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| 1 | 结构动力学有限元模型修正的发展——模型确认显示文摘结构动力学有限元建模精度问题是力学分支中受到广泛关注的研究课题之一。以提高建模精度为目标的有限元模型修正技术的发展日臻完善,并已逐步在工业界得到应用。然而模型修正技术未能全面解决建模精度中存在的问题。近几年以美国三大国家实验室为代表的科技人员提出了模型确认技术,以希望全面解决结构动力学建模精度问题。本文以模型修正为基础,讨论模型确认的相关问题以及与模型修正的关系。 | 郭勤涛 张令弥 费庆国 | 2006 | 力学进展2006,36,1: | 70 |
| 2 | 混凝土斜拉桥动力有限元建模与模型修正显示文摘为建立准确可靠的混凝土斜拉桥动力基准有限元模型,对1座大比例(1∶15)Π形截面主梁混凝土斜拉桥试验模型进行了模态测试,分别采用单主梁模式、三主梁模式、梁壳模式和实体模式建立了斜拉桥的初始动力有限元模型;以实测数据为依据,采用基于灵敏度的模型修正技术分别对以上初始有限元模型进行了修正,将修正前后的动力特性计算值与实测数据进行对比,讨论了不同模式建模方法的计算精度和模型修正效果,以及有限元建模的误差来源和模型修正的相关问题。结果表明:初始有限元模型计算误差主要是由建模误差和参数误差引起的;梁单元模型在建模方面有局限性,应根据不同的结构特点和分析目标建立相应的有限元模型;模型修正应与试验相结合,对引起有限元模型计算误差的各种因素进行全面的考虑,正确处理,才能得到符合实际的基准有限元模型。 | 方志 张国刚 唐盛华 陈素君 | 2013 | 中国公路学报2013,26,3: | 33 |
| 3 | 联合模态柔度和静力位移的桥梁有限元模型修正方法显示文摘利用商用软件ANSYS提供的零阶和一阶优化算法,通过1个仿真简支梁有限元模型修正算例,比较了不同目标函数的有限元模型修正效果,提出了一种联合动力模态柔度和静力位移的有限元模型修正方法,并将这种方法运用于一座加固后的刚架拱桥的有限元模型修正,建立起了该桥加固后的基准有限元模型。结果表明:利用修正后的刚架拱桥有限元模型计算的静、动力特性与实测结果吻合良好,这种联合静、动力的有限元模型修正方法具有比较好的模型修正效果,修正后的桥梁有限元模型可以服务于桥梁健康监测和安全评估。 | 宗周红 夏樟华 | 2008 | 中国公路学报2008,21,6: | 30 |
| 4 | 基于不同残差的动态有限元模型修正的比较研究显示文摘基于模态试验结果的设计参数型动态有限元模型修正方法,较多地采用模态频率、反共振频率、模态振型以及振型相关系数等参数。分析了以上四种参数用于模型修正的优缺点,采用欧洲航空科技组织的基准模型- GARTEUR飞机模型,通过数值仿真对利用模态频率、模态频率加反共振频率、模态频率加振型以及模态频率加振型相关系数等不同残差的修正进行了比较研究。结果表明,模态频率与反共振频率是优选的两种参数。 | 费庆国 张令弥 李爱群 王彤 | 2005 | 振动与冲击2005,24,4: | 23 |
| 5 | 大跨桥梁结构损伤诊断与安全评估的多尺度有限元模拟研究显示文摘探讨了以结构损伤诊断与安全评估为目标的大跨桥梁结构多尺度有限元模拟的策略与方案。在有限元模型误差来源分析的基础上,提出了大跨桥梁结构模型误差的分层次修正方法。通过对润扬长江大桥斜拉桥的有限元建模和模型修正过程,提出了大跨斜拉桥结构以损伤诊断与安全评估为目标的多尺度有限元模拟方法。研究表明,大跨桥梁结构的多尺度有限元模拟必须建立在模型误差分析的基础上,并采用模型误差的分层次修正方法才能较好的满足多尺度有限元模拟的技术要求。 | 丁幼亮 李爱群 缪长青 李兆霞 韩晓林 | 2006 | 地震工程与工程振动2006,26,2: | 22 |
| 6 | 考虑局部细节特性的结构多尺度模拟方法研究显示文摘本文的目的是研究如何考虑局部细节特性如焊连接部位的应力集中影响来进行结构动力特性和静力响应模拟和分析。为此,采用子结构和约束方程的方法分别建立含局部焊接细节的桥梁结构钢箱梁纵向加劲桁架的不同尺度的有限元模型,并用此有限元模型进行该结构动力特性和静力响应分析,然后与传统有限元模型的分析结果及加劲桁架缩尺实验模型的实测结果进行对比。研究结果表明,采用子结构方法能有效地利用大型商用软件建立该类结构的有限元模型并进行非线性分析,对于大型复杂结构如一个主跨达到千米以上的大跨桥梁结构,如果采用本文提出的建模方法,在桥梁结构的局部焊接细节部分的模拟达到有限元单元特征尺寸为毫米级,则建立的有限元模型实际上已经是一个结构多尺度有限元模型。这样的模型就可用于不同尺度下的结构整体特性分析和局部热点应力分析。 | 孙正华 李兆霞 