基于時域響應結構有限元模型修正方法研究.pdf

1、有限元模型修正是結構健康監(jiān)測的重要內容之一，精確的有限元模型對結構動力特性預測及設計具有重要意義。由于結構的復雜性及分析過程中存在眾多不確定因素，如建模簡化、材料參數誤差、邊界條件等，都會使得有限元模型動力特性與實際結構動力特性之間存在出入，計算值和試驗測量值不能很好的一致，這給結構狀態(tài)評估和壽命預測都增加了難度。本文提出了基于時域響應的結構有限元模型修正方法，通過比較試驗模型和有限元模型的時域響應，建立殘差項和結構參數間函數關系式，得

2、到時域響應面模型，在響應面模型基礎上，通過優(yōu)化計算對結構有限元模型參數進行修正。研究的內容主要包括以下幾方面：
　　（1）對基于時域響應有限元模型修正方法的原理、研究現(xiàn)狀和基本步驟做了介紹，然后引入一簡支梁模型作為數值模擬算例，利用簡支梁局部彈性模量降低來模擬損傷，采用基于時域響應有限元模型修正方法對其有限元模型進行修正，修正后的有限元模型時域響應與試驗模型的時域響應很好的吻合，驗證了該方法的有效性。
　?。?）對一簡支梁進

3、行錘擊試驗，并且利用試驗測試數據對該簡支梁有限元進行修正，修正后的有限元模型加速度響應和試驗模型測得的加速度響應一致，表明修正后的有限元模型可以作為基準有限元模型來較準確地分析真實結構的力學性能。
　　（3）對五層框架結構有限元模型在試驗模型分析數據中加入白噪聲和不加白噪聲兩種不同工況下進行修正，結果表明兩種工況下修正后的有限元模型都能計算出試驗模型的時域響應，且在試驗模型數據中不加入白噪聲的優(yōu)化結果要好于加入白噪聲的優(yōu)化結果。說