基于径向基神经网络的有限元模型修正研究

模型修正属于反问题的一种,针对其非线性、计算量大等不足之处,提出一种基于径向基神经网络的有限元模型修正方法,并把反问题归结为正问题进行研究。该方法将特征量作为自变量输入、设计参数作为因变量输出,用试验设计构造样本,以径向基神经网络逼近两者之间的非线性映射关系,利用神经网络的泛化特性直接输出设计参数的修正值。某空间钢结构模型的计算结果验证了该方法的有效性。     

基于优化设计理论的桥梁有限元模型修正

为改善桥梁有限元建模的精度,降低理论模型计算结果与实验结果之间的误差,采用模型修正技术对建立的初始有限元模型进行修正.利用桥梁模态参数识别结果,以频率残差和实测自由度上振型分量残差加权和最小为优化计算目标,无须振型扩阶,避免了由此引入误差的影响.依据工程经验对修正参数和频率变动施以约束条件,将有限元模型修正问题归结到约束优化问题.问题的求解采用基于梯度下降的优化迭代算法.仿真结果表明,经过修正后的有限元计算模型计算结果与实验结果非常接近.可以应用于动力实验模型修正.     

基于监测数据的桁架拱桥有限元模型修正

桥梁在其运营期内遭受各种不利的影响,其结构的安全性成为桥梁运营管养的关键。近年来,随着电子技术的发展,桥梁健康监测系统得以广泛应用,而在桥梁的健康监测与健康评估过程中一个能够准确反映桥梁特性的基准有限元模型成为关键。基于某桁架拱桥的健康监测系统的振动监测数据,对建立的初始有限元模型进行修正,得到更符合桥梁真实状态的基准有限元模型~([1])。     

基于有限元模型修正技术的结构损伤检测

结构损伤检测已成为工程领域中的前沿性课题之一.由于联合静动法模型修正技术包含了结构的众多信息,因此利用联合静动法模型修正技术进行结构损伤检测时能够得到较好的结果.在传统的联合静动法基础上,提出了一种基于有限元模型修正技术的新式联合静动法.结合一个简支梁的算例,讨论研究了该方法实现过程.仿真计算结果表明了该新式联合静动法模型修正技术的有效性.     

结构有限元模型部分设计参数型修正方法

讨论了结构有限元分析模型部分设计参数的修正方法，提出了一种利用非完备实测模态参数修正有限元分析模型的迭代修正方法，即振型自由度的扩充在每次迭代中进行，有效地改善了因振型自由度扩充引起的误差，被修正的参数为结构设计参数，所获模型的物理意义十分明确，并与动态设计相适应，实例表明，该方法修正效果良好。     

混凝土梁基于静力测试的有限元模型修正

静力测试是桥梁结构中应用最为普遍的一种结构测试方法。根据预应力混凝土简支T梁静力试验数据,应用有限元模型修正技术进行计算,结果表明,结构的理论计算位移与试验测试结果吻合良好,能够较好地反映实际结构的行为。研究表明,这种有限元修正模型技术可以用于未开裂的预应力混凝土梁,也可用于开裂的预应力混凝土梁结构行为的模拟。     

基于环境激励的桥梁结构动力有限元模型修正研究

在实际桥梁结构中,基于有限元分析得到的结构模型动力特性与测量结果相比往往有较大的出入,甚至超出了工程实践中所要求的精度,因此需要借助实验分析和模型修正技术对有限元模型进行修正.本文首先对有限元模型修正和传感器优化布置方法进行了详细的归纳和总结,并且分析了动力有限元模型修正中存在的一些问题.然后,通过具体的算例对近年的研究成果进行了总结,其中包括基于灵敏度分析和优化理论对一现有大型桥梁进行了有限元模型修正,以及基于序列法和改进遗传算法对一桥梁进行了传感器优化布置,研究结果可广泛应用于桥梁结构的损伤识别,既有(受损)结构的承载力评定和结构的长期健康监测,具有较大的理论意义和工程实用价值.     

结构有限元模型部分设计参数型修正方法

讨论了结构有限元分析模型部分设计参数型的修正方法，提出了一种利用非完备实测模态参数修正有限元分析模型的迭代修正方法，即振型自由度的扩充在每次迭代中进行，有效地改善了因振型自由度扩充引起的误差，被修正的参数为结构设计参数，所获模型的物理意义十分明确，并与动态设计相适应．实例表明，该方法修正效果良好．     

结构自振频率计算的一种修正有限元传递矩阵法

对结构自振频率的计算提出了一种修正的有限元传递矩阵法。本文将普通有限元传递矩阵法中状态向量从左至右的传递改变为子结构刚度方程从左至右的传递，从而可克服一般有限元传递矩阵法（FE－TM）只适用于规则边界结构的缺点，同时可减小由于传递矩阵连续相乘而产生的误差积累。编制了在微型机上实现该方法的计算机程序，算例表明本方法具有较高的计算精度及效率。     

基于环境激励的预应力混凝土连续梁桥有限元模型修正

基于优化原理的有限元模型修正技术的发展,为大型桥梁结构的模型修正提供了便利.本文以包头黄河大桥二桥为背景,利用该桥健康监测系统提供的环境振动测试信息,并基于结构特征值灵敏度分析选择的修正参数,对该桥进行结构动力模型修正.修正后的有限元模型振动基频更接近于环境激励下的测量结果,表明大型通用软件提供的优化算法可以有效的实施动力模型修正.     

