在役T构桥梁的有限元模型修正

有限元模型修正是建立精确的基准有限元模型的基础。以在役T构桥梁——324国道乌龙江大桥为工程背景,利用ANSYS软件建立了全桥结构的三维有限元模型,进行了结构静、动力数值模拟分析,并与实测结果进行了比较;结果表明,未修正的有限元模型计算结果与实测结果存在较大误差。通过参数灵敏度分析,确定了对桥梁结构静、动力特性影响均较大的参数;采用零阶和一阶算法,基于自振频率与静力挠度组合的目标函数,对乌龙江大桥有限元模型进行了修正。修正后的有限元模型能较真实地反映结构的实际状态,可作为该桥梁长期健康监测与状态评估的基准有限元模型。     

基于试验数据的吊拉组合模型桥梁有限元模型修正

为获得吊拉组合模型桥梁的基准状态,结合子结构与响应面有限元模型修正方法,建立一种新的桥梁结构有限元模型修正方法。依据构造及力学特点,划分子结构并选择待修正参数;基于方差分析,利用参数显著性检验确定待修正参数;用均匀设计方法生成待修正参数样本集,由有限元分析获得对应的响应信息后,建立每一待修正参数与目标值的响应面模型;建立自振频率和位移适应度函数线性组合的联合目标函数,利用模型桥梁的静动力试验数据,由遗传算法获得参数的修正量,实现测试结果与有限元计算结果间误差的最小化。试验结果表明:所提方法能在确保设计参数合理且具有明确物理意义的前提下,对桥梁结构有限元模型实现有效的修正。     

基于静动力测试的混凝土T形梁有限元模型修正

为建立适用于混凝土T形梁的有限元模型,以钢筋混凝土T形简支梁为研究对象,利用联合静动力的有限元模型修正方法对混凝土T形叠合梁进行模型修正.首先利用ANSYS建立混凝土T形简支梁有限元模型,根据工程经验初选混凝土弹性模量等待修正参数.构造实测响应与相应响应差值的目标函数,通过灵敏度分析,筛选待修正参数并设定待修正参数取值区间,在区间内选取5组随机的参数值作为“试验”模型,利用联合静动力的修正方法对参数进行迭代修正,修正后模型的静动力响应计算值与“试验”值吻合较好.在简支梁的基础上,将此修正方法推广到三跨连续梁,修正结果良好,验证了该方法的适用性和准确性.     

基于Kriging代理模型的异形钢桁架桥有限元模型修正

文章通过实例介绍了运用Kriging代理模型修正有限元模型参数的方法。选取宣城市滨湖路钢桁架桥作为研究对象,建立其有限元计算模型,通过环境激励试验,测量出桥梁结构的振动响应与基本频率,建立了关于桥梁结构参数与结构响应之间的Kriging代理模型。利用所建立的Kriging代理模型修正原有限元模型,并验算修正后的有限元模型的精度。研究结果表明,基于Kriging代理模型的有限元模型修正方法,可以利用桥梁的荷载试验结果对桥梁进行有限元模型的参数修正,Kriging代理模型的预测结果与实测结果吻合较好。     

预应力连续箱梁桥的动力有限元模型修正

以张家港河大桥为对象,建立主桥的初始有限元模型,基于频率指标和振型相关系数指标,定义了相比传统更合理的目标函数,利用实数编码加速遗传算法,基于环境激励模态试验的前7阶模态参数,对其初始有限元模型进行修正,并利用后3阶模态参数,对修正后有限元模型的预测能力进行评估。由修正结果和预测能力可知,采用上述指标定义的目标函数和实数编码加速遗传算法,对预应力混凝土连续梁桥的有限元模型进行修正,获得准确反映其实际动力行为的有限元模型。     

基于贝叶斯的钢筋混凝土梁模型修正方法

本文提出了一个基于贝叶斯原理的钢筋混凝土梁有限元模型修正方法。针对钢筋混凝土梁模型修正中的方程病态问题及模态测试中测点信息不完整和模态信息不完备的实际情况,建立了适用于有限测点的目标函数和似然函数,且在目标函数中同时考虑了频率和振型信息。采用延迟拒绝自适应算法(DRAM)对待修正参数的后验概率进行了计算。数值算例表明本方法在仅使用低阶测量模态信息和不完整振型信息的情况下,仍能准确修正结构参数;实验算例表明,修正后的钢筋混凝土梁有限元模型的动力特性和测量结果一致,修正后的模型参数值和梁的轻微裂缝的位置及大小基本对应,说明了本文方法的有效性。     

