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改进的基于附加已知质量的模型修正方法 总被引:6,自引:0,他引:6
基于附加已知质量块的有限元模型修正方法是一种新的富有实用前景的模型修正算法,但是当测试模态数目太少时,这一方法的修正精度不能满足工程要求。然而在工程实际中,受技术条件的制约,测试模态数目有限是不可避免的。为了提高测试模态数目不足情况下算法的修正精度,提出了一些改进措施。对于满秩情况,应用所提出的迭代算法,可以有效地逐次提高修正精度,但是缺点在于试验成本高。基于工程实际中有限元模型误差分布局部性的特点,提出利用误差局部性进行修正方程的约简。结果表明,改进后的方法对于实现模型局部误差修正,具有良好的精度,并且可操作性好。此外还分析了修正方程非满秩产生的原因,提出应用缩聚的方法来保证修正方程的满秩。最后以一个长直机翼结构为例,进行了算法验证,结果表明局部修正算法精度高,满足应用需求。 相似文献
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由于复杂工程结构的有限元模型中不确定参数较多,不确定参数的变化范围较大,对其修正时目标参数难以收敛,针对此问题提出引入模型确认技术中的分层思想,建立了分层模型修正技术的数学模型,把复杂工程结构按连接特性分解为若干个子结构,再把子结构分成若干个零件,分别对零件、子结构进行修正,最后不需要对整体结构进行修正而生成工程中可接受的有限元模型,以模型确认技术领域内的benchmark模型为例进行分层修正,研究结果表明了基于分层思想的有限元模型修正结果精度较高,具有较大的工程应用价值。 相似文献
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磨料水射流切割加工是一个受多参数影响的复杂过程,很难建立一个有效的理论切割深度模型,而现有经验模型由于工作参数的差异很难可靠应用。本文在实验基础上,对ZengJ的模型进行了修正。修正后的模型可用于工程实际。 相似文献
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模型修正中通常需要解决自由度匹配问题,模型缩聚是解决这一问题的一种方法。当有限元建模误差较大时,模型缩聚的近似会大大降低模型修正的精度。针对这一问题,提出了模型缩聚-模型修正迭代方法,消除模型缩聚带来的误差。文中应用IRS缩聚和基于频响函数的模型修正方法对提出的迭代方法进行了具体讨论。通过板梁混合结构的数值模拟实验,比较了现有修正方法和迭代修正方法的修正精度。结果表明提出的迭代方法有效提高了修正精度,使修正后的模型频率和物理参数更逼近真实值。同时该方法具有较高的迭代收敛效率,符合实际工程应用的要求。 相似文献
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用振动测量数据最优修正振型矩阵与质量矩阵 总被引:1,自引:0,他引:1
在实际工程中,由有限元模型得到的计算值与通过试验获得的测量值之间往往存在偏差,为了能够精确预测结构的动力响应,依据测量信息修正现有的动力模型是非常必要的。本文运用代数特征值反问题的理论和方法,研究了满足正交性条件的振型矩阵及质量矩阵的修正问题,得到了加权Frobenius范数意义下的最优修正矩阵。 相似文献
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基于统计分析技术的有限元模型修正研究 总被引:14,自引:8,他引:14
采用统计学的方差分析和回归分析技术研究模型修正的有关问题,主要包括基于方差分析的参数筛选、基于回归分析的响应面拟合和利用响应面进行模型修正三个方面。目前工程上采用的基于灵敏度分析的参数挑选方法根据参数在某设计点处的灵敏度进行挑选,而基于方差分析的参数筛选是从全局的角度,在整个设计空间上挑选对特征量有显著影响的设计参数。基于响应面的修正方法,首先在参数的整个设计空间范围内利用回归分析技术,以显式的响应面模型逼近特征量与设计参数间复杂的隐式函数关系,然后在其基础上进行迭代修正。提出的方法不但可以应用于线性、低频等现有的模型修正方法适用的范围,而且易于推广到非线性、冲击等现有修正方法较少涉及的领域。此外,现有的方法由于每次迭代都需要调用有限元分析软件进行计算,在缺少软件接口的情况下,较难实现工程应用。这种方法只在准备样本数据时需要进行有限元分析,修正过程中无需调用,因而利于工程应用。GARTEUR飞机模型有限元模型的修正结果验证了方法的有效性 相似文献
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在实际工程中,由有限元模型得到的计算值与通过试验获得的测量值之间往往存在偏差,为了能够精确预测结构的动力响应,依据测量信息修正存在的动力模型是非常必要的。运用代数特征值反问题的理论和方法,研究了满足正交性条件的质量矩阵的修正问题,得到了Frobenius范数意义下的最优修正矩阵。 相似文献
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为了使有限元计算模型给出的分析结果与相应的实测结果有良好的相关性,确保计算结果能切实有效地预测结构实测结果,并指导实际结构建造的顺利进行,对一弦支穹顶结构的试验模型实测结果与有限元模型计算结果进行对比分析,发现了理论模型与实际结构之间的差异,识别出导致差异的主要原因,并提出了基于测试结果对计算模型进行修正的算法与理论.通过对一实际试验模型进行的修正计算表明,修正算法能够基于实测数据便捷地对模型进行修正.最后对修正计算模型和原始模型的计算结果与实际模型结构的测试结果进行了对比分析,结果表明,修正后的计算模型较原始模型计算结果与实际模型的实测结果更加吻合,修正模型能够更加准确地描述实际结构. 相似文献
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针对大跨斜拉桥结构提出了一种子结构模型修正方法。根据斜拉桥结构体系特征,从空间上划分几个比较独立的子结构。对包括所有子结构特征信息和待修正参数的整体结构,进行特征信息对参数的灵敏度分析,验证各子结构之间的相对独立性,并确定子结构模型修正的顺序。基于各子结构的特征信息建立目标函数,采用遗传优化算法,依次对各子结构进行模型修正。以某大跨斜拉桥试验室物理模型为研究对象,对该方法进行了数值仿真和试验验证。基于仿真数据的子结构模型修正精准度高,基于实测数据的修正结果能得到与实际情况相符的合理解释。因此,该斜拉桥模型修正的子结构方法切实有效,且易于工程应用。 相似文献
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拆除爆破研究中数值分析方法的比较与选择 总被引:1,自引:0,他引:1
