收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

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

袁爱民  
【摘要】: 有限元模型修正是桥梁健康监测的重要内容之一,由于初始的简化假设,边界条件模拟的差异以及非结构构件等因素的影响,建立的有限元模型总与实际有出入,计算值和试验测量值不能很好的一致,这给桥梁的状态评估、剩余寿命的预测增加了困难。因此桥梁有限元模型修正技术的研究越来越引起科学工作者和工程师的重视,对模型修正技术的研究也显得迫在眉睫。本文通过一根矩形截面简支梁,一根T形截面简支梁,一根简支加悬臂梁及一榀有机玻璃桁架桥的模态试验对模型修正的若干关键问题作了系统的研究,并对实际工程五河口斜拉桥进行了传感器优化布置和模型修正。研究主要包括以下几方面的内容: 一是研究了模态试验中传感器的优化配置问题。传感器的配置问题对数据采集的有效性,试验/理论模型的相关性有着重要的影响。文中首先采用有效独立法对传感器进行了优化布置,然后提出了一种联合算法用来确定传感器的优化布置。这种方法兼顾了有效独立法和MAC法的优点,在传感器优化配置中取得了良好的效果,最后利用这两种方法,用Matlab编制程序,对试验梁和五河口斜拉桥实现了传感器的优化布置,并对不同的监测阶数对传感器布置的影响以及减少测点对Fisher矩阵的条件数、行列式值、2范数的影响作了研究。 二是通过算例和利用模态试验测得的模态数据研究了基于模态参数灵敏度分析的有限元模型修正的若干问题,主要内容是比较了特征量为模态频率、模态频率+MAC值、模态频率+振型对模型修正质量的影响,考虑了选择不同数量的待修正参数进行模型修正时对模型修正质量的影响,研究了待修正参数是全局变量和局部变量时对模型修正质量的影响。所有研究都是基于灵敏度分析进行的,各单元参数的修正量是根据Bayesion方法求得。通过这些研究发现模态频率+MAC值修正的模型质量最好;参与模型修正的参数并不是越多,模型修正的质量就越好,应该选择灵敏度矩阵可逆条件数较大的参数参与模型修正;待修正参数为局部变量时模型修正的质量比全局变量好。三是研究了基于频响函数的有限元模型修正的若干问题。首先研究了选择不同的频段的频响函数对模型修正的影响,发现小频段参加修正,能够细致的刻化频响函数的局部信息;宽频段参加模型修正能够和修正的频响函数在总体上趋近一致。接着研究了试验测量数据中混杂不同噪声水平对模型修正的影响,研究表明除了局部测点无法一致外,大部分频段内,修正后的有限元模型值和试验值更接近。最后通过试验和算例研究了多条频响函数参与模型修正对模型修正质量的影响,研究表明如果测量数据足够好,模型修正后完全能够复现试验测量值,完备的频响函数数目将会达到参数识别的效果。 四是研究了基于静态测量值的有限元模型修正技术。文中首先建立了位移残差方程,推导了灵敏度矩阵计算公式。由于测量数据有限,残差方程往往是病态的。这里采用Gauss-Newton法、最小残差法和Leverberg-Marquart法求解不适定方程。同时,提出一种提高Levenberg-Marquart收敛性的方法。最后,利用Matlab7.0依据上述算法编制程序,对一根简支梁和简支加悬臂梁进行模型修正,并通过两个算例验证了本程序的通用性和有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 付素芳;张秋菊;陈海卫;林浩;;结构动力学模型修正方法比较研究[J];机械研究与应用;2007年02期
2 林康;;基于灵敏度分析的支架结构优化设计[J];机械工程师;2010年06期
3 孙国;张洪武;蔡贤辉;赵红兵;;基于模态误差函数灵敏度分析的损伤识别方法[J];振动工程学报;2007年03期
4 刘金梅;韩国有;周国强;;基于灵敏度分析的井架结构模型修正方法研究[J];科学技术与工程;2009年09期
5 杨秋伟;刘济科;;结构损伤识别的附加质量方法[J];工程力学;2009年05期
6 杨毅青;刘强;Muoa Jokin;;基于正交多项式和稳定图的密集模态参数辨识[J];振动.测试与诊断;2010年04期
7 冯咬齐;朱凼凼;;用模态参数和振动试验数据修正动力学环境模型的研究(英文)[J];航天器环境工程;2007年04期
8 宋健伟;徐燕申;彭泽民;;机床结构动力特性灵敏度分析及其应用[J];天津大学学报;1990年S1期
9 刘荣贺;于开平;刘炜;;基于频响函数数据的飞行器结构有限元模型修正及软件开发[J];强度与环境;2010年05期
10 王信义;在微型机上进行模态参数识别的新方法[J];北京理工大学学报;1985年02期
11 黄世霖;;模态灵敏度分析与修改和时域法模态识别软件[J];振动与冲击;1988年04期
12 陶俊强,王翠荣,陈宁芳,翟江源;固体火箭发动机试验模态分析技术研究[J];固体火箭技术;2001年02期
13 D. J. EWINS;包益民;;模态试验:理论和实践(连载4)[J];振动、测试与诊断;1986年06期
14 吴家驹,朱曦全,夏益霖;频响函数综合法预测结构在水下的动特性[J];应用力学学报;1997年04期
15 王彤,张令弥;有理分式正交多项式频响函数模态参数识别[J];航空学报;2003年02期
16 张培强;冯文琴;;现代实验模态分析的基本原理[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);1984年04期
17 唐小兵;张开银;;振动结构固有频率的灵敏度分析[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);1993年02期
