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。     

扩展剑桥模型在深基坑有限元分析中的应用

剑桥模型适用于正常固结和弱超固结粘土,经修正后的模型应用范围扩大,但仍未考虑第三应力不变量的影响.扩展剑桥模型允许屈服面扩张或收缩,硬化定律形式多样,可考虑第三应力不变量的影响,目前该模型的应用较少.为验证扩展剑桥模型分析基坑的可行性,以某深基坑为例,利用有限元计算支护结构位移、坑底回弹、坑周地表沉降等.实例分析表明,扩展剑桥模型分析粘土基坑时,符合粘性土的力学性状,计算结果与实际情况相符,可供类似工程参考.     

模型缩聚法在桁架结构损伤识别中的应用

为了达到实测自由度与理论自由度相匹配,通过模型缩聚可以解决这一问题。文章利用改进的Guyan缩聚法对一平面桁架结构进行水平自由度减缩,解决了Guyan缩聚忽略结构质量产生较大误差的问题,其模态分析结果与缩聚前十分接近。通过数值模拟,利用曲率模态方法实现了模型缩聚下的平面桁架结构的损伤识别,表明模型缩聚可以应用于平面桁架结构的损伤识别。     

高耸柔性结构的模态参数识别及模型修正研究

采用三种基于环境激励的模态参数识别方法(多参考点稳定图算法(M-NExT/ERA)、数据驱动随机子空间识别法(SSI/Data)和增强频域分解法(EFDD))对广州新电视塔(GNTVT)进行模态参数识别,得到前12阶模态参数。利用有限元软件ANSYS建立GNTVT的有限元模型,根据识别得到的实测模态参数,结合遗传算法对GNTVT有限元模型进行修正。结果表明:识别方法可靠,得到的结果具有较好的精度;修正方法前5阶模态具有较好效果,满足工程需要。     

结构有限元模型修正综述

结构有限元分析模型计算的结构响应与实测响应之间不可避免地存在一定偏差。利用结构现场实测的响应信息修正其结构有限元分析模型,使得修正后结构有限元模型计算的响应值与试验值趋于一致,此过程即为结构有限元模型修正。本文对结构动力模型修正和静力模型修正的一般理论及其进展进行了综述,讨论了有限元模型修正中的若干重要技术问题。     

基于模态柔度输入的结构模型智能修正研究

讨论了如何基于输入参数选择和样本收集来进行结构模型的神经网络修正。提出了利用模态频率、模态振型和模态柔度组合指标作为神经网络修正的输入参数。并用悬臂梁数值模拟和巴东长江公路大桥实桥模型来进行分析验证,分别比较了不同输入参数的修正精度。最后验证了结合模态柔度可以有效地对实际结构进行修正,保证模型修正效果。     

基于环境激励的连续刚构桥模态参数识别及有限元模型修正

一个合理准确的有限元模型是大型桥梁健康监测系统中损伤识别及安全评估、预警的前提。以一座三跨预应力混凝土连续刚构桥为例,根据设计资料,利用ANSYS建立其初始三维有限元模型,利用其健康监测系统采集得到的加速度时程数据,采用随机子空间法对实际结构的模态频率进行识别,依据识别结果,在参数灵敏度分析的基础上,根据最优化理论对该桥的有限元模型进行修正。研究结果表明,经修正后的有限元模型能真实准确地反映该桥梁结构的真实动力特性,可以作为健康监测中损伤识别、安全评估等研究工作的基准模型。     

工程结构有限元模型修正技术浅析

工程结构分析中，有限元方法由于模型与结构真实状态的差异往往会导致计算结果存在误差。文章介绍了目前几种有限元模型的修正技术，并简要析了修正技术中存在的相关问题。     

结构多尺度有限元模型修正试验研究

本文以实验室的大跨桥梁结构钢箱梁纵向加劲桁架缩尺试样为研究平台,具体讨论了多尺度模型修正和验证的实施过程。首先分析了影响此结构多尺度模型精度的一些因素,然后采用基于灵敏度的方法对多尺度模型进行修正,并通过实测数据从动力特性和静力响应等多方面对所建的结构多尺度有限元模型进行了验证。结果表明:基于子结构方法建立的结构多尺度模型是有效的。     

大跨度圆竹拱结构动力测试及有限元模型修正

为深入研究圆竹结构的结构动力性能,以2019年北京世界园艺博览会国际竹藤组织馆为对象,研究其大跨度圆竹拱结构的动力特性.采用现场实测的试验方法对该圆竹拱结构进行动力测试,获得了该结构加速度响应信号,采用峰值拾取法与随机子空间识别法对响应信号进行分析并获得了该结构的固有频率、振型及阻尼比.同时,基于实测模态参数对该圆竹拱...     

