基于响应面法的桥梁动力学有限元模型修正

针对动力学频率测试中模型的试验值与理论值误差较大的问题,结合大型桥梁缩尺模型试验,采取基于响应面法的有限元模型修正技术,获取了符合结构本真状态的有限元动力修正模型.选取二次多项式作为响应面函数的数学模型,在修正参数的显著性分析和中心复合试验设计基础上,运用最小二乘法对试验设计的样本空间数据进行拟合,以目标达到法为迭代标准,得到了自锚式悬索桥响应面的显示函数关系,并直观地给出典型响应的空间曲面模型.R2和RMSE指标验证结果表明:经修正后各阶频率峰值误差明显降低;除横向二阶频率外,其余各阶频率修正效果理想,基频最小误差仅为0.96％;基于响应面法的有限元动力模型修正准确可靠;经修正后的有限元模型可作为结构再分析的基准模型.     

石家庄学院体育系学生心理健康状况调查及分析

本文运用国际通用心理量表SCL-90对石家庄学院体育系学生心理健康状况进行调查,并对不同性别、不同专业、本专科、总体与国内常模进行对比分析。结果表明:石家庄学院体育系学生心理健康状况较好,显著低于国内常模;学生心理问题主要表现在偏执、敌对、强迫、精神病性四个方面;男、女生在恐怖、抑郁因子的差异分别表现出高度显著性和显著性,女生高于男生;社会体育专业与体育教育专业在躯体化、偏执因子的差异表现出高度显著性,在敌对、精神病性因子的差异表现出显著性,社会体育专业高于体育教育专业;本、专科学生各因子的差异不存在显著性。     

面向桥梁工程的响应面技术在有限元模型修正中的应用探讨

以某一桥梁模型为对象,基于响应面模型的损伤识别法对桥梁结构的模型进行优化求解,采用D最优设计进行桥梁结构模型修正,选择时域和频域特征参数作为拟合响应面输出。利用design expert 8.0软件进行方差分析,对参数进行显著性检验,剔除样无关变量,对剩余参数进行回归分析拟合二次多项式响应模型。研究结果表明:通过响应面技术对初始有限元模型进行修正,对比修正值与实测值的频率取值与实测值趋于一致,频率相对误差值在1%以内,挠度修正误差在2%以内,修正精度满足实际使用要求。     

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。     

基于试验数据的大跨度拱桥有限元模型修正

为了获取菜园坝长江大桥的基准有限元模型,结合Kriging代理模型和一种改进的粒子群优化算法,利用荷载试验数据对其初始有限元模型进行修正。首先,叙述模型修正和Kriging模型基本理论,在基本粒子群算法中引入交叉变异计算,提出一种改进的粒子群算法,并通过测试函数对改进的粒子群算法进行验证;其次,简要介绍菜园坝长江大桥荷载试验、荷载试验结果及初始有限元模型;最后,根据敏感性分析选定6个待修正参数,通过试验设计得到频率和位移关于修正的参数的样本,并建立有限元模型的Kriging代理模型以预测结构响应;以频率和位移的试验值和计算值残差为目标函数,分别利用基本粒子群算法和改进的粒子群算法在修正参数的设计空间内寻找目标函数的最小值,并对比分析模型修正的结果。结果表明：测试函数表明改进的粒子群算法具有较好的稳定性和成功率,并能获得更为精确的优化结果;建立的Kriging代理模型均方根误差较小,可以替代有限元模型预测结构频率和位移;经过模型修正,菜园坝长江大桥前5阶频率计算值与试验值相对误差均控制在5%之内;除个别测点外,位移相对误差均控制在10%以内;相比基本粒子群算法,改进的粒子群算法获得了更小的目标函数值,修正后的频率和位移的相对误差更小。     

基于高精度工程测量的吊杆力精确测试技术研究

该文研究了当前常用的吊杆力、索力测试方法,并且对他们的特点进行了总结和分析。提出了从吊杆、拉索的伸长量的角度来间接计算出吊杆力、索力大小的方法研究。主要探讨了外业数据采集以及内业数据处理,垂度以及温度的影响与修正,吊杆力、索力计算公式以及修正等几个方面。在川杨河桥施工监测的工程实例中,进行了16根吊杆力的测试,并且与理论值以及频率法测试值进行了比较。比较结果表明,此方法能够取得较好的测试结果。与频率法比较,此方法在短吊杆力测试上具有一定的优势。     