基于增强稳态遗传算法的模型修正多解识别

为避免在模型修正中采用传统优化方法给出的单一方案可能无法代表真实结构的问题,首先,提出了一种能识别出模型修正多个解的增强稳态遗传算法（enhanced steady-state genetic algorithm,ESSGA）;然后,通过数值仿真对该算法性能进行了验证;最后,采用基本稳态遗传算法（steady-state genetic algorithm,SSGA）和该算法对南中环桥进行模型修正,并对修正结果进行对比。结果表明：ESSGA算法在优化多峰二元函数时,能高效精确地搜索到更多峰值;南中环桥模型修正后找到了4组解方案,频率响应与试验值误差均不超过7%,位移响应与试验值误差均不超过2%。与SSGA算法相比较,ESSGA算法能够找到更多参数方案且全局最优解目标函数更小,从中选择合适的解集作为最佳方案,得到更精确的基准有限元模型。     

对修正剑桥模型的认识及试验模拟

通过普通三轴固结不排水剪切试验获取修正剑桥模型的参数，用MSC．MARC软件进行考虑水土耦合和不考虑水土耦合的三轴排水试验的模拟，并对模拟的试验结果与室内试验进行比较，验证了MARC软件的水土模拟能力．     

敏感度分析修正结构动力学模型

探讨用敏感度分析修正结构动力学模型的问题,在获得了结构初始的理论模型及实测的动力特性后,通过对结构的敏感度分析可以找出参数改变最敏感的位置和方向,也可确定最佳的修正量,从而可迅速、准确、有效地对理论模型进行修正以获得较符合实际的动力学模型。文中还简述了求结构模态参数敏感度的方法。经过离散结构的计算表明此法的可行性和有效性。     

遗传算法在结构有限元模型修正中的应用

针对传统优化矩阵方法和优化元素方法的目标函数存在误导性的问题,采用改进的最优化元素型模型修正法,该方法定义了合理的目标函数,不需要质量归一化的模态振型.为了快速、准确地求得全局最优解,使用一种浮点数编码的遗传算法来解决模型修正问题中的优化问题.通过对一个7个自由度的质量-弹簧系统和一个复杂平面桁架结构模型修正的数值计算,验证基于遗传算法的改进的最优化元素型法的有效性.     

基于有限元的升船结构简化力学模型

利用三维有限元方法计算的结构动力特性和简化结构动力特性相等的原则修正升船结构简化力学模型，并确定了等效的升船机简化结构模型和系统参数。分析和计算表明，建立的简化力学模型较好地反映了升船结构的动力特性和地震反应，建立的简化力学模型可用于升船机顶层厂房地震鞭梢效应的智能控制设计。     

基于环境激励的桥梁结构动力测试及模型修正

桥梁结构的动力特性是结构动力计算和抗震分析的基础,也是桥梁健康状况监测的一个重要指标.首先根据设计图纸建立了312国道上的一座公跨铁立交桥的三维有限元模型,分析了桥梁的动力特性,同时通过环境振动测试获得了桥梁的实测动力特性,然后在灵敏度分析和优化理论的基础上,选取了一组设计参数,对桥梁的有限元模型进行了修正.修正结果表明该方法简单有效,修正后的有限元模型能够较好地反映桥梁的动力特性,可用于检测桥梁在复杂外力作用下的动力响应,能更好地为后期的损伤识别和健康评估服务.     

基于Galerkin变分的渗流场有限元模型修正算法

首先用Galerkin变分法分析了地下水稳定渗流,推导出了二维渗流方程的Galerkin变分方程,编写了有限元通用程序,计算得到了水头函数场,在此基础上采用达西速度近似算法求解出节点的达西速度,并利用有限元解的下限性质求解出有限元方程的修正系数,修改原程序后计算得到最终水头函数场和达西速度分布.计算结果与算例解析解比较,其水头速度误差不超过0.11%.     

建筑物夜景亮度计算模型及修正系数

为了解决国际照明委员会（CIE）推荐的照明计算公式不适合具有混合光反射性质的现代建筑饰面材料的问题,寻找一个能符合现代建筑饰面材料的亮度计算方法,达到建筑节能与城市夜景亮度控制目的。在光度学实验室对30种常用建筑饰面材料不同方向的亮度进行了测量,用测量获得的不同方向亮度值计算出亮度修正系数K（i,β）,还分析了光在传播过程中受大气影响衰减与反射亮度的关系。将K（i,β）值与视看距离、光源种类、灯具利用、材料清洁程度、照明系统维护等作为修正系数补充CIE计算公式,建立一个新的计算模型。通过计算比对,新模型计算的照度值仅为传统公式计算的1/3。     

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。