基于響應(yīng)面技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)有限元模型修正方法研究.pdf

1、隨著有限元建模方法在橋梁工程領(lǐng)域的應(yīng)用，一個(gè)精準(zhǔn)的有限元模型對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、承載力分析評(píng)估以及結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別等有著關(guān)鍵性的作用。通常依照橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖紙和規(guī)范建立的有限元模型不可避免的會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的材料屬性、邊界條件等進(jìn)行簡(jiǎn)化和假設(shè)，這樣導(dǎo)致所建立的有限元模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)存在一定的差異，難以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性與真實(shí)性。有限元模型修正就是通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正，使得修正后的有限元模型能夠真實(shí)的反映橋梁的實(shí)際狀態(tài)。綜合各類(lèi)有限元模

2、型修正方法的優(yōu)缺點(diǎn)，本文采用基于響應(yīng)面技術(shù)的有限元模型修正方法，該方法不僅迭代計(jì)算量小、模型修正的效率高，而且修正后的有限元模型能夠作為結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估、損傷識(shí)別等的基準(zhǔn)模型。
　　本文在搜集有關(guān)有限元模型修正理論及響應(yīng)面技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)有限元模型修正理論進(jìn)行簡(jiǎn)明的闡述，著重介紹了在有限元模型修正過(guò)程中遇到的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：相關(guān)性分析、修正參數(shù)的選取、目標(biāo)函數(shù)的建立與優(yōu)化分析。繼而對(duì)響應(yīng)面技術(shù)在有限元模型修正中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，重點(diǎn)對(duì)基

3、于響應(yīng)面技術(shù)的有限元模型修正方法的每個(gè)步驟做了詳細(xì)的介紹。然后對(duì)一根數(shù)值簡(jiǎn)支梁模型進(jìn)行了模型修正與損傷識(shí)別的應(yīng)用，證實(shí)了該方法的正確性與可靠性。
　　最后，以黃弓大橋?yàn)楣こ瘫尘?，運(yùn)用ANSYS建立黃弓大橋的初始有限元模型，以黃弓大橋靜、動(dòng)載試驗(yàn)的實(shí)測(cè)頻率和撓度作為目標(biāo)響應(yīng)，采用基于響應(yīng)面技術(shù)的有限元模型修正方法對(duì)其進(jìn)行了修正，修正的誤差在2％以?xún)?nèi)，并利用黃弓大橋靜載試驗(yàn)的其他工況和動(dòng)載試驗(yàn)所測(cè)試的第三階頻率作為靜動(dòng)力響應(yīng)的驗(yàn)證，驗(yàn)