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《上海交通大学》 2007年
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有限元模型参数型修正方法的研究

李剑  
【摘要】: 本文基于实验数据对有限元模型修正的方法进行了研究。 上个世纪70年代以来,有限元模型修正技术得到了迅速发展,并在工程领域广泛应用于改善有限元模型与实验数据的相关性、提高有限元模型的分析精度和可靠性。目前,模型修正的方法按修正对象可分为矩阵型修正法和参数型修正法。其中矩阵型修正法由于修正对象为有限元模型的系统矩阵而面临修正后物理含义模糊的问题;参数型修正法大多依赖于灵敏度分析的结果,而灵敏度分析常常对建模误差的位置做出错误判断,修改参数的合理性值得怀疑。因此,有限元模型修正的方法仍需进一步研究。 目前,大多数参数型修改法主要面临以下三方面的问题:1、在实验未测的高阶部分,修正后的有限元模型与实验之间的相关性不能保证得到改善;2、修改的物理参数不一定符合测试对象物理特征;3、迭代计算效率较低,且存在发散的问题。 通常,评价有限元模型修正效果的方法是分析有限元计算频率、模态与实验数据的相关性,本文根据模型修正的上述问题,认为在研究过程中需要增加两条验证标准:(1)用低阶实验数据修正后,不仅比较低阶数据上的相关性,还要比较“高阶”数据上的相关性;(2)需要对修改后参数的改变量进行物理意义上的考核,检查参数修改是否符合修正对象的物理特征。 2006年,Hu等提出了一种参数型修改新方法:正交模型-正交模态(CMCM)法,该方法无需进行灵敏度分析且不需要进行迭代,具有较好的建模误差判断能力,计算效率较高。本文研究发现该方法在有限元模型与实验数据存在良好相关性时存在求解困难,甚至无法完成修正计算。对此,本文提出了一种改进的方法(ICMCM法)。通过若干典型数值实验比较了CMCM法、ICMCM法、矩阵型修正法和商业修正软件FEMtools的修正结果,验证了ICMCM的有效性。本文使用先进的激光测振系统对梁、板结构进行了振动实验,获得了高精度的实验数据,并以此比较ICMCM法和FEMtools软件的修正效果和修正结果。分析表明,本文提出的ICMCM可以有效提高有限元模型动态特性的计算精度,修改的参数符合实际对象物理特征。 本文第一章介绍了模型修正的工程背景和意义,综述了迄今国内外模型修正领域的发展,提出了本文研究的目标和内容。 第二章介绍了分析有限元模型可靠性的相关性分析方法,以及有限元模型与实验数据自由度匹配的方法。通过数值算例进行了比较和初步研究。 第三章介绍了几种模型修正的方法,包括CMCM法、FEMtools软件,研究了CMCM法的缺陷并提出一种改进的ICMCM法。通过数值实验验证了ICMCM法的有效性。 第四章介绍了先进的激光测振系统以及本文开发的修正程序。为基于实验数据进行模型修正做好了准备。 第五章对梁、板结构进行了振动测试实验,并利用获得的实验数据比较了ICMCM法和FEMtools软件的修正效果。结果表明本文提出的ICMCM法可以有效提高有限元模型与实验数据的相关性,参数修正合理可靠,符合测试对象的物理特征。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O342

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【引证文献】
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1 任建峰;;PCB组件动态特性的仿真与实验研究[J];电子机械工程;2010年05期
2 任建峰;;电子设备PCB组件的动态特性研究[J];机电工程技术;2010年12期
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1 郑玉磊;张明旭;袁胜万;郭俊康;;高速机床立柱有限元分析及优化设计[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 任建峰;许劲飞;;印制板组件动态特性分析与失效预测[A];2010第十五届可靠性学术年会论文集[C];2010年
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1 何志军;桥梁结构刚度参数静力方法优化识别及有限元模型修正[D];长沙理工大学;2011年
2 胡焕;基于频响函数的动力学模型修正方法研究[D];上海交通大学;2010年
3 李永庆;基于模型修正的梁格法车桥耦合振动程序开发和验证[D];长安大学;2010年
4 谭双全;基于敏感性分析的自锚式斜拉—悬吊组合体系桥梁有限元模型修正[D];西南交通大学;2012年
5 张伟杰;摆动红外地球敏感器有限元分析及模型修正[D];清华大学;2012年
6 李光明;基于DMAP的模态综合研究及实现[D];华中科技大学;2012年