基于子结构的大型桥梁有限元模型修正方法

实际桥梁结构的整体有限元模型修正时自由度和单元数量较多,待修正参数多,有限元模型修正精度和效率低。为了提高有限元模型修正的效率,提出基于子结构的有限元模型修正方法。子结构方法是化整体分析为局部分析的方法,与直接修正大型桥梁有限元模型相比,子结构方法只需要计算每个子结构少量低阶模态,得到整体结构的特征解及特征解灵敏度,形成模型修正的目标方程和灵敏度矩阵,进而缩短模型修正时间。将基于子结构的模型修正方法用于怒江特大桥主桥(上承式钢桁拱桥)有限元模型修正,结果表明:修正后桥梁的前10阶频率与桥梁的模拟实测频率值相吻合,且模型修正时间仅为传统整体方法的56%。     

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。     

基于LMS Virtual.Lab的汽车模态相关性分析与优化

依据判断准则的不同,试验,分析模型相关分析可分为频率相关分析、频率及振型相关分析、交叉正交性分析和频响函数相关分析.以某车型车门模型为例.详细阐述了相关性分析和模型修正的实现过程.结果表明,使用LMS Virtual.Lab中的Correlation模块.能够快速准确地完成分析,试验模型的相关性分析及模型修正工作,有效提高有限元模型的准确度,具有很强的工程实用意义.     

基于修正延误波及树的航班延误传播研究

为了正确反映延误航班与机场随机因素之间的潜在关系,提出了1种基于贝叶斯网络的航班延误和机场随机因素分析方法.将机场随机延误因素的影响转化为时间参数.在综合考虑航班延误、航班计划的同时引入贝叶斯网络分析结果对延误波及树进行修正,在历史航班运营数据集上对修正延误波及树模型进行检验.结果表明,修正延误波及树模型提高了航班延误传播的预测精度,预测平均误差分别由修正前的11.76%和13.75%降低至3.45%和3.39%,多案例分析的准确性同时验证了修正延误波及树的普适性,丰富了航班延误传播问题的研究方法.      

基于响应面法的钢管混凝土组合桁梁桥多尺度有限元模型修正

为建立适用于钢管混凝土桥梁的高效、高精度有限元分析模型,提出一种基于响应面法的全桥多尺度有限元模型修正方法。首先以一座钢管混凝土组合桁梁桥为工程背景建立包含全桥、组合桁梁桥面板以及钢管混凝土桁架杆件3个尺度的ABAQUS全桥多尺度有限元模型。在考虑钢管混凝土结构的特点和施工误差的基础上选取桥面板混凝土弹模、厚度,桁架弦杆内混凝土弹模,钢材弹模以及加载车辆荷载5个影响因素作为待修正参数;根据实桥试验条件选择中跨跨中挠度、下弦空管弦杆应力、墩顶钢管混凝土弦杆应力、墩顶受压腹杆应力以及桥面板顺桥向应力5个目标函数。其次采用中心复合设计方法生成了待修正参数的样本集,并将每组参数样本代入有限元模型进行计算。进而采用响应面法建立待修正结构参数和目标函数的2次多项式函数关系,结合参数显著性分析得到响应面方程。最后结合实桥试验结果对多尺度有限元模型3个尺度上的结构参数进行同步修正。结果表明：修正后的参数变化情况与依托工程的实际施工情况相符;采用修正后的参数建立的多尺度有限元模型计算值与实桥试验结果吻合良好;修正后的有限元模型具有较高的精度,可真实反映实际工程中桥梁结构的受力状态。该修正方法可为桥梁结构运营期间的健康监测、状态评估、损伤检测提供可靠的分析手段。     

基于选择方案抽样调查的城市群低频率出行行为研究

为分析城市群内低频率城际出行行为,对长三角城市群内上海与其他城市间的城际出行进行选择方案抽样调查,基于城际出行行为调查数据建立出行方式选择的多项Logit(MNL)模型；选择方案抽样调查数据与随机抽样调查数据存在方案分层结构偏差和因素重视度偏差,故引入反转因子(IPW),分别用外源性样本极大似然估计(ESMLE)简单修正法和加权外源性样本极大似然估计(WESMLE)法对MNL模型进行修正.结果表明:未修正模型及2种修正法下的模型命中率分别为57％,75％和84％；WESMLE修正后的模型能基本满足建模精度要求；城市群内低频率城际出行行为受出行时间、费用及个人属性等因素影响,同时,也表现出一定程度的随机性和随意性.     