基于权函数的桥梁结构有限元模型修正

有限元模型修正技术在运营期监控、评估桥梁结构性能、损伤识别等工作中有着广泛的应用。依托桥梁荷载试验数据进行有限元模型修正是常见的做法,然而由于测试水平等客观条件的影响,试验数据不能保证完全可靠。以往的模型修正中,基于加权最小二乘法的目标函数不能体现出其对测试数据的抗差性能。提出了基于权函数的目标函数,对测试数据具有较好的抗差性能;以一个三跨连续梁模型进行验证;最后以阜阳市东环路颍河大桥的试验数据为基础,进行模型修正,验证了其可行性。     

焊接结构响应的多目标模拟及模型修正敏感参数分析

本文主要研究复杂结构模拟和模型修正过程中的两个关键问题,即多级目标一致逼近模型的建立和模型修正的敏感参数分析.研究过程针对一个焊接结构钢桁架的缩尺试样进行,利用该钢桁架结构试验提供的多目标一致逼近建模和模型修正所需的结构细节和试验测试结果,研究这类焊接结构的多目标模拟过程,使建立的模型能够同时逼近三个测试目标,即钢桁架结构的整体动力特性、构件名义应力和焊接细节处的局部热点应力;并通过影响因素计算分析探讨该模型修正过程中需要考虑的主要敏感参数.研究结果表明,钢桁架结构的约束参数、焊接结构的焊缝厚度和焊缝弹性模量是模型修正中应该考虑的主要参数.以上分析结果为这类结构的多目标模型修正奠定了基础.     

基于桥梁动力特性实测值的有限元模型修正方法

以反映桥梁整体力学性能的两种参数——竖向挠度和竖向频率为状态变量,构造目标函数,使用有限元软件ANSYS的优化分析功能,对某连续梁—连续刚构桥的有限元数值模型进行修正,大幅提高了有限元模型的计算精度。     

混凝土刚架拱桥加固后承载力的联合静动力法评估

根据国内外的经验,对于混凝土桥梁,单纯依靠动载测试信息来评定有限元模型是不够的,必须借助于静载测试的信息来进一步修正有限元模型,然后通过建立经过静动力修正的有限元模型,运用联合静动力的方法,才能对现有混凝土刚架拱桥承载力进行评估,因此,以吴江某刚架拱桥为例,就静动力有限元模型的建立及静动力试验结果和计算结果的比较等做了较详细的介绍。     

粘钢加固对简支T型梁桥动力特性的影响

以福建安溪清溪大桥为工程背景,首先进行了粘钢加固前后的环境振动测试和刹车等强迫振动测试,并进行了实验模态分析;其次,分别建立了粘钢加固前后全桥的有限元模型,进行了模型参数修正,并比较了加固前后桥梁动力特性的变化;最后,基于修正后的模型,考察了粘贴钢板厚度和高度、T梁横向联结程度、桥面铺装厚度以及主梁腹板损伤程度等参数对粘钢维修加固桥梁动力特性的影响。结果表明:清溪大桥加固前后动力特性测试和分析结果基本吻合,粘钢加固改造能有效提高桥梁的振动频率和整体刚度。     

基于优化方法的桅杆结构有限元模型修正

为了给桅杆结构的健康监测研究提供一个较为准确的有限元基准模型,采用规划优化算法作为桅杆结构模型修正的基本工具,同时将优化算法与大型有限元分析软件相结合,首先,利用ANSYS软件仿真得到桅杆结构的一组动力响应数据,并将它作为模拟的实测数据,用以作为有限元模型修正的基准。其次,以桅杆结构结构的杆端联结刚度可调的杆件有限元模型为对象,以杆端的节点连接刚度为修正参数,以结构模型的节点位移作为修正目标,建立了目标函数从而修正了结构的有限元理论模型。     

悬索桥主塔结构的有限元模拟方法研究：2.模型修正与验证

本文在文献[1]建立的润扬悬索桥主塔的初始有限元模型基础上,采用基于灵敏度分析的模型参数修正方法,结合主塔动力特性的测试结果对主塔的初始有限元模型进行了动力修正。通过三种修正方案的比较,可以看出考虑梁柱节点刚域的影响以及修正参数的上、下限值约束的修正方案最可行。修正后的润扬悬索桥主塔模型能全面、正确地反映主塔结构的动力特性,可作为主塔结构健康监测与安全评估的基准有限元模型。     