【参考文献】
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1 汪晓虹,周传荣,徐庆华;结构分析模型的修正与振型扩充技术[J];东南大学学报(自然科学版);2000年02期
2 齐丕骞,张凌霞;基于灵敏度分析的结构动力模型修改[J];航空学报;1992年09期
3 荣见华,葛祖德,姚起杭;动态优化中的动响应高阶修改及灵敏度分析[J];航空学报;1992年09期
4 朱安文,曲广吉,高耀南,魏震松;结构动力模型修正技术的发展[J];力学进展;2002年03期
5 郭勤涛;张令弥;费庆国;;结构动力学有限元模型修正的发展——模型确认[J];力学进展;2006年01期
6 张令弥;动态有限元模型修正技术及其在航空航天结构中的应用[J];强度与环境;1994年02期
7 朱安文,曲广吉,高耀南;航天器结构模型优化修正方法的研究[J];宇航学报;2003年01期
8 向锦武,周传荣,张阿舟;基于建模误差位置识别的有限元模型修正方法[J];振动工程学报;1997年01期
9 朱安文,曲广吉,高耀南;结构模型修正中一种新的摄动方法[J];中国空间科学技术;2001年05期
10 朱安文,曲广吉,高耀南;航天器结构动力模型修正中的缩聚方法[J];中国空间科学技术;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张宏山;王人鹏;钱若军;;有限元模型修正中的模型压缩方法[A];结构混凝土创新与可持续发展——第十三届全国混凝土及预应力混凝土学术交流会论文集[C];2005年
【共引文献】
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1 付素芳;张秋菊;;农业机械设计中的结构动力学模型修正与优化[J];安徽农业科学;2007年04期
2 吴斌;禹建功;潘英;;一种新的结构矩阵缩聚迭代法[J];北京工业大学学报;2006年06期
3 罗漳平,向锦武;结构动力学模型修正的一种参数型方法[J];北京航空航天大学学报;2004年07期
4 贾善坡;许成祥;;储液容器内液体自由晃动的有限元分析[J];船舶力学;2012年Z1期
5 李剑;洪嘉振;李伟明;;模型修正的正交模型-正交模态改进法[J];动力学与控制学报;2008年01期
6 陈可;付海龙;;基于有限元法的K型井架结构分析[J];大庆石油学院学报;2006年06期
7 李春生;向锦武;罗漳平;;基于预处理共轭梯度算法的有限元模型修正方法[J];飞机设计;2010年05期
8 王博;吕正勋;何伟;;结构动力模型修正方法研究与进展[J];水利与建筑工程学报;2009年01期
9 苏龙;吕令毅;束磊;蔡洪良;杨薇;;基于灵敏度分析和优化方法的异形钢结构烟囱模型修正[J];工程建设与设计;2010年01期
10 朱凼凼,冯咬齐,向树红;基于频率响应函数的动力学模型修正方法研究[J];中国工程科学;2005年08期
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1 贾善坡;许成祥;;矩形容器内液体三维晃动特性研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 张玉杰;李斌;;阻尼不相似动响应模型的修正方法研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
3 方辉;;点阵材料有限元模型修正方法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
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1 李伟明;有限元模型修正方法及自由度匹配迭代技术研究[D];上海交通大学;2011年
2 秦玉灵;基于响应面建模和改进粒子群算法的有限元模型修正方法[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 朱跃;基于分层思想的复杂机械结构模型修正及确认技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 陈志勇;应县木塔典型节点及结构受力性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 郭国会;桥梁结构动力损伤诊断方法研究[D];湖南大学;2001年
6 王茂龙;结构损伤识别与模型更新方法研究[D];东南大学;2003年
7 徐丽;基于模态参数的混凝土框架结构损伤诊断研究[D];湖南大学;2004年
8 王山山;基于振动理论的水工结构无损检测技术研究[D];河海大学;2005年
9 孙宝玉;轻型大视场光学遥感器结构动态特性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
10 王建有;测试信息不完备下结构物理参数识别方法研究[D];大连理工大学;2006年
