基于響應(yīng)面法的橋梁結(jié)構(gòu)有限元模型靜動(dòng)力修正方法研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)有限元模型修正是利用頻率、位移、應(yīng)變等測試數(shù)據(jù)去修改初始有限元模型的剛度、質(zhì)量等參數(shù)，使修正后有限元模型的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)或者現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果盡量趨于一致。當(dāng)前普遍采用的基于靈敏度的有限元模型修正法存在幾種弊端，例如其局部靈敏度分析只反映了參數(shù)在某設(shè)計(jì)點(diǎn)處的靈敏度，以它為依據(jù)選擇參數(shù)不盡合理。同時(shí)其在迭代過程中需要求解多維非線性問題，計(jì)算效率和求解精度問題難以得到保證?？紤]到響應(yīng)面存在的諸多優(yōu)點(diǎn)，本文對響應(yīng)面法在結(jié)構(gòu)有限元模型靜動(dòng)力修

2、正技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，提出幾種基于響應(yīng)面法的結(jié)構(gòu)有限元模型修正技術(shù)。
　　 首先對有限元模型修正方法進(jìn)行簡要概述，并介紹目前在該領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。介紹響應(yīng)面法的基本理論。繼而采用動(dòng)力測試數(shù)據(jù)，選取六個(gè)對頻率響應(yīng)較大的參數(shù)，基于響應(yīng)面法的方法對一座五跨的剛構(gòu)-連續(xù)組合梁橋的初始有限元模型進(jìn)行了修正，在該修正中分別考慮了交叉項(xiàng)和不含交叉項(xiàng)的響應(yīng)面模型對于修正結(jié)果的影響。修正結(jié)果表明考慮交叉項(xiàng)與否對修正精度的影響不大，但是對修

3、正后參數(shù)的取值有一定的影響，故在基于響應(yīng)面模型修正技術(shù)的損傷識(shí)別中應(yīng)予以考慮。經(jīng)過修正的有限元模型能夠真實(shí)反映橋梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，可以作為以后損傷識(shí)別和狀態(tài)評(píng)估的基準(zhǔn)模型。
　　 提出一種聯(lián)合運(yùn)用靜動(dòng)力測試數(shù)據(jù)、基于響應(yīng)面的橋梁結(jié)構(gòu)有限元模型靜動(dòng)力修正方法，并利用一剛構(gòu)-連續(xù)組合梁橋——靖遠(yuǎn)黃河大橋的現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)對其有限元模型進(jìn)行了修正。其中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分別采用中心復(fù)合設(shè)計(jì)和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)，兩種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法得到的有限元模型修正結(jié)果對