温度影响下基于布谷鸟算法的钢–混组合结构桥梁有限元模型修正

结构在日常服役的过程中反复承受变化的温度荷载,温度变化会导致材料弹性模量的变化,进而影响结构的刚度,相应结构的动力特性也会发生变化。本文在建立有限元模型时将温度作为材料参数函数的一个变量,并基于Matlab建立了I-40钢混组合结构桥梁有限元模型并计算其自振特性。同时利用布谷鸟搜索算法(Cuckoo Search)在考虑温度对结构材料参数的影响下对有限元模型进行了修正。修正后的结构模态参数与实验数据吻合良好,最大频率误差小于2%,模态置信准则MAC值均在95%以上,修正后的有限元模型可作为后续结构损伤识别的基准模型。     

某既有钢结构人行桥的动力特性分析

介绍了对一座钢结构人行桥进行的全桥动力测试,并对结构的动力特性进行了分析。利用有限元计算软件进行了结构模态分析,通过参数分析找到了各参数与结构振动频率之间的关系。基于这一关系以及实际动力测试结果,通过对有限元模型参数进行一系列修正,建立起可用于该结构加固改造前后状态评估的基准有限元模型。该方法以及参数分析后得到的相关结论可为类似结构的设计与加固改造提供借鉴。     

某混凝土连续梁桥动力性能试验研究

为考察某五跨预应力混凝土连续空心板梁桥的动力特性,对该桥梁进行了跑车和跳车动力试验。通过对试验数据进行分析,获取了不同车速下桥梁的冲击系数、固有频率和阻尼比。利用ANSYS软件建立了该桥梁的有限元模型并进行理论模态分析,然后在实测固有频率的基础上进行了基于优化的有限元模型修正,修正后的有限元模型计算结果与试验结果吻合较好。这些动力特性结果为桥梁状态评定提供了重要依据,表明该桥动力性能良好,满足原有设计要求。     

基于DSCM-FEMU的岩石力学参数反演研究

将数字散斑相关方法(DSCM)与有限元模型修正方法(FEMU)相结合,建立了岩石力学参数反演流程。首先,通过数字散斑相关方法,获取实验中岩石试件受载条件下的应变场;其次,利用有限元模拟方法,获取数值模型中的应力场;最后,构建最小二乘目标函数,并且通过不断更新有限元模型中给定的力学参数进行优化计算。当目标函数收敛时,得到与实验结果最匹配的力学参数。研究结果表明:(1)数字散斑相关方法与有限元模型修正法相结合,可以实现材料的力学参数反演;(2)得到以实验应变场、有限元应力场、材料弹性模量和泊松比组成的参数优化目标函数;(3)以三点弯曲实验为例,反演得到花岗岩的弹性模量和泊松比。     

一种基于冲击响应的装配式板梁桥铰接缝病害动力评估方法

提出一种基于冲击响应频响函数和模型修正理论的装配式板梁桥铰接缝病害动力评估方法。将铰接缝整体平均刚度作为待识别变量,以特定频率段内的频响函数相关性指数构造目标函数,改进既有的有限元模型修正技术,从而实现对病害铰接缝的定位以及损伤程度的定量识别。数值分析结果表明：利用文中所提方法可实现对全桥多个铰接缝不同程度病害的同步识别,且计算效率高;所提方法抗噪能力较强,可保证收敛到全局最优解;冲击荷载施加位置和测点布置位置对病害识别结果影响较小。对某装配式板梁桥进行现场动力试验,更新改造前后评估结果与桥梁实际状态相符,从而从实际应用角度证明所提方法的可靠性和实用性。     

基于模态挠度法的预应力连续箱梁桥状态评估

以预应力混凝土连续梁桥的通扬运河大桥为研究对象,探讨基于运行试验模态分析的模态挠度法在桥梁状态评估中的应用。建立其有限元模型,通过环境激励振动试验获得其试验模态参数,基于柔度矩阵指标和挠度指标定义的两个目标函数,利用实数编码的加速遗传算法修正大桥的有限元模型,获得基本准确反映大桥实际静力行为的有限元模型。借助其有限元模型对试验模态振型质量归一化,利用振型已质量归一化的环境激励振动试验的试验模态参数,可获得桥梁结构已知载荷作用下的试验模态挠度,通过与静挠度实测值比较,可对桥梁的状态作出评估。结果说明基于运行试验模态分析的模态挠度法应用于桥梁状态评估的可行性与有效性。     

某轻型柔性钢结构人行天桥的动力特性分析

以某轻型、柔性钢结构人行天桥为工程背景,对该人行天桥进行了现场动力测试,运用有限元分析软件SAP2000建立了该天桥的有限元模型并对其模态参数进行了分析,通过参数分析得到了结构振动频率和各参数之间的关系,更好地了解了结构的动力特性。基于这一关系及动力实测结果,对初始有限元模型进行了修正,从而得到了天桥结构的基准有限元模型,此基准有限元模型对该结构今后的加固改造及振动状态评估具有宝贵的参考意义。