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1 李晓磊;基于环境激励高墩大跨连续刚构桥模态分析及应用研究[D];长沙理工大学;2010年
2 岳海玲;开口薄壁砼肋拱平转阶段动力特性研究与稳定分析[D];长沙理工大学;2010年
3 王岩;液压驱动双曲柄连杆同步升降平台的运动特性研究[D];兰州理工大学;2011年
4 姚磊;基于改进PSO算法的结构模型修正与损伤检测[D];南京理工大学;2010年
5 马士燕;基于振动检测的海洋平台模型修正方法研究[D];中国海洋大学;2011年
6 王弘谋;斜拉桥损伤识别与应用研究[D];重庆交通大学;2011年
7 庆光蔚;基于复模态和频响修正方法的磁轴承-转子系统参数识别[D];南京航空航天大学;2010年
8 郑宗勇;复杂联接结构非线性有限元精确建模和模型确认方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 倪磊;复杂结构有限元模型分级确认研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 许立富;航天器虚拟振动试验模型修正软件开发[D];哈尔滨工业大学;2010年
【同被引文献】
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1 杨成永,张弥,白小亮;用于结构可靠度分析的多响应面法[J];北方交通大学学报;2001年01期
2 阎贵平,夏禾,陈英俊;列车与刚梁柔拱组合系桥系统的地震响应分析[J];北方交通大学学报;1994年01期
3 罗漳平,向锦武;结构动力学模型修正的一种参数型方法[J];北京航空航天大学学报;2004年07期
4 林梅,肖盛燮;桥梁车辆振动分析理论评述[J];重庆交通学院学报;1998年03期
5 盛国刚,彭献,李传习;车-桥耦合系统的动力特性分析[J];长沙交通学院学报;2003年04期
6 邓苗毅;任伟新;;基于响应面方法的结构有限元模型修正研究进展[J];铁道科学与工程学报;2008年03期
7 黄东胜,黄方林,顾松年;一种改进的动力缩聚及模型修正的方法[J];长沙铁道学院学报;1996年04期
8 何度心;列车动载[J];地震工程与工程振动;1988年04期
9 瞿伟廉,谭冬梅,汪菁,滕军;基于神经网络的大型空间网架结构的有限元模型修正[J];地震工程与工程振动;2003年04期
10 于雷,郑云龙;逐步回归响应面法[J];大连理工大学学报;1999年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 宇慧平;隋允康;张轩;龙连春;;响应面方法的改进[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
2 任建峰;严志坚;何敏;;某航电设备PCB组件的动态特性分析[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 唐茂林;大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D];西南交通大学;2003年
2 蒋华;基于静力测试数据的桥梁结构损伤识别与评定理论研究[D];西南交通大学;2005年
3 杜思义;基于频率变化与单元矩阵摄动理论的结构损伤识别方法研究[D];重庆大学;2005年
4 袁爱民;基于灵敏度分析的有限元模型修正技术若干关键问题研究[D];东南大学;2006年
5 杨宇军;空间计算机结构的动力学仿真与适应性设计研究[D];西安电子科技大学;2009年
6 王达;基于有限元模型修正的大跨度悬索桥随机车流车—桥耦合振动分析[D];长安大学;2008年
7 熊红霞;桥梁结构模态参数辨识与损伤识别方法研究[D];武汉理工大学;2009年
8 王英;基于人工智能方法的预应力混凝土梁式桥损伤识别研究[D];西南交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李晓磊;基于环境激励高墩大跨连续刚构桥模态分析及应用研究[D];长沙理工大学;2010年
2 田军;有限元模型静力—模态协同修正技术[D];西北工业大学;2004年
3 卢胜文;车—桥耦合非线性振动研究[D];天津大学;2005年
4 彭世恩;自锚式悬索桥设计与施工控制中相关问题的分析[D];西南交通大学;2006年
5 陈宇;有限元模型修正技术在桥梁工程中的应用研究[D];西南交通大学;2006年
6 李成涛;框架结构的模型修正与损伤识别研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 岳笛;重庆石板坡长江大桥复线桥基于静动力的模型修正[D];重庆大学;2007年
