基于动力特性试验的某简支梁桥有限元模型修正

简要论述了基于动力特性试验的桥梁结构有限元模型修正方法,运用该方法,结合某简支梁桥动力特性试验结果对该桥有限元模型进行修正,并采用修正后的有限元模型对该桥自振特性进行计算,其计算频率和振型与实测结果吻合较好,说明修正后的有限元模型能较准确地反映桥梁结构实际工作状态,文中所采取的建模方法及基于动力特性试验的桥梁结构有限元模型修正方法具有实际应用可行性。     

桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正

为获得桥梁结构的基准状态，考虑测试和结构参数的不确定性，将区间分析、仿射算法引入响应面有限元模型修正方法中，建立了一种新的桥梁结构有限元不确定模型修正方法。在讨论结构特点及力学行为的基础上，选择了待修正结构参数和结构响应后，采用均匀试验设计方法获得试验样本，同时结合多样本的有限元分析，采用F检验法得到结构响应的显著性参数。基于有限元模型修正的响应面方法，构建结构的响应面替代模型后，引入区间分析算法的自然拓展，将响应面模型拓展为区间响应面函数，同时采用仿射算法解决区间分析的区间扩张问题，构建桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正方法，并采用遗传算法进行区间优化求解。另外，针对区间响应面有限元模型修正的具体需求，提出了区间响应面函数的两步验证方法。用斜拉桥振动台模型桥梁在不同工况下的测试模态参数和斜拉索索力，对其进行有限元模型的不确定修正，实现了实测响应与有限元计算响应间误差的最小化。区间响应面函数的两步验证证实了参数修正范围和结构响应的有效性和正确性，修正后结构纵向、横向、竖向的一阶，二阶频率以及索力的实测响应均在计算响应范围内。验证结果表明：所提有限元不确定模型修正方法，能有效实现桥梁结构有限元模型的修正。     

连续刚构桥动力特性参数识别与有限元模型修正

以东营黄河公路大桥——大跨预应力混凝土连续刚构桥为对象,首先利用ANSYS建立了全桥的三维有限元模型并进行了理论模态分析;并应用频率分解方法(FDD)和特征系统实现算法(ERA)分析了该桥所安装的健康监测系统采集的加速度响应数据,进行了桥梁动力特性参数识别;最后,在所建立的初始有限元模型和识别的实际桥梁动力特性参数的基础上,采用模型修正的方法,得到了该桥修正的有限元模型。研究结果表明,通过该桥监测系统采集的加速度数据可以较好地识别其模态参数,所识别的模态参数可作为结构动力特性修正的依据;修正后的有限元模型能更真实地反映结构的动力特性,模型修正的结果较好地反映了实际桥梁的物理特性。该模型可以作为该桥梁长期健康监测与状态评估的基准模型。     

基于静力测试数据的装配式混凝土简支梁有限元模型修正

对一实际装配式预应力混凝土简支梁桥的工作状况进行了评估,根据现场实测静力数据,对其有限元模型进行修正。计算结果表明,修正后的有限元模型较好地反映了实际结构的变形行为。应用敏感性分析研究了修正模型的效率,分析表明,选择适当的修正方式有助于得到能准确反映实际结构工作状况的有限元模型。而不适当的修正方式尽管也可能正确反映实际结构的结构响应,但不能准确反映实际结构的结构参数。     

基于灵敏度分析的双塔斜拉桥有限元模型修正优化

为了获得精确度更高的桥梁有限元模型，基于静动载试验结构响应数据及参数灵敏度，采用基于灵敏度分析理论和序列二次规划法对苏通长江大桥有限元模型进行修正优化，对比分析研究模型静力位移修正优化、动力频率修正优化和联合静动力修正优化的结果。结果表明：联合静动力优化后的模型结构自振频率更加接近结构实际自振频率、参数变化更合理且结构材料参数更符合成桥阶段的变化。     

客车燃油消耗计算模型的构建及验证

采用理论和试验相结合的方法进行了研究,用基本运行条件下的油耗计算值乘以影响因素的修正系数,得出公路客车在实际运行条件下燃油消耗最高限额值.采用质量和速度因素对油耗影响独立计算的方法,对基本运行条件下的油耗计算过程进行了修订,建立了基本运行条件下客车燃油消耗量的计算模型.通过试验验证了计算模型推导、建立的正确性和合理性.     

大跨度桥梁模型修正方法研究

提出一种通用有限元程序和数学软件相结合的大跨度桥梁有限元模型修正方法.根据摄动理论,将原优化问题转化为求解一系列灵敏度不变的优化子问题,从而方便简单地实现大跨度桥梁的模型修正.数值模拟及采用静、动态实测数据对石板坡长江大桥复线桥进行模型修正的结果表明,该方法不但具有可行性,还能大大降低计算工作量,修正后的模型可以作为后续计算的基准模型.     

基于动静参数联合反演技术快速评定桥梁承载能力

结合结构的设计资料,建立结构的初始有限元模型.通过现场实测获得桥梁结构的动力参数和拟静力应变影响线,将其作为模型修正依据,利用有限元修正技术,反演桥梁结构的实际力学模型.通过该模型可仿真现场静载试验,实现对桥梁结构力学性能的快速评定.实际应用结果表明:应用动静参数联合反演得到的桥梁结构的力学模型能够客观地反映桥梁的实际力学性能,可实现对桥梁结构的快速仿真分析.     

