基于人工神经网络的藏式结构有限元模型修正

针对典型藏式传统建筑年代久远、建造过程无设计图纸、存在太多不确定性,通过有限元数值分析所得结果与实验结果不能较好吻合问题,建立所测结构的有限元模型,并通过人工神经网络方法,以实测结构模态参数为目标对典型藏式结构的有限元模型中部分不确定因素—梁及雀替的等效变截面梁高、材料密度及弹性模量进行修正,得到更接近真实状态的有限元模型。该模型对该典型藏式结构的损伤识别、可靠度评估具有重要意义。     

基于模态柔度的有限元模型修正方法

以各阶模态柔度矩阵中各元素相对变化作为指标,提出了基于模态柔度灵敏度解析表达式的有限元模型修正方法,推导了模态柔度灵敏度解析表达式,结构严谨,编程方便。以一平面简支梁为例,考虑运用不同的模态阶数、测点自由度及测试误差,利用Tikhonov正则化方法进行模型修正,通过多次模拟计算,分析了相关因素对模型修正结果的影响。实例计算表明,当噪声较小时,修正效果很好,但随着测试噪声水平的增加,修正结果稳定性变得相对较差;利用较高阶模态修正结果比利用较低阶模态修正后结果要好;同时测试自由度不完整性也是模型修正结果的不利因素。     

阻尼矩阵与刚度矩阵的一种直接修正方法

提出了一种利用复模态测量数据同时修正有限元阻尼与刚度矩阵的有效方法。借助于矩阵的奇异值分解得到了满足动力方程的最小修正矩阵。该方法有一个简洁的表达式,修正过程简单而且容易实现,数值试验表明修改后的结构参数能准确地同试验值吻合。     

动态有限元模型修正的一种新方法

目前采用实验模态数据修正动态有限元模型的方法,把原带状稀疏的矩阵修正为满值矩阵,这是一个较大的缺陷。提出了一种新的修正方法,该方法借助于数学上的拉直运算,把需修正的变量分离出来直接对其进行修正运算,这样就可以保证质量矩阵与刚度矩阵带状稀疏的特点。同时,为了防止修正后质量与刚度矩阵变化过大,本文对位于质量矩阵和刚度矩阵带状内变量的变化范围进行了限制。本文算法不仅计算量小,而且精度较高。最后给出了计算实例。算例表明该方法具有较高的修正精度。     

基于提升小波包和模糊模式识别的结构有限元模型修正

该文提出了基于提升小波包特征提取和模糊模式识别的结构有限元模型修正方法,首先建立以节点固结系数表示的空间网架单元刚度矩阵,然后利用提升框架,将结构振动测试信号进行提升小波包分解,提取小波包信号分量能量作为特征向量,以此建立模糊模式识别的模糊子集,最后利用模糊模式识别方法对结构进行有限元模型修正,并研究了噪声对该算法的影响。为了证明该方法,对一个二层网架结构模型进行了数值仿真,结果表明该方法能够有效的修正结构的有限元模型。     

实验模态数据修正计算模型的拉直算法

针对目前实验模态数据对计算模型修正方法中所存在的问题,提出了一种新的修正方法,该方法借助于数学上的拉直运算,把需修正的变量提出来直接对其进行修正运算,这样不仅保证了矩阵带状稀疏的特点,而且计算量也减少。最后给出了计算实例。算例表明该方法具有较高的修正精度。     

基于子结构的有限元模型修正方法

提出了一种基于子结构的有限元模型修正方法。该方法将整体结构有限元模型划分为多个子结构模型,求解独立子结构的主模态特征解和特征灵敏度;通过位移协调条件和能量方程,约束相邻独立子结构,得到整体结构的特征解和特征灵敏度;并以整体结构模态和结构试验模态的残差为目标函数,通过调整子结构单元参数,完成有限元模型修正。当结构局部参数发生变化,通过分析某一个或几个子结构即可求解整体结构特征解和特征灵敏度,而不需要分析其他未发生变化的子结构。由于子结构模型尺寸远小于整体结构,该方法能够极大地提高有限元模型修正方法的精度和效率。     

新的模型修正与模态扩展迭代方法

由于有限元模型与实验模型自由度的不匹配,模型修正中经常需要使用模态扩展技术。利用动态扩充法进行模态扩展进而进行模型修正时,模型修正过程中并没有考虑到使用有限元模型对实验数据进行模态扩展而造成的误差。针对这一问题,提出一种新的迭代方法,在模型修正过程中计及了上述的误差项,并将其以修正项的形式添加到模型修正当中,同时该方法没有限定所使用模型修正的方法,具有一定的通用性。通过Cross-model Cross-mode method(CM-CM)模型修正方法对新的迭代方法进行了详细讨论。算例表明,新的迭代方法较原方法可以极大地提高模型修正的迭代收敛速度。     

基于ICMCM法的GARTEUR结构有限元模型修正研究

摘要：改进的正交模型正交模态 (ICMCM) 法在进行模型修正过程中需要同时使用实验测得的频率及模态振型等数据。本文利用有限元模型的模态振型代替实验测量的模态振型并通过迭代解决了模型修正过程中缺少实验模态振型数据的问题,使ICMCM法具有更广的应用范围。根据国际认可的三级评价标准使用ICMCM法对GARTEUR飞机模型进行了修正,并与国际上其他单位的模型修正结果进行横向比较,结果证明了本文改进方法的可行性及修正结果的优越性。     