8 朱跃;基于ASCE SHM Benchmark模型的损伤识别方法比较研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 陈文;基于灵敏度与模拟退火方法的模型修正及软件二次开发[D];南京航空航天大学;2008年
10 钟颖;基于静力测试数据的桥梁结构有限元模型修正[D];西南交通大学;2009年
【二级引证文献】
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1 赵颖娣;陶国兴;蒋建东;;适于小农机产品快速配置设计的整机模态综合技术研究[J];机电工程;2011年06期
2 时劭华;钱正洪;白茹;龚天平;孙宇澄;;基于GMR传感器的小体积二维电子罗盘设计[J];机电工程;2012年06期
3 韩万水;王涛;李永庆;李彦伟;黄平明;;大跨钢桁架悬索桥有限元模型实用修正方法[J];交通运输工程学报;2011年05期
4 高丽明;余光怀;申云杰;郭俊康;;基于ANSYS参数对比验证的工作台结构优化设计[J];制造业自动化;2012年21期
5 韩万水;王涛;李永庆;李彦伟;黄平明;;基于模型修正梁格法的车桥耦合振动分析系统[J];中国公路学报;2011年05期
6 李彦伟;杜群乐;韩万水;乔磊;;随机车流下连续梁桥冲击系数谱实测与分析[J];建筑科学与工程学报;2012年03期
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1 马辉;基于计算智能方法的简支梁桥损伤识别研究[D];吉林大学;2010年
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1 赵盛民;基于车桥耦合振动的刚架拱桥加固效果评价研究[D];长安大学;2011年
2 汪炳;双向多车道随机车流作用下大跨钢桁梁悬索桥空间动力行为研究[D];长安大学;2011年
【二级参考文献】
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1 曾庆华,张令弥;一种设计参数型的有限元模型修正方法[J];航空学报;1992年01期
2 齐丕骞,张凌霞;基于灵敏度分析的结构动力模型修改[J];航空学报;1992年09期
3 吕烔兴,汪晓虹;矩阵方程AXB-CXD=E的数值解法[J];计算物理;1992年04期
4 朱安文,曲广吉,高耀南,魏震松;结构动力模型修正技术的发展[J];力学进展;2002年03期
5 骆剑,张令弥;基于建模误差识别的有限元动态模型物理参数修正[J];南京航空航天大学学报;1992年01期
6 汪晓虹,周传荣;计算大型实对称特征问题的 Lanczos-QR 算法[J];南京航空航天大学学报;1998年05期
7 张令弥;计算仿真与模型确认及在结构环境与强度中的应用[J];强度与环境;2002年02期
8 张德文 ,王龙生;对Chen的矩阵摄动法的补充[J];宇航学报;1983年02期
9 汪晓虹,周传荣;平面桁架结构逆特征值问题的一个解法[J];应用力学学报;1998年02期
10 刘晓平,徐燕申,宋健伟,彭泽民;机械结构结合面阻尼参数识别的研究[J];振动与冲击;1995年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜茂林,陈敬焴;杆的加模态式有限单元法[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2001年03期
2 毛崎波,徐柏龄;利用高分子压电薄膜设计声辐射模态传感器[J];声学学报(中文版);2003年03期
3 孙丹,程鹏;零点对系统响应影响的实验研究[J];实验技术与管理;2005年10期
4 高恒珊;关于Lewis的模态系统S5的几个注记[J];华中科技大学学报(自然科学版);1979年01期
5 董双林,吴津生,王宗皓;哈佛函数的计算和应用:(Ⅰ)计算[J];气象学报;1981年01期
6 彭晓洪;一种适用于机翼带外挂结构的动力分析方法[J];南京航空航天大学学报;1983年01期
7 吴兴世;飞机内部噪声分析中改进的自由界面模态综合方法[J];力学季刊;1984年02期
8 孙炳楠;蒋家羚;;中心裂纹宽板的弹塑性有限元计算[J];机械强度;1984年02期
9 齐鹏;东亚热带季风低频振荡的初步研究[J];大连海事大学学报;1995年04期
10 孙吉贵,刘叙华;关于Cialdea一阶模态归结系统[J];吉林大学自然科学学报;1996年02期
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1 查炎锋;张宇民;姚旺;;SiC陶瓷磨削表面残余应力有限元分析[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
2 郑修鹏;曹艳平;冯西桥;;基于失稳方法测量薄膜的弹性模量[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
