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。     

基于二阶泰勒级数展开和风驱动优化算法的结构有限元模型修正

为得到结构响应与修正参数之间的函数关系、简化参数迭代过程,通过推导结构响应关于修正参数的一阶与二阶泰勒级数展开,并选用具有寻优效率高、全局搜索能力强的风驱动优化算法,建立了基于二阶泰勒级数展开和风驱动优化算法的结构有限元模型修正方法。同时,为求解响应关于修正参数的二阶泰勒级数展开,采用差分法近似求得响应关于修正参数的一阶和二阶偏导数。利用该方法对算例模型进行了修正,并对比了一阶和二阶泰勒级数展开的修正效果。结果表明：二阶泰勒级数展开的修正效果明显优于一阶泰勒级数展开,增加二阶偏导数项可以更好地反映响应与修正参数之间的函数关系。基于该方法,采用实桥的静动力测试数据对青林湾大桥的有限元模型进行了修正,修正后的有限元模型能够较好地反映大桥的实际状况。     

基于桥梁优化理论的有限元模型修正技术

针对桥梁的试验模态和有限元分析模型存在的误差,提出一套可靠的基准有限元模型,并利用基于优化理论的有限元模型修正技术,对一个短跨桥模型进行损伤识别,通过损伤刚度来定量的描述该短跨桥的损伤程度,并得出了一些有益的结论。     

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。     

旋挖钻机桅杆的有限元结构优化分析

针对旋挖钻机桅杆变形问题,利用三维绘图软件Pro/E和有限元分析软件,结合旋挖钻机桅杆自身的几何特点,探讨旋挖钻机桅杆在偏心受压情况下,通过结构优化来实现桅杆变形最小化.应用有限元分析方法首先确定通过安装背滑轮可以有效减小桅杆变形量;然后通过调整桅杆背滑轮位置和吊锚架上滑轮架位置,分析桅杆变形,最后确定桅杆产生最小变形时的最佳优化位置.提高旋挖钻机桅杆在工程施工中的稳定性,为旋挖钻机桅杆的进一步优化设计和研究提供理论依据.     

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。     

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。     

基于Hopfield 神经网络的有限元模型修正

工程结构的有限元模型对结构的健康监测与可靠性评估有重大意义,但实际工程中测量数据和模型都与结构初始有限元模型有一定的差异,因此有必要对实际结构的有限元模型进行修正。首先建立有限元模型修正方程来表达结构响应与待修正参数之间的关系,再通过Hopfield递归神经网络技术,对模型修正方程进行求解。通过一个数值梁模型对提出的方法进行了验证,结果显示Hopfield神经网络在求解线性模型修正仿真中有较好的效果。     

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。     

基于响应面的桥梁有限元模型修正

采用试验设计和回归分析方法,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,得到简化的结构模型(Meta-model),给出有限元模型修正过程。针对复杂的土木工程结构,讨论样本选择、修正参数选取以及如何从众多因素中较合理地建立结构的响应面模型。用数值模拟算例和六跨连续梁桥环境振动试验结果,实现基于响应面模型的土木工程结构有限元模型修正,并与传统的基于灵敏度方法直接对结构有限元模型修正结果进行比较。结果表明,基于响应面方法的有限元模型修正和验证,能显著提高修正的效率,修正过程计算简洁、迭代收敛快,避开每次迭代都需要进行有限元计算,易于工程实际应用。     

桅杆结构动态荷载的直接识别法

文章建立了桅杆动态荷载识别的简化模型;基于简化模型,根据有限测点的响应识别了作用在结构上的动力风荷载。算例的仿真分析表明,该方法可以满足桅杆结构荷载识别的要求。     

基于WVD交叉项统计特征的桅杆结构损伤识别

提出了利用Wigner Ville分布交叉项统计量相对变化量识别桅杆结构损伤的方法,以涪陵导航桅杆为对象进行了数值分析和试验研究。数值分析表明,利用测点损伤识别指标WCS的相对变化量,除对不同位置、不同程度的杆身局部损伤比较敏感外,对不同类型的局部损伤也能给予准确的识别。通过适当提高纤绳的初应力,可以提高损伤识别的精确度和指标对损伤的敏感程度。损伤识别试验实现了模拟损伤程度的定量,试验数据分析表明,指标WCS能有效地识别出桅杆结构不同程度的局部损伤,损伤识别所揭示的规律与数值分析的规律一致。     