概述了数值分析法的分类。介绍了平面杆系有限元法、离散元法、数值流形法和不连续变形分析等几种数值分析方法。简单地讨论了平面杆系有限元法的分析步骤以及在拆除爆破中适于解决的问题 ;同时叙述了流形分析中采用的有限覆盖技术。通过分析和比较这几种方法在拆除爆破研究中的应用 ,作者认为 ,当前应用传统的有限元法进行爆破理论研究或拆除爆破模拟存在一些困难 ;离散元法用于拆除爆破理论的研究是可行的 ;不连续变形分析法对于拆除爆破模拟研究是一种具有良好前景的数值方法 相似文献
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本文应用有限元素法分析带紧度轴对称组合旋转体的热弹性应力问题,具体做法是首先应用有限元素法分别计算在自由状态下各个轴对称旋转体的热弹性应力,然后应用图解法,画出位移——载荷图,求得组合体各个配合面的变形协调点,最后加上予定的紧度,求得在真正画出实际状态下的带紧度轴对称旋转体的热弹性应力。通过对某型航空发动机的带紧度低压涡轮盘鼓结构的实例计算,取得比较满意的结果。值得指示:带紧度与左自由状态下的轴对称旋转体,它们的应力状态是截然不同的,有时会导致很大的差异,由此,决不可忽视紧度。应用有限元法与图解法结合计算,原理简单明瞭,易于掌握,说明这个方法在实践中是可行的,已为实际工程所采用。 相似文献
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Manfred Hahn Mathias Schwarz Bernd-H. Kröplin Thomas Wallmersperger 《Computational Materials Science》2011,50(10):2771-2784
The physical behaviour of materials and complicated components is nowadays numerically predicted by using the Finite Element Method (FEM). Another method, older than the finite element idea, is the Discrete Element Method (DEM), with which it is possible to make continuum-based calculations not only in the mechanical field but also in the thermal field, as will be shown in this paper.One major drawback of the FEM is that continuum-based methods are unable to include the stochastically distributed microscopic effects in the macroscopically oriented calculations. The Discrete Element Method is one method with which these effects can be considered.For making realistic fracture and life time predictions for components at high temperatures, it is important to adapt the DEM for the thermal field. This paper describes the mathematical proof of the 2D Discrete Element Method (or Lattice Model) for the thermal field. It will specifically be shown that the heat flux inside the framework can be transferred to the heat conduction equation. Furthermore, some examples demonstrate how the heat flux can be calculated with this method and how the corresponding material parameters are found and implemented. Also, as will be shown in this paper, anisotropic or orthotropic heat flux effects can be integrated in the DEM model. 相似文献
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Marek Szczotka 《Acta Mechanica》2011,220(1-4):183-198
This article presents the Rigid Finite Element Method (RFEM), which allows us to take into account the flexibility of a system. Beam-like structures are analyzed, in which large deformations occur. The RFEM has been developed many years ago and successfully applied to practical engineering problems. The main difference between this method and the classical Finite Element Method (FEM) is the element deformation during analysis. In RFEM, the finite elements generated in a discretization process are treated as nondeformable bodies, whilst in FEM the elements are deformable; in RFEM, flexible, mass-less elements with properly chosen coefficients are introduced. A modification of the stiffness coefficients used in RFEM is proposed and explained in the article. It is shown how these new coefficients applied in RFEM lead to the same energy of deformation as in the case when the system is discretized by the classical FEM. This means that the