18 赵华;谢根全;;利用频响函数对振动系统进行优化设计[J];现代机械;2006年03期
19 赵华;谢根全;;利用频响函数对振动系统进行优化设计[J];现代机械;2006年04期
20 马锋;;圆筒法兰连接结构下圆筒的模态试验研究[J];现代制造技术与装备;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘玉明;易伟建;;用优化方法识别结构系统边界条件的新方法[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1999年
2 胡念武;陈南;李文威;钱进;沙晓明;;胶印机动力学建模与结构优化[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
3 赵立杰;赵娟平;张洋;;活性污泥模型ASM1线性化建模方法[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
4 彭威;周建平;;弹性连杆复合机构的灵敏度分析[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ卷)[C];1999年
5 殷保群;周亚平;杨孝先;奚宏生;孙德敏;;状态相关闭排队网络中的性能指标灵敏度公式[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
6 王瑞欣;艾欣;;基于直流潮流的电网阻塞调度问题[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(上册)[C];2008年
7 王凯;周慎杰;聂志峰;孔胜利;;基于自然邻近无网格法的形状优化方法[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
8 陈劲松;林翔岳;;多目标决策中权向量灵敏度分析的理论方法研究[A];企业发展与系统工程——中国系统工程学会第七届年会论文集[C];1992年
9 张平;谷利泽;杨义先;;灰色聚类评估模型在安全评估中的应用[A];2006年首届ICT大会信息、知识、智能及其转换理论第一次高峰论坛会议论文集[C];2006年
10 陈伟明;王驹;;我国高放废物处置库系统性能评价研究进展[A];高放废物地质处置研究进展——核工业北京地质研究院论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 杨彦芳;基于频响函数的网架结构损伤诊断方法研究[D];大连理工大学;2008年
3 郭睿;多参数结构动态二阶灵敏度及重分析研究[D];吉林大学;2009年
4 周云;地基板与混凝土框架结构参数识别的实验与研究[D];湖南大学;2008年
5 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
6 杨智荣;基于振动模态分析管道腐蚀损伤检测方法研究[D];大连理工大学;2007年
7 刘世安;轻型薄板挡土墙振动模态理论与应用研究[D];重庆大学;2009年
8 李学平;裂缝损伤结构动力分析及其识别方法研究[D];中南大学;2009年
9 张纪平;基于三维仿真与模型参数监测的机械结构局部损伤诊断方法[D];太原理工大学;2010年
10 方圣恩;基于有限元模型修正的结构损伤识别方法研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董小军;基于灵敏度分析的结构动力模型修正及损伤识别研究[D];兰州理工大学;2009年
2 牛天兰;铁路客车车体“虚拟模态试验”技术研究[D];大连交通大学;2007年
3 胡俊强;悬臂式挡土墙低应变动力特性分析[D];重庆大学;2009年
4 卢丽金;基于频响函数的有限元模型修正及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 戴禹;重型卡车驾驶室数值模态分析与结构优化[D];吉林大学;2008年
6 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
7 彭涛;基于环境激励的大跨度桥梁模态分析与应用研究[D];长沙理工大学;2007年
8 姜成;结构瞬态动力响应及其灵敏度分析的精细积分法[D];大连理工大学;2000年
9 梁海平;智能潮流分析系统的研究与开发[D];华北电力大学(河北);2005年
10 周昊;灵敏度分析在输气干线优化设计中的应用研究[D];西南石油学院;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘永起;规避企业财务风险的过程[N];财会信报;2005年
2 本报记者 关世太 徐春元;ECSS化工之星:软件推动技改[N];中国化工报;2002年
3 广西 欧伟民;用EWB进行电子电路设计和仿真实验[N];电子报;2001年
4 阳书敏 邵东国;引江济汉工程渠道规模优选[N];中国水利报;2004年
5 胡善联 陈文;序贯疗法更经济(接上期药学专刊3版)[N];医药经济报;2001年
6 首都经贸大学工商管理学院院长 黄津孚;树立科学的机遇观[N];科技日报;2002年
7 ;治疗成本虽高 临床疗效却好[N];医药经济报;2002年
8 公司招标中心主任 郁东升;落实科学发展观 LCC方法提升招标管理水平[N];华东电力报;2009年
9 贾红华;“平衡表”与“意愿支付”[N];医药经济报;2001年
10 本报记者 曹琰;从前一天开始掌握电网潮流[N];国家电网报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978