桅杆纤绳等效非线性弹簧模型

桅杆结构计算模型的建立要考虑多种因素的影响,纤绳是其中的关键之一。纤绳的弦向变形和弦向张力不成正比,具有几何非线性的特点。文中在纤绳模型解析式的基础上,得到了其非线性弹性刚度,在此基础上,采用由解析式数值拟合的方法,得出了纤绳等效非线性弹簧模型。数值仿真表明,采用文中的方法进行纤绳的计算,可以满足工程应用的要求。     

基于应变测量的桅杆结构拉耳焊缝损伤识别

基于桅杆结构拉耳表面应变对其焊缝裂纹扩展长度的敏感度分析,提出了桅杆结构拉耳焊缝损伤的两级模糊模式识别方法,并通过试验研究进行验证。采用有限元模拟建立了拉耳索力 关键点应变 焊缝裂纹扩展长度的模糊模式库;对16个不同裂纹长度的拉耳模型进行试验,以实测拉耳表面关键点应变为待识别样本,采用模糊模式识别方法对索力及焊缝裂纹扩展长度进行分步识别。结果表明:模糊数据库中的模拟数据能够反映拉耳的实际受力状态,识别焊缝裂纹扩展长度与实际裂纹长度具有较好的吻合度;对于不同索力及裂纹长度,识别焊缝裂纹扩展长度的误差在1 mm之内,最大隶属度均大于0.8,识别峰值明显;该识别技术具有可行性,是实现桅杆结构损伤智能识别的一种有效手段。     

桅杆结构的纤绳工作研究

桅杆结构是由柔软的纤绳和细长的杆身组成,其大变形及强非线性使得动力特性十分复杂。在正常设计、建造情况下桅杆破坏发生的比例之高在土木建筑中是罕见的。通过对桅杆结构的多层纤绳的初应力分析,来研究纤绳初应力对多层纤绳桅杆结构工作性能的影响。     

港珠澳大桥收费大棚超高桅杆的非线性有限元分析

钢管混凝土结构能充分发挥混凝土和钢材两种材料的特点,且具有综合经济效益好、强度高、延性好、抗震性能优越、施工周期短等优点。本文以某70.95m高的异形钢管混凝土桅杆为研究对象,利用通用有限元软件ABAQUS进行了比较系统的三维非线性有限元分析,研究了这类塔架的静力、动力性能和破坏形态,为工程设计提供参考依据。     

VED对桅杆结构的振动控制研究

本文首次提出了采用VED对桅杆结构进行振动控制的方法 ,并建立了并联的VED力学模型 ,通过分析计算 ,证明了所提的控制方法是合理可行的     

框架结构梁柱节点区优化施工设计

梁柱节点核心区是框架(框剪等)结构的重要部位之一,其施工质量直接影响结构的安全性能,对实际工程中普遍存在的问题,通过优化梁截面钢筋配置及加密节点区水平箍筋的方式,实现方便施工、提高节点抗剪承载力的设计目的。     

基于三维强度折减有限元的抗滑桩优化探讨

采用抗剪强度折减弹塑性有限元法分析含抗滑桩边坡稳定性优化问题,结果表明,在采用单排抗滑桩支护、坡脚和坡顶水平且坡体材料是各向同性材料时,桩布置在边坡中线上最有利于提高边坡稳定性,增大抗滑桩密度比增大桩径更能有效提高边坡的稳定性。     

单跨扁高型建筑的结构优化

四川省驻榕办大楼高宽比 ,长宽比均较大 ,为满足承载力 ,位移 ,地震周期等要求 ,设计时进行了多种结构形式的试算 ,逐步优化结构方案 ,最终找出较理想的结构方案。