energy of deformation is identical to that obtained in FEM, which leads to identical deformations of the elements. It is of particular importance that the RFEM is a much simpler method, faster in calculations and easier to learn and interpret. Furthermore, the generation of the inertia and stiffness matrices is much faster than in FEM. Another advantage is relatively easy implementation for multicore processor architecture. The calculation examples investigated cover some practical problems related to the offshore pipe laying process. The J-lay method is simulated by the use of the author??s own computer model based on a modified RFEM. The model takes into account wave and sea current loads, hydrodynamic forces and material nonlinearity (plastic strains can develop during large deformation). The simulation results are compared with those obtained from the commercial package ANSYS. 相似文献
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In this paper, an application of the Extended Finite Element Method (XFEM) for simulation of delamination in fibre metal laminates is presented. The study consider a double cantilever beam made of fibre metal laminate in which crack opening in mode I and crack propagation were studied. Comparison with the solution by standard Finite Element Method (FEM) as well as with experimental tests is provided. To the authors’ knowledge, this is the first time that XFEM is used in the fracture analysis of fibre metal laminates such as GLARE. The results indicated that XFEM could be a promising technique for the failure analysis of composite structures. 相似文献
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In this work, after a short review of the respective thermodynamic formulation, the algorithmic treatment of coupled chemo-thermal
problems with exo- or endothermal reactions is addressed. The Finite Element Method (FEM) is serving as the analysis tool.
Consistent linearization of the discretized evolution equations results in quadratic convergence of the global Newton-Raphson
equilibrium iteration. This renders solutions of practical engineering problems feasible. The range of these problems encompasses
the early age behavior of concrete as well as agricultural applications. In order to demonstrate the applicability of the
presented material law, a 3D material test for shotcrete is re-analyzed.
Received 24 January 1998 相似文献
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多柔性体系统动力学的有限元方法(MUFEM) 总被引:2,自引:0,他引:2
本文探讨多柔性体系统动力学的一种新的数值仿真方法一多体有限元方法(MultibodyFiniteElementMethod,MUFEM)。MUFEM以有限元方法为基础,综合区域分解法(DDM)和非连续体变形分析方法(DDA)的主要优点。MUFEM的主要特点是:1)构造边界网格描述系统动态变化的拓扑几何关系;2)采用FEM模型和类似子结构的方法分析多柔性体系统的动力学特性;3)各子块之间可能接触边界的非连续性用Lagrange乘子处理;4)摩擦接触问题用非线性数学规划方法求解。算例表明,MUFEM能很好模拟多柔性体系统的运动以及相互之间的作用,有良好的发展前景。 相似文献
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基于新近提出的一维有限元后处理超收敛算法——单元能量投影(EEP)法,将有限元自适应求解问题转化为对超收敛解答的自适应分段多项式插值问题,一步便可获得最优的有限元网格划分,在该网格上再次进行有限元计算,即可获得满足用户给定的误差限的有限元解答。该法简单实用、快速高效,是一个颇具优势和潜力的自适应方法。文中以二阶常微分方程模型问题为例,对该法的形成思路和实施策略做一介绍,并给出有代表性的数值算例用以展示该法的优良性能和效果。 相似文献