TBD234V6柴油机曲轴动态特性研究

利用有限元软件对TBD234V6曲轴进行了自由条件下的有限元模态分析,同时为获取准确的结构响应信息,对曲轴进行了试验模态分析并利用N-Modal软件识别各阶模态参数。通过对模态频率、模态振型与模态相关性三者的比较分析,验证了所建立曲轴三维有限元模型的正确性,并在此基础上完成了对有限元模型的修正,修正后的模型比原分析模型具有更高的精度。     

交叉口高峰时段右转车辆通行时间可靠性研究

早高峰时段对右转车辆通过十字交叉口的时间进行连续2h的观测,对获得的样本数据采用统计学的方法进行分析,得出样本基本符合正态分布的一般假设,运用检验对这一假设进行检验,得到其符合正态分布的一般规律。基于上述分布规律,通过提出的交叉口的右转通行时间修正系数,对路段行程时间可靠性模型进行改进,得到适用于十字交叉口处右转车的通行时间可靠性评价模型。     

大跨度拱桥吊杆索力的测试研究

以某一大跨度拱桥吊杆索力的测试为例,介绍了吊杆索力测试方法,并在频率法测索力的基础上,统一用一个吊杆计算长度的修正值进行实测索力的修正.结果表明:此法简单可靠,可为类似拱桥索力测量提供借鉴作用.     

基于参数分析的子结构有限元模型修正技术

基于子结构有限元模型修正技术,借助通用有限元计算程序,通过对四渡河大跨度悬索桥结构进行敏感参数分析,确定受力敏感参数,分别建立有限元模型修正应变及频率目标函数,采用动静力法对离散后的索塔、主缆等子结构模型进行修正,通过对比分析实桥应变、频率及挠度的实测值与理论值,验证了修正效果的有效性。研究过程发现:大跨度悬索桥结构的受力特性主要取决于主缆,主缆的计算参数取值对计算结果有着重大影响;而吊索、索塔及加劲梁等相比显得并不十分敏感;基于参数分析子结构有限元模型修正过程是先总后分再总,修正过程快捷迅速,其有效性在实桥中得到了很好的验证,修正后的模型可用作后续计算研究的基准模型。     

关于路基沉降修正系数的计算方法探讨

规范推荐的沉降计算方法通常都是在分层总和法的基础上乘以修正系数ms,并未给出该系数的理论计算方法,取值具有很大的随意性和经验性。该文在前人工作的基础上认为,该系数可表达为体变修正系数和侧移修正系数的乘积,提出了体变修正系数和侧移修正系数的计算方法。并通过对粤东地区3条高速公路若干断面的现场监测资料的分析计算,提出了该地区侧移修正系数的经验值。     

对沥青路面回弹弯沉温度修正方法的改进及探讨

文章对现行交通部规程、规范、标准中有关沥青路面回弹弯沉温度修正方法提出以下改进和探讨意见:(1)将测试规程中的温度修正查图法改为公式计算法,能一式求出沥青面层的平均温度。(2)对"沥青路面的弯沉以路表温度20℃时为准"这一条文提出疑问,指出实际上是以沥青面层平均温度20℃为准来修正弯沉的。(3)分析按设计规范上的经验公式实施温度修正时所存在的困难。(4)对采用测试规程和设计规范两种方法计算沥青路面回弹弯沉温度修正的结果进行对比,提出应加强对经验公式适用性的研究。(5)对制定温度修正精度要求和路表温度量测频率的必要性以及如何制定,作出分析研究。     

堆载预压多参数沉降修正系数及影响区域研究

在实际工程中,大多数工程技术人员采用规范推荐的分层总和法对堆载排水预压下的地基沉降进行计算,但是在地基的分层和修正系数Ms的取值上存在很大的随意性,造成计算与实测结果之间产生较大偏差.文中运用PLAXIS岩土有限元分析软件对堆载排水预压法处理软基的沉降修正系数进行分析,得到多个修正系数代替Ms用于成层地基的沉降计算结果修正.同时对堆载预压的影响区域进行了研究.     

基于响应面方法的桥梁静动力有限元模型修正

提出了一种基于响应面方法的桥梁静动力有限元模型修正技术,并成功地应用到了常德市白马湖公园虹桥的有限元模型修正当中.利用结构静载位移和振动频率等现场实测静动力响应,构造联合静动力的结构有限元模型修正的目标函数,在相关指标灵敏度分析的基础上筛选待修正参数,并利用响应面方法拟合桥梁静动力响应的代理模型.最后利用响应面替代模型(Meta-model)对该桥进行有限元模型修正,使得桥梁响应的实测值与计算值达到较好的吻合程度,经过修正后的有限元模型能够反映该斜拉桥的静动力特性,可以作为该桥的基准有限元模型.