3 肖大武;胡时胜;田杰;;对小截面试件SHPB实验中的二维效应的探讨[A];第四届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2006年
4 张开臣;许曙东;;大跨度预应力空心板有限元计算与分析[A];“发展绿色技术,建设节约结构”——第十四届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文集[C];2007年
5 林治家;由小川;庄茁;;有限元计算的面向目标误差估计[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
6 孙全胜;王昊;董秀军;;斜弯桥的激动力试验和分析[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1998年
7 李军强;彭勇;闫文辉;;旋转导向钻井工具稳定平台振动模态计算[A];2006年石油装备学术研讨会论文集[C];2006年
8 田晓涛;郭平;;波纹管膨胀节的有限元设计计算[A];第九届全国膨胀节学术会议膨胀节实用技术精选集[C];2006年
9 徐永君;战颂;李敏;解小敏;于弢;;永乐大钟强度分析[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2007年
10 傅薇;钱德猛;魏树森;;一种轿车车门的模态仿真分析研究[A];第二十一届全国振动与噪声高技术及应用学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 联想集团工业设计中心 辛志峰;散热与抑噪的良方[N];计算机世界;2002年
2 陈勇;人脑仍在快速进化[N];新华每日电讯;2005年
3 葛进;印度洋周边气候今年将出现异常[N];科技日报;2008年
4 记者 蔡立军 通讯员 田发萱;天发公司靠产学研联合促创新[N];中国冶金报;2006年
5 安徽师范大学马克思主义研究中心 钱广荣;道德悖论的本质与模态[N];光明日报;2008年
6 安世亚太 孟志华;ANSYS在航空薄壁构件结构设计的应用[N];中国航空报;2005年
7 良剑追风;优化之路:精VB中的分段应用程序(下)[N];电脑报;2003年
8 陈勇;人脑仍在快速进化现代人大脑并无“定型”[N];医药经济报;2005年
9 胡芝娟;万吨干法工艺与成套设备项目通过验收[N];中国建材报;2006年
10 宋丽芳;神舟四号部分科学实验掀开红盖头[N];中国航天报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯吉林;约束子结构模型修正方法[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 侯吉林;约束子结构模型修正方法[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 杨和振;环境激励下海洋平台结构模态参数识别与损伤诊断研究[D];中国海洋大学;2004年
4 陈彤;拉压不同模量弹性问题的数值研究[D];上海大学;2008年
5 潘爱军;北太平洋副热带模态水及其形成机制研究[D];中国海洋大学;2004年
6 刘卓;人眼晶状体建模与仿真研究[D];国防科学技术大学;2006年
7 何浩祥;空间结构健康监测的理论与试验研究[D];北京工业大学;2006年
8 吴颉尔;正则化方法及其在模型修正中的应用[D];南京航空航天大学;2007年
9 李顺龙;基于健康监测技术的桥梁结构状态评估和预警方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 姚裕;基于Stewart平台的并联风洞天平设计理论及应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李剑;有限元模型参数型修正方法的研究[D];上海交通大学;2007年
2 焦春茂;岩体非定常流变模型的有限元计算及位移反分析[D];山东科技大学;2005年
3 郑海君;软岩特性研究及其对边坡影响的敏感性分析[D];成都理工大学;2005年
4 武芸;大比例土—桩基—框架模型动力相互作用试验模拟分析[D];湖南大学;2005年
5 郭庆锟;钛管凝汽器腐蚀规律及可调式牺牲阳极阴极保护研究[D];中国海洋大学;2005年
6 杨喜来;Powerformer电磁设计及参数的有限元计算[D];哈尔滨理工大学;2005年
7 吴瑜锟;高路堤新型支挡结构的原形观测及数值分析[D];湖北工业大学;2005年
8 袁利军;300MW机组中压缸启动热应力计算与启动优化[D];华北电力大学(河北);2006年
9 韩东;裂纹尖端弹塑性场的有限元分析[D];北京工业大学;2007年
10 张岚;基于FBG技术的散货船结构监测传感器布置研究[D];武汉理工大学;2008年
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