结构有限元动态模型修正方法综述

本文简要介绍和归纳了五种常用的动态模型修正方法。对每种方法,都给出了它的基本思路、目标函数和修正模型的求解过程,以及各阶段的主要计算公式。基于对各种方法的深入剖析,并结合作者本人的一些实际经验和应用体会,此文还揭示了各种修正方法之间的内在联系及实际使用中应注意的问题。     

考虑接触刚度的燃气轮机拉杆转子动力特性研究

基于弹塑性理论对具有粗糙表面的长方微元体进行有限元接触分析,根据受力和变形关系得到了不同载荷作用下的法向和切向界面接触刚度。将微元体界面接触刚度与宏观结构应力分析结果相结合,给出了考虑接触刚度的组合结构动力特性研究方法,分析了压气段轮盘接触刚度对某重型燃气轮机拉杆转子固有振动频率的影响。结果表明,界面接触刚度导致转子固有频率降低,随着接触刚度的增加,其对固有频率的影响逐渐减小。接触刚度对转子各阶固有频率的影响不同,法向刚度对第一阶弯曲频率影响较大,切向刚度对第二阶弯曲频率影响较大。     

空调室外机系统的实验模态分析与模型更新

有限元(Finite Element, FE)模型的正确性和可靠性对于确保结构仿真达到其分析目的相当重要。文章介绍了空调室外机(Outdoor Unit of Conditioner, OUC)有限元模型的建模技术与模型更新。建构OUC的有限元模型必须呈现结构的物理特性,包括几何形状、材料性质、接触接口和边界条件等,并施以实验进行验证。一般的方法是对结构进行实验模态分析(Experimental Modal Analysis, EMA)以获得结构模态参数。同时,也可由有限元模型的数值分析求得理论模态参数。模型更新是调整有限元模型参数,使分析模型和实际结构的结构模态特性相符。结果显示,更新后的有限元模型在结构模态和频率域特性上,能充分呈现空调室外机实际结构的振动特性。     

一种静态转子系统连接参数辨识方法

针对转子系统连接参数辨识问题,研究一种转子系统连接参数的辨识方法.以某型含膜盘联轴器的转子试验器为研究对象,建立转子系统有限元模型,将支承刚度、支承位置和膜盘联轴器连接刚度作为辨识参数,并进行参数灵敏度分析.基于大量仿真样本,采用支持向量回归(SVR)算法建立连接参数和固有频率之间的计算代理模型.在模态试验基础上,采用...     

An accelerated pseudo-genetic algorithm for dynamic finite element model updating

An effective accelerated pseudo-genetic algorithm (APGA), which combines an adaptive pseudo-genetic algorithm (P-GA) with an accelerated random search (ARS) method, is proposed to update finite element (FE) models in the presence of measured data. The algorithm explores the higher probability of converging to a global solution provided by genetic algorithms and the accelerated hill-climbing ability given by ARS. The objective of the optimization problem is to minimize the difference between measured and numerical FE vibration data. The effectiveness of the approach is first tested on mathematical benchmark functions. The best version of APGA is then applied to a simulated beam structure to test the applicability of the new approach for FE model updating. Finally, the algorithm is applied to update two real structures using measured modal data. The application of this new algorithm obtains results that correlate well with experiments in reduced time.     

基于区间分析的不确定性结构动力学模型修正方法

提出了一种基于区间分析的不确定性有限元模型修正方法。在区间参数结构特征值分析理论和确定性有限元模型修正方法基础上,假设不确定性与初始有限元模型误差均较小,采用灵敏度方法推导了待修正参数区间中点值和不确定区间的迭代格式。以三自由度弹簧-质量系统和复合材料板为例,采用拉丁超立方抽样构造仿真试验模态参数样本,开展仿真研究。结果表明,当仿真试验样本能准确反映结构模态参数的区间特性时,方法的收敛精度和效率均较高;修正后计算模态参数能准确反映试验数据的区间特性。所提出方法适用于解决试验样本较少,仅能得到试验模态参数区间的有限元模型修正问题。     

斜拉桥有限元建模与模型修正

以圆弧桥面、单偏置斜塔的Safti斜拉桥为对象，研究了斜拉桥的有限元建模技术和基于敏感度分析的有限元模型修正技术及其对该桥的应用。基于该桥现场测量的模态数据，修正后的有限元模型获得了较好的改善。     

三维强化抛光振动台的试验模态分析与有限元分析

对三维强化抛光振动台的初始结构模型进行试验模态分析,获得各阶模态参数,分析其结构动力特性,并与有限元模态分析结果进行对比,验证有限元模型的正确性.进而为实现结构的优化设计提供依据.     

自适应耦合局部最优法及其在模型修正中的应用

耦合局部最优法作为一种新型的优化技术,既具有高效的搜索速度又具有全局搜索能力.然而,对于大规模优化问题,该方法容易陷入局部最优;另外,梯度信息在该项技术中起着重要作用,而对于复杂问题往往不能得到精确的梯度信息,从而使得该算法的全局搜索能力下降.本文分别从初始种群的确定、变步长搜索、自调节种群三方面对原算法进行了改进,提出了自适应耦合局部最优法,使之具备解决多变量复杂优化问题的能力.通过两个测试函数验证了改进算法比原有算法更易于得到全局最优解并保持较高的计算效率.最后,采用一个试验算例验证了自适应耦合局部最优法的有效性.