一个基于优化的有限元模型修正方法

本文提供了一个基于一阶搜索优化的有限元模型修正方法。它只需利用结构模态试验的部分固有频率，就能获得较精确的有限元模型。文中附有某无人机上垂尾有限元模型修正的实例。根据上垂尾前二阶试验的固有频率，采用本文方法，对有限元模型进行了修正。修正后有限元模型的前二阶固有频率与试验值的相对误差在2．35％以内，而第三阶固有频率与试验值的相对误差仅为5．81％。它不仅大大地缩小了用修正前有限元模型算得的固有频率与试验值的相对误差，而且还能较精确地预测无试验结果的高阶固有频率值。     

基于复模态的结构有限元动态模型修正理论

本文首先基于对阻尼的理解以及振动系统为实模态的一组充分必要条件，提出了用于复模态结构修正的恰当的阻尼模型和阻尼误差模型，进而结合复振型正交条件给出了修正模型及计算方法，并总结了这一方法的优点。     

改进的基于附加已知质量的模型修正方法

基于附加已知质量块的有限元模型修正方法是一种新的富有实用前景的模型修正算法，但是当测试模态数目太少时，这一方法的修正精度不能满足工程要求。然而在工程实际中，受技术条件的制约，测试模态数目有限是不可避免的。为了提高测试模态数目不足情况下算法的修正精度，提出了一些改进措施。对于满秩情况，应用所提出的迭代算法，可以有效地逐次提高修正精度，但是缺点在于试验成本高。基于工程实际中有限元模型误差分布局部性的特点，提出利用误差局部性进行修正方程的约简。结果表明，改进后的方法对于实现模型局部误差修正，具有良好的精度，并且可操作性好。此外还分析了修正方程非满秩产生的原因，提出应用缩聚的方法来保证修正方程的满秩。最后以一个长直机翼结构为例，进行了算法验证，结果表明局部修正算法精度高，满足应用需求。     

基于RBFNN-ISSA的特大跨径悬索桥有限元模型修正

针对大跨径悬索桥一类复杂结构的有限元模型修正问题,提出了一种基于径向基神经网络(radial basis function neural network, RBFNN)子结构代理模型与改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm, ISSA)的有限元模型修正方法。首先,基于桥梁图纸数据采用通用有限元软件建立一座大跨悬索桥的初始有限元模型,并根据拉丁超立方抽样原则生成子结构材料参数-结构响应的训练样本,通过RBF神经网络和子结构模拟方法对初始有限元模型进行解构重组和样本学习,拟合关于材料参数-结构响应的代理模型。其次,建立考虑主梁挠度和模态频率误差最小的有限元模型参数修正数学优化模型,采用Tent混沌映射及黄金正弦策略改进标准麻雀搜索算法,引入柯西分布函数和贪心保留策略对每一代麻雀种群进行扰动,以用于求解联合静、动力特征的有限元模型修正数学优化问题。最后,以杭瑞高速洞庭湖大桥为工程背景,进行了悬索桥荷载试验,利用实测桥梁响应数据验证了该方法的可行性。研究结果表明：基于RBF神经网络与子结构法的模型修正方法,可以建立拟合精度较高的悬索桥结构代理模型;...     

用神经网络方法修正悬索桥动力模型

提出了一种基于神经网络的结构动力模型修正方法。讨论了该法实施过程中的若干具体技术问题 ,如网络学习算法、训练样本生成、结构修正参数确定、边界条件的模拟以及结构振型变化的有效表征等。最后对某悬索桥模型进行了动力模型修正 ,数值结果表明该法是实用可行的     

热环境下某飞行器振动特性分析与模型修正

基于结构热振动理论,针对某型复合材料结构飞行器建立其热环境下结构动力学计算的有限元模型。对该结构进行结构动态特性分析,并结合地面常温的模态实验数据对该有限元模型进行优化。得到该结构常温下的振动特性及其受给定温度场影响的变化情况。针对该类复合材料结构建模及模型修正的方法,给出较为合理的优化方法及优化结果,对工程实际有一定的指导意义。     

佛山东平大桥静动力分层次有限元模型修正研究

提出一种适用于大型桥梁结构联合静动力的分层次有限元模型修正方法，并在佛山东平大桥成桥静载试验和模态试验据的基础上，借助于ANSYS软件中的优化设计平台对该桥进行了静动力分层次有限元模型修正，结果表明该方式物理概念清晰，能充分利用静动力试验信息，减小优化规模．修正后的有限元模型的静力特性和动力特性与试验结果吻合良好，建立了该桥结构健康监测与安全评估的基准有限元模型。     

