使计算结果接近试验结果。