Structural Model Updating and Health Monitoring with Incomplete Modal Data Using Gibbs Sampler

Abstract:   A new Bayesian model updating approach is presented for linear structural models. It is based on the Gibbs sampler, a stochastic simulation method that decomposes the uncertain model parameters into three groups, so that the direct sampling from any one group is possible when conditional on the other groups and the incomplete modal data. This means that even if the number of uncertain parameters is large, the effective dimension for the Gibbs sampler is always three and so high-dimensional parameter spaces that are fatal to most sampling techniques are handled by the method, making it more practical for health monitoring of real structures. The approach also inherits the advantages of Bayesian techniques: it not only updates the optimal estimate of the structural parameters but also updates the associated uncertainties. The approach is illustrated by applying it to two examples of structural health monitoring problems, in which the goal is to detect and quantify any damage using incomplete modal data obtained from small-amplitude vibrations measured before and after a severe loading event, such as an earthquake or explosion.     

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。     

古塔有限元模型的建立及修正

古塔的动力特性是评价结构抗震性能和损伤状态的重要指标。本文首先根据测绘资料采用有限元软件ANSYS建立秦峰塔的初始有限元模型,然后利用现场环境振动实测数据修正所建立的有限元模型并进行模态分析。结果表明:修正后的有限元模型模态分析计算结果和现场测试数据相比,误差较小,从而说明文中所建立的有限元模型是比较可靠的,可以为古塔的后续动力响应分析提供理论分析模型。     

结构时变可靠性问题的信息更新和Bayes方法

结合土木工程的特点和近年来研究的发展趋势 ,认为对结构时变可靠性问题的认识应有一个重要转变 ,即应充分利用信息的不断更新 ,从静态思维转向动态思维。在有效信息的发掘和利用方法方面 ,分析了信息和不确定性的特点 ,认为Bayes方法可以综合已发生的自然信息和预测的意识信息 ,是实现信息的更新的有力工具 ,也为解决时变可靠性问题提供新的途径。基于Bayes方法发展了一种考虑检测信息的结构可靠性预测评估方法 ,结果表明信息的更新能够使可靠性决策更为准确。     

PH-5型粉喷桩机的升级改造和定型

PH-5型粉喷桩机搅拌方向单一、浆液浪费量大,特别是随着加固深度的增加,喷浆口压力的增大,浆液不能有效地渗入到土体中,经其加固的地基在一定程度上显得单位面积承载力不够,沉降量过大,无法保证重载路基较长久的使用寿命和安全性。在不改变原PH-5型粉喷桩机结构及操作方法的前提下,对该桩机进行升级改造,改造后的桩机能够实现内外钻杆同时反向同轴旋转,使连接在内外钻杆上的钻头进行双向搅拌和钻进,可有效地控制返浆,改善搅拌均匀性,提高桩体强度、成桩速度和成桩质量。     

云南艺术剧院改扩建设计的回顾

云南艺术剧院是昆明市的保护建筑,从1954年开始设计至今已经历了60年。从改扩建设计前的情况、改扩建设计的内容、设计思想及建筑处理等方面回顾了改扩建设计的情况。     

超高耸钢结构的模态参数识别及模型修正

广州新电视塔(GNTVT)是一座高度为610 m的超高层柔性钢结构,很有必要对其进行健康监测。应用多参考点稳定图算法(M-NExT/ERA)、数据驱动随机子空间识别法(SSI/Data)和增强频域分解法(EFDD),依据GNTVT Benchmark提供的结构振动数据识别广州新电视塔的模态参数,以掌握其动态特性;利用ANSYS建立GNTVT的有限元模型,根据识别得到的实测模态参数,结合遗传算法对GNTVT初始有限元模型进行参数修正,使有限元模型得以正确反映真实结构的动态特性,以供后续健康监测研究之用。