结构有限元模型修正的灵敏度分析方法

文章简要介绍了结构有限元修正的灵敏度分析方法的基本原理、研究现状及现存的问题,并对若干改进算法和发展方向进行了展望。     

结构动力模型修正的灵敏度方法研究与探讨

对结构动力模型修正的灵敏度分析法作了介绍,通过对四层平面框架的动力模型修正进行研究,研究表明,对于本箅例的大部分情况,灵敏度分析法能得到理想结果,但同时也存在部分不理想的情况,建议在实际应用中,可先使用灵敏度分析法进行模型修正,再结合其他方法进行检验。     

基于环境激励的桥梁结构动力有限元模型修正研究

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。     

基于灵敏度矩阵分析的钢桁架桥模型修正

基于灵敏度矩阵分析的模型修正方法是目前最常用的模型修正方法之一.而在模型修正过程中,不可避免地存在求解过程的不适定性.不适定问题的求解中,正则化参数的选取对结果精度和效率都有重要影响.研究了基于灵敏度矩阵分析的钢桁架桥有限元模型修正工作,并对目前较常用的正则化参数选取方法——广义交叉验证(generalized cro...     

桥梁损伤识别的实用模型修正方法研究

对面向损伤识别的桥梁结构模型修正实用方法进行了研究。提出了基于振动特性测量的三步模型修正策略和综合利用通用有限元程序ANSYS的优化功能进行模型修正的方法。为了缩减待修正的参数,根据计算目标函数对每个单元参数的敏感性,进行子结构划分,通过对子结构参数的修正进行结构损伤的大致定位,然后对确定为损伤的子结构的每个单元进行参数修正,进行结构的损伤定量识别和状态评估。修正算法的优化方法采用ANSYS一阶优化方法和随机搜索方法,敏感性分析和模型修正完全基于ANSYS软件进行,较适合于实际工程的应用。为了说明方法的可行性,以某一实际三跨预应力钢筋混凝土连续箱梁桥为仿真算例,以结构模型的单元刚度衰减来模拟损伤,进行损伤识别,达到了较好的效果。     

基于灵敏度分析和优化方法的异形钢结构烟囱模型修正

为了给异形钢结构烟囱的抗风、抗震计算及健康监测提供可靠的有限元计算模型,采用钢结构烟囱风洞试验模型的模态参数作为基准,将灵敏度分析和优化方法与大型有限元分析软件相结合修正烟囱结构模型的有限元模型。首先对烟囱结构参数化建模,然后通过灵敏度分析选择合适的优化变量,最后应用一阶优化方法修正烟囱结构的有限元模型。结构构件间连接的过分简化常会带来较大误差,因此烟囱结构的部分连接节点采用半刚性计算模型。结果表明,经过修正后的有限元模型动力计算结果与试验结果非常接近。     

大跨桥梁索塔有限元模型修正

首先采用不同的方法分别建立了大跨桥梁索塔的精细有限元模型和简化模型，运用环境振动实测结果对简化有限元模型进行了修正，并和精细模型计算结果相比较；研究结果表明：严格按照设计图纸建立的精细有限元模型计算得到的动力特性与索塔现场环境振动实测值之间的误差较小，而未经修正的简化模型误差较大，由此说明：大跨桥梁在有限元建模时应尽可能详细地反映结构的几何与材料特性，在此前提下，对于设计资料全面的桥梁结构，建立有限元模型时就只需要修正那些无法用数学和物理方法模拟的不确定因素。对于缺乏实测信息的在建桥梁工程，则可以应用精细有限元模型的计算结果暂时代替实测结果对简化的有限元模型进行修正。     

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。     

桥梁结构动挠度变化规律及计算模型研究

随着科学技术的不断发展,桥梁工程成为现代交通不可或缺的一部分,但由于本身的结构复杂及受动荷载的影响大,桥梁的稳定性一直处在重要位置。因此,为研究车辆移动荷载下的桥梁挠度变化规律,本文依托于某桥梁工程案例建立有限元模型,分析桥梁结构在不同车速及不同轴重下的动挠度变化规律,并建立了动挠度随车速及轴重变化的计算参数拟合模型。研究结果表明,随着车速的不断增加,动挠度的变化速率呈现增加的趋势,随着轴重的增加,动挠度的数值呈现线性增加的趋势,计算拟合模型的动挠度结果与有限元计算结果误差在0.1 mm以内,可信度较高,表明本文建立的参数计算模型能够很好地反映动挠度随车速及轴重的变化规律。     