基于振动频率的响应面模型修正稳健估计法

合理的结构有限元模型是进行结构评估的重要基础.为解决基于响应面法的有限元模型修正存在的多项式阶次选取规则不明和修正结果容易受优化目标质量影响的问题,以某斜拉桥为例,采用基于响应面的有限元模型修正方法,分析了多项式阶次与响应面精度、计算量之间的关系.将稳健估计法引入响应面优化求解过程,提高了基于响应面的模型修正的可靠性....     

既有钢管混凝土拱桥的有限元模型修正

有限元模型修正技术最早应用于航空和机械领域,用于自动修正结构模型使数值模型和试验模型相匹配。在过去的十年里,有限元模型修正技术已经被引进到土木工程领域。在既有桥梁的工作状态和使用安全评估中,需要建立能够精确模拟结构目前工作状态的有限元模型。该文以一座既有的钢管混凝土拱桥为例,在参数灵敏度分析的基础上,以结构设计参数为修改参数,构造联合频率和挠度的目标函数,借助ANSYS的优化设计功能对该桥的有限元模型进行修正。修正后模型计算结果和实际测试结果更加接近,其中跨中挠度的最大相对误差只有6%,频率的最大相对误差为9%。修正结果表明:这种联合静动力的模型修正方法物理概念清楚,能充分利用静动力测试数据,经过修正后的有限元模型能够反映该桥的实际工作状态。     

土木工程结构健康监测研究进展

阐述了实施土木工程结构健康监测的必要性,介绍了结构健康监测系统的内涵、组成、监控内容、监控系统功能及其工程应用,讨论了结构损伤检测中的两类方法,重点对损伤识别中的动力指纹法、模型修正法、神经网络法、遗传算法进行了分析和比较,阐述了健康监测领域今后的主要研究问题和发展方向.     

Cross-sectional shape design and optimization of automotive body with stamping constraints

At conceptual design stage, automotive body is usually simplified as a frame structure, which consists of thinwalled beams (TWBs). Therefore, the most important issue is to determine the cross-sectional shape of TWBs under the requirement of mechanical properties. However, design engineers mostly depend on their experience or repeated modification to design the cross-sectional shape of TWBs. So this paper presents a rapidly cross-sectional shape design and optimization method to satisfy the demand of mechanical properties and meanwhile minimize the weight of TWB. Firstly, cross-sectional mechanics property formulations are summarized. Especially, the torsional rigidity formulation of three-cell cross section is derived for the first time in this paper. Secondly, the shape optimization model is created to minimize the weight of TWB and improve the mechanical properties, which is solved by genetic algorithm. Moreover, three stamping constraints, draft angle, chamfer radius and assembly, are introduced to promote the cross-sectional shape more practice. Lastly, numerical examples verify the effectiveness of the optimization model and show the application in structural modification of automotive frame.     

土木工程结构损伤识别研究

结构损伤识别是近年来国际上的研究热点。阐述了实施土木工程结构损伤识别的必要性,在综述近几年国内外有关结构损伤诊断研究进展的基础上,讨论了结构损伤检测中的两类方法,重点对损伤识别中的动力指纹法、模型修正法、神经网络法、遗传算法、小波分析法进行了分析和比较,最后阐述了结构损伤识别领域目前存在的主要问题和未来的发展方向。     

车身结构振动与车内噪声耦合的研究

本文介绍了汽车车身结构振动和乘座室空腔内部噪声的模态分析方法，并利用声－固耦合理论对车身结构振动与车内噪声之间的耦合关系进行了研究，为降低由结构振动所引起的车内低频噪声提供了结构修改和声学修改的措施。     

货车驾驶室结构动力模型修改

本文利用货车驾驶室的测试模态参数来修正其有限元动力分析模型。文中主要论述货车驾驶室模态参数识别、动力分析模型单元组合修正法和货车驾驶室动力模型修改。     

基于对策理论的交通流分配新方法

建立基于对策理论的交通流分配模型,并以实例阐述其具体应用方法。本方法由于在分配中考虑了路网状况,因而其分配结果更加符合实际,且能实现全有全无分配与多路径分配的统一。     

基于遗传算法的轮辋放气装置优化分析

针对爆胎现象,开发出一种快速放气的模拟爆胎装置;结合轮辋放气模拟装置的结构特点和放气时间的影响因素间非线性关系,提出一种基于神经网络的放气规律模型;通过遗传算法对各影响因素进行全局寻优得到最短放气时间的影响因素组合。在满足爆胎试验的要求下,结合实际案例,证明优化后的影响因素组合是行之有效的。     

南京长江第三大桥健康监测系统传感器优化布置研究

南京长江第三大桥主桥为钢塔双索面斜拉桥。介绍以有限元模型分析结果为基础,基于神经网络及遗传算法的全桥传感器测点优化布置理论,最终形成的该桥结构健康监测系统的传感器测点布置。