發(fā)布時(shí)間：2017-09-07 08:14

  本文關(guān)鍵詞：基于響應(yīng)面技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)有限元模型修正方法研究

  更多相關(guān)文章： 有限元模型修正 ANSYS 響應(yīng)面法 Design-Expert 中心復(fù)合設(shè)計(jì) 荷載試驗(yàn)

【摘要】：隨著有限元建模方法在橋梁工程領(lǐng)域的應(yīng)用,一個(gè)精準(zhǔn)的有限元模型對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、承載力分析評(píng)估以及結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別等有著關(guān)鍵性的作用。通常依照橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖紙和規(guī)范建立的有限元模型不可避免的會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的材料屬性、邊界條件等進(jìn)行簡化和假設(shè),這樣導(dǎo)致所建立的有限元模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)存在一定的差異,難以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性與真實(shí)性。有限元模型修正就是通過對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正,使得修正后的有限元模型能夠真實(shí)的反映橋梁的實(shí)際狀態(tài)。綜合各類有限元模型修正方法的優(yōu)缺點(diǎn),本文采用基于響應(yīng)面技術(shù)的有限元模型修正方法,該方法不僅迭代計(jì)算量小、模型修正的效率高,而且修正后的有限元模型能夠作為結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估、損傷識(shí)別等的基準(zhǔn)模型。本文在搜集有關(guān)有限元模型修正理論及響應(yīng)面技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)有限元模型修正理論進(jìn)行簡明的闡述,著重介紹了在有限元模型修正過程中遇到的幾個(gè)關(guān)鍵問題:相關(guān)性分析、修正參數(shù)的選取、目標(biāo)函數(shù)的建立與優(yōu)化分析。繼而對(duì)響應(yīng)面技術(shù)在有限元模型修正中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述,重點(diǎn)對(duì)基于響應(yīng)面技術(shù)的有限元模型修正方法的每個(gè)步驟做了詳細(xì)的介紹。然后對(duì)一根數(shù)值簡支梁模型進(jìn)行了模型修正與損傷識(shí)別的應(yīng)用,證實(shí)了該方法的正確性與可靠性。最后,以黃弓大橋?yàn)楣こ瘫尘?運(yùn)用ANSYS建立黃弓大橋的初始有限元模型,以黃弓大橋靜、動(dòng)載試驗(yàn)的實(shí)測頻率和撓度作為目標(biāo)響應(yīng),采用基于響應(yīng)面技術(shù)的有限元模型修正方法對(duì)其進(jìn)行了修正,修正的誤差在2%以內(nèi),并利用黃弓大橋靜載試驗(yàn)的其他工況和動(dòng)載試驗(yàn)所測試的第三階頻率作為靜動(dòng)力響應(yīng)的驗(yàn)證,驗(yàn)證的結(jié)果誤差均較小,證實(shí)了該方法在工程應(yīng)用方面的可行性與可靠性。
【關(guān)鍵詞】：有限元模型修正 ANSYS 響應(yīng)面法 Design-Expert 中心復(fù)合設(shè)計(jì) 荷載試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U441
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 有限元模型修正的研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 直接法10-11
• 1.2.2 靈敏度法11-13
• 1.2.3 響應(yīng)面法13-14
• 1.3 研究的目的及意義14-16
• 1.4 本文的主要內(nèi)容16-17
• 第二章 有限元模型修正技術(shù)的基本理論17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 反問題概述17-20
• 2.2.1 反問題的描述與分類17-18
• 2.2.2 力學(xué)系統(tǒng)的反問題18-19
• 2.2.3 反問題的難點(diǎn)19-20
• 2.3 有限元模型修正的關(guān)鍵問題與基本過程20-24
• 2.3.1 有限元模型20-21
• 2.3.2 相關(guān)性分析21-22
• 2.3.3 修正參數(shù)22-23
• 2.3.4 目標(biāo)函數(shù)與優(yōu)化分析23
• 2.3.5 有限元模型修正的基本過程23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 基于響應(yīng)面技術(shù)的有限元模型修正方法25-33
• 3.1 引言25
• 3.2 基于響應(yīng)面技術(shù)的有限元模型修正步驟25-27
• 3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)27-29
• 3.3.1 中心復(fù)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)27
• 3.3.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)27-28
• 3.3.3 均勻設(shè)計(jì)28-29
• 3.4 參數(shù)篩選及顯著性檢驗(yàn)29
• 3.5 響應(yīng)面函數(shù)的選取與響應(yīng)面的擬合29
• 3.6 響應(yīng)面模型的精度檢驗(yàn)29-30
• 3.7 優(yōu)化求解30-32
• 3.7.1 序列二次規(guī)劃算法30-32
• 3.7.2 混沌粒子群算法32
• 3.8 本章小結(jié)32-33
• 第四章 數(shù)值模型算例與驗(yàn)證33-45
• 4.1 簡支梁數(shù)值算例33
• 4.2 特征值選取和參數(shù)篩選33-36
• 4.3 有限元模型修正36-41
• 4.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)36-38
• 4.3.2 顯著性檢驗(yàn)及響應(yīng)面擬合38-40
• 4.3.3 優(yōu)化求解40-41
• 4.4 有限元模型修正的應(yīng)用—損傷識(shí)別驗(yàn)證41-44
• 4.4.1 損傷識(shí)別響應(yīng)面模型建立41-42
• 4.4.2 損傷識(shí)別過程及結(jié)果42-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第五章 黃弓大橋有限元模型修正45-74
• 5.1 工程概況及有限元建模45-47
• 5.2 黃弓大橋靜、動(dòng)載試驗(yàn)47-54
• 5.2.1 靜載試驗(yàn)47-52
• 5.2.2 動(dòng)載試驗(yàn)52-54
• 5.3 黃弓大橋有限元模型修正54-66
• 5.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)54-59
• 5.3.2 參數(shù)顯著性檢驗(yàn)59-61
• 5.3.3 響應(yīng)面擬合61-64
• 5.3.4 優(yōu)化求解64-66
• 5.4 結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)力響應(yīng)驗(yàn)證66-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 第六章 結(jié)論與展望74-76
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文79-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 梁鵬;李斌;王秀蘭;王曉光;吳向男;馬旭明;;基于橋梁健康監(jiān)測的有限元模型修正研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];長安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年04期

2 段麗娟;吳成富;張聞乾;陳懷民;;基于序列二次規(guī)劃算法的控制律尋優(yōu)設(shè)計(jì)[J];火力與指揮控制;2009年01期

3 鄧苗毅;任偉新;王復(fù)明;;基于靜力響應(yīng)面的結(jié)構(gòu)有限元模型修正方法[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2008年02期

4 劉軍民;高岳林;;混沌粒子群優(yōu)化算法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2008年02期

，

本文編號(hào)：808404