基于响应面模型修正的桥梁结构损伤识别方法

及时、准确地发现桥梁结构的早期损伤,避免桥梁结构的突然破坏或倒塌,无疑具有重要的理论意义和重大的社会经济效益。文章提出基于响应面模型修正技术和单元模态应变能损伤指标的结构损伤识别方法,通过简支梁室内模型试验来检验方法的有效性,进而以下白石大桥为背景,通过数值模拟方法基于响应面模型修正和单元模态应变能指标进行下白石大桥支座损伤识别。结果表明:单元模态应变能损伤指标对开裂损伤和支座损伤具有较好的敏感性,可识别出多损伤位置和损伤程度,具有应用到实际工程结构进行损伤识别的潜力。     

Stochastic response sensitivity of secondary systems to primary structural uncertainties

Response characteristics of secondary systems anchored or attached to a primary structure can be strongly dependent upon parameter values assumed for the secondary and primary systems. For design and performance evaluations, it is thus of practical interest to develop sensitivity factors relating response behavior of a secondary system to structural parameter variations.

In this paper, the use of spectral moments as peak response sensitivity factors is proposed when the primary-secondary system is subjected to random loading. It is shown that they provide a consistent and quantitative measure of relative importance of parameter uncertainties in the design and performance evaluation of secondary systems. These results are particularly useful to designers in order to determine the desired dynamic characteristics of secondary systems, and to determine the degree of design response spectrum broadening needed.     

构件敏感性分析在钢网架结构鉴定中的应用

本文考虑借鉴结构倒塌分析中的敏感性分析方法"AP法",采用构件移除后的应力比变化量"RI"作为判断构件重要性的指标,将构件的重要性进行了量化,为网架结构的鉴定、加固提供依据。     

基于EFAST的盾构隧道安全指标全局敏感性分析

为了分析地铁隧道健康监测中各个指标之间的相互演化作用关系,提出了一种对监测数据进行分析的数据挖掘思路,将傅里叶幅值灵敏度检验扩展法(EFAST)应用于各项指标的全局敏感性分析中。依据现行隧道安全评价规范,建立反映隧道安全状态的指标体系;通过基于粒子群优化的最小二乘法支持向量机(PSO-LSSVM),模拟构建了各安全指标函数拟合模型,用以描述隧道各安全指标之间相互作用关系;在此基础上,采用EFAST对该模型的指标进行了全局敏感性分析。结果发现,对隧道安全性影响较大的敏感因素有管片接缝张开宽度、管片接缝接触应力和隧道沉降值;另外,还分析了不同的目标参数、不同的参数取值范围、不同的输入参数的分布形式对参数敏感度值的影响,从不同的角度揭示了盾构地铁隧道中参数的相互作用机理的演化规律。     

郧十汉江大桥静动力特性分析

湖北郧十汉江桥是一座双塔单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥,该桥地处丹江口水库上游,主桥的孔跨布置为128 m＋238 m＋128 m,桥塔墩身最高达84.5m,主梁与桥塔连接处采用塔梁墩固接形式,不设置支座.该桥箱梁采用5.75 m大悬臂设计,有效的减轻了主梁的自重.该桥跨径较大,设计构思独特.以该桥为背景,通过计算分析郧十汉江大桥的力学行为,阐述其设计构思及静动力受力特性,可为该类桥梁的设计提供参考.     

江津观音岩长江大桥的设计参数敏感性分析

以江津观音岩长江大桥为背景,利用有限元分析程序BSAS4.24进行计算,通过比较各设计参数在成桥时对主梁线形和主梁应力的影响,分析了各设计参数的敏感性,得出该桥有显著影响的参数主梁重量、拉索制造长度、温度变化,并据此提出了监控意见。     

形状敏度及水平集在结构优化中的运用

建立了水平集方法和结构优化问题模型,对形状敏度进行了分析,导出了演化水平集方程所需要的速度场,并结合工程实例,证明了其有效性,以推广基于敏度分析的水平集方法在结构优化中的应用。     

Matlab在结构动力分析中的应用

本文采用Matlab编制了高层建筑结构的地震动力反应源程序。本文探讨了用Matlab进行结构动力分析在矩阵运算及绘图上的优热,Matlab与Fortran或C的接口问题以及使用Matlab进行编程应注意的事项。Matlab宜在结构工程领域推广应用。     

加权位移反演法确定岩体结构面的力学参数

在直接法位移反分析的基础上,针对岩体结构面的变形特征提出了加权位移反演法,用现场实测位移来反演求取可能的控稳结构面的力学参数,并用灵敏度分析证实了该方法的正确性。最后利用加权位移反演法计算得出了某工程岩坡３条顺层缓倾角泥化夹层的ｃ,ｆ值,结果表明加权位移反演法具有较高的实用价值。     

面板堆石坝结构面参数的敏感性分析

为了分析坝体结构面参数对稳定性的影响,首先采用极限平衡法计算了天然边坡和开挖边坡在地震、强降雨等不同工况下的安全稳定性,在此基础上进行了参数的敏感性分析,结果表明,f’对安全系数影响比C’大,安全系数对f’较为敏感。