1.一种基于等几何方法的组合薄壁结构固有频率设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将初始的组合薄壁结构的各个子结构采用NURBS曲面进行形状描述，或者从CAD软件中直接导出曲面模型，给出模型的节点序列以及控制点位置；

步骤2，标示控制点位置能够变动的子结构为设计域，标示所要改变的控制点为设计变量，标示控制点位置不能够变动的子结构为非设计域；

步骤3，形状能够改变的子结构为设计域子结构，反之为非设计域子结构，将非设计域子结构采用等几何基尔霍夫壳单元进行网格划分，计算其刚度矩阵和质量矩阵；

步骤4，根据Craig‑Bampton模态综合法，构建非设计域子结构的动力学缩减模型，给出缩减后的非设计域结构刚度矩阵和质量矩阵；

步骤5，将设计域子结构采用等几何基尔霍夫壳单元进行网格划分，计算其刚度矩阵和质量矩阵，解析计算单元刚度矩阵和质量矩阵对单元节点位置变化的导数；

步骤6，结合步骤4缩减后的非设计域结构刚度矩阵和质量矩阵，通过Craig‑Bampton模态综合法构建组合结构整体的刚度矩阵和质量矩阵，计算整体结构的固有频率；

步骤7，采用解析及灵敏度映射方法计算整体结构对于设计变量的设计灵敏度；

所述的步骤7具体包括以下步骤：7.1、计算NURBS曲面进行形状描述后的初始曲面模型与网格划分后的模型之间的几何映射关系，构建初始模型控制点位置与细化模型控制点位置之间的关系，初始模型控制点位置与细化模型控制点位置之间为线性关系，能够通过NURBS节点插入或者升阶算法得到；7.2、根据步骤5单元刚度矩阵和质量矩阵对单元节点位置变化的导数，计算出整体结构对于细化模型控制点位置的设计灵敏度；7.3、根据初始模型控制点位置与细化模型控制点位置的线性关系，以及整体结构对于细化模型控制点的设计灵敏度，通过灵敏度映射方法获得整体结构对于设计变量的设计灵敏度；

根据单元刚度矩阵和质量刚度矩阵对单元节点位置变化的导数，计算整体结构对于网格节点的设计灵敏度；

固有频率的细化模型设计灵敏度为：质量的细化模型设计灵敏度为：

应变能的细化模型设计灵敏度为：T

W，＝‑uK，u.         (17)上述式子中，sum(M)表示对结构质量矩阵M的所有行列元素进行加和，Pk表示第k个控制点坐标，K表示结构的刚度矩阵，u表示结构的变形矢量；

步骤8，使用基于梯度的优化算法，针对结构的固有频率设计要求，进行形状优化设计。

2.根据权利要求1所述基于等几何方法的组合薄壁结构固有频率设计方法，其特征在于：所述的步骤8中若优化迭代收敛时，得到所需要的组合薄壁结构形状。

3.根据权利要求1所述基于等几何方法的组合薄壁结构固有频率设计方法，其特征在于：采用NURBS曲面进行形状描述时通过下式表征：其中，ξ和η为两个参数，其定义域为[0,1]；R为NURBS基函数，p、q分别表示基函数在两个参数方向上的阶数；Pi,j为第(i，j)个NURBS控制点的坐标，包括x,y,z三个分坐标；该曲面共有n×m个控制点；

N为B‑spline基函数，其定义在节点矢量上，两个方向上节点矢量分别为：Ξ＝{ξ1，ξ2，…，ξn+p+1}和H＝{η1，η2，…，ηn+p+1}，p和q分别为基函数的阶数，wi,j为对应于(i，j)控制点的权值；

结构应变能小于设定值，总重量小于设定值，第一阶固有频率最大化，问题描述如下：find z＝[z1，z2，…，zi]maximize λ1(z)

s.t.m(z)≤md

T

W＝uK(z)u≤Wd

K(z)u＝F

其中，z表示设计变量，其控制结构的形状；M为结构的质量矩阵，K为结构的刚度矩阵，F为结构外载荷，u为结构的变形场，λ表示结构的固有频率；m为结构的总质量，md表示许用的最大质量，W表示结构总的应变能，Wd为许可的最大应变能。

4.根据权利要求1所述基于等几何方法的组合薄壁结构固有频率设计方法，其特征在于：步骤3计算刚度矩阵和质量刚度矩阵时的系统方程为：刚度矩阵为：

Klm表示刚度矩阵的第l行m列元素，δΠint为结构的内力虚功，ul表示节点l的位移；

质量矩阵为：

Mij＝∫sρNiNjds          (6)其中，ρ为结构的密度，Ni表示基函数；

n和m分别表示壳中面等效集中力和转矩，u表示壳体中面位移，ε和κ分别表示壳体的中面应变和曲率应变；S表示壳体的中面参数化曲面，(),α表示括号中变量对标号为a的参数求导数，(),αβ表示括号中变量对α和β参数依次导数，α,β∈{1,2}，N3表示曲面的单位外法αβγδ

线；C 表示结构的弹性张量分量，E表示材料的弹性模量，v表示泊松比。

5.根据权利要求1所述基于等几何方法的组合薄壁结构固有频率设计方法，其特征在于，步骤4构建缩减后的非设计域结构刚度矩阵和质量矩阵时：首先对子结构进行模态分析，然后求解出来各个子结构的内节点固定界面模态 和边界节点模态其是子结构前k个固定界面特征向量的集合，k远远小于该子结构总的自由度数目， 表示子结构第k个特征向量，其通过对该子结构所有边界节点全约束后进行模态分析得到；

s

其中，K 表示第s个子结构的刚度矩阵，ii和ib分别指代其内节点和边界节点对应的刚度矩阵分块，I代表单位刚度矩阵。

6.根据权利要求1所述基于等几何方法的组合薄壁结构固有频率设计方法，其特征在于，步骤5通过下式解析计算单元刚度矩阵和质量刚度矩阵对单元节点位置变化的导数：其中，Mij为结构质量矩阵的第i行j列元素，Pk为壳中面S的第k个控制点坐标，Klm为结构刚度矩阵的第l行m列元素，ul为位移矢量的第l个元素，N为形函数。

7.根据权利要求1所述基于等几何方法的组合薄壁结构固有频率设计方法，其特征在于，步骤6模态变换矩阵为 模态综合后的系统方程为：其中，T为结构的变换矩阵，ΦC和ΦN分别表示结构的边界节点模态矢量集合和固定界面内节点模态矢量集合，w为结构的固有圆角频率；因为固定界面内节点模态集为选的前k阶模态向量，k远远小于结构自由度数目，通过上述矩阵操作达到了方程维度缩减的目的；

求解上述方程即得到简化系统的固有频率。

8.根据权利要求1所述基于等几何方法的组合薄壁结构固有频率设计方法，其特征在于，步骤8使用MATLAB中的fmincon函数，针对结构的固有频率设计要求，进行形状优化设计。