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。     

测试振型的修正在结构动力修正中的应用

本文介绍了试验振型的加权优化修正及其在结构动力修正中的应用。直接利用试验模态数据进行结构动力修正,虽然直观、方便,但对实验数据提出了很高的要求。本文的方法利用有限元的数据,降低了对试验数据的要求,尤其是放松了对传感器精确标定的要求,大大地加宽了结构动力修正方法的工程应用范围。     

广义逆法修正结构有限元动力模型

本文利用求非完备振型集[φ]_(n×m)(m≤n)的Moore-Penrose广义逆,导出一组关于结构有限元动力模型[K_A]、[M_A]的修正公式。算例表明:本文的修正方法可明显改善理论分析模型的计算精度。     

爆破地震对公路悬索桥的振动影响

本文根据山西禹门口工程爆破地震的现场实测资料,分析了悬索桥的爆破振动特性,为爆破设计施工提供了安全可靠的依据。     

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。     

基于环境激励的大跨度双主肋混凝土斜拉桥模态的优化识别研究

研究双主肋混凝土主梁采用“三主梁”模型的约束扭转刚度的分配原则和方法。通过研究斜拉桥模态试验的特点，首次提出了在两点移动测点法的基础上，利用梁模型振型函数优化峰值拾取法的模态参数，取得了理想的效果。整桥模态实验结果与计算结果比较表明对双主肋混凝土斜拉桥的动力模型刚度分析准确，振型函数优化识别法是可行的。     

适用瞬态响应计算的火箭结构动力学模型修正方法

大型火箭结构十分复杂,其连接型式多,存在多分支结构。分析火箭结构中存在弱刚度的内-外翻边连接、螺栓点连接等典型连接型式,基于元素型法,以这些部位刚度为修正参数,开展动力学模型修正方法研究。结果表明,采用的方法能保证修正后模型的物理意义和真实性,能够适用于瞬态外激励作用下的结构响应计算,特别是内力响应计算。修正后模型的各阶模态结果和试验吻合较好,且与实际试验中瞬态响应的实测结果相比,计算具有较高精度,能够满足工程需求。     

拱桁组合体系桥车桥振动分析的模态法

首先计算出拱桁组合体系桥梁的自振特性,以桥梁自由振动的模态和正则坐标作为桥跨结构振动的位移函数,将列车—桥梁作为一个系统,计算出在正则坐标下的桥梁结构及车辆的总势能。基于弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则,建立并求解了车桥时变系统在正则坐标下的空间振动方程（一个方程组,而不是车桥各自独立的两个方程组）。有效地减少了车桥振动的自由度和计算机时。计算了某拱桁组合体系桥车桥系统的振动响应。并用该方法计算了41号桥下弦节点的全振幅。计算值与实测值接近,证明该方法是可靠的。     

联合整体和局部模态信息钢管焊接结构模型修正

由于焊接结点的复杂性、实际测量的局限性以及误差等因素,钢管焊接结构的模型修正一直是研究的热点和难点问题。对一个发射台骨架进行了整体及局部模态试验,获得了反应结构整体动态特性的低阶模态及局部动态特性的局部模态,并将二者联合起来,采用信赖域优化算法进行模型修正。在优化过程中,通过提出的加权系数可动态改变的多目标函数,在每次迭代完成后可根据目标函数数量级的变化自动调整加权系数,使得模型修正过程能够更加合理有效的利用结构的整体及局部模态信息,达到更好 “联合”。修正后有限元模型的计算模态与实测模态吻合良好,验证了本文方法的有效性和优越性。     

有限元模型修正技术的工程应用

从工程应用的角度讨论了有限元模型修正技术的一些关键性问题,并且提出了作者的观点;提供了一个比较成熟的、达到实际工程应用水平的修正方法的基本思路和计算过程,指出了修正技术在实际应用中可能遇到的困难及其解决途径。     

基于统计分析技术的有限元模型修正研究

采用统计学的方差分析和回归分析技术研究模型修正的有关问题,主要包括基于方差分析的参数筛选、基于回归分析的响应面拟合和利用响应面进行模型修正三个方面。目前工程上采用的基于灵敏度分析的参数挑选方法根据参数在某设计点处的灵敏度进行挑选,而基于方差分析的参数筛选是从全局的角度,在整个设计空间上挑选对特征量有显著影响的设计参数。基于响应面的修正方法,首先在参数的整个设计空间范围内利用回归分析技术,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,然后在其基础上进行迭代修正。提出的方法不但可以应用于线性、低频等现有的模型修正方法适用的范围,而且易于推广到非线性、冲击等现有修正方法较少涉及的领域。此外,现有的方法由于每次迭代都需要调用有限元分析软件进行计算,在缺少软件接口的情况下,较难实现工程应用。这种方法只在准备样本数据时需要进行有限元分析,修正过程中无需调用,因而利于工程应用。GARTEUR飞机模型有限元模型的修正结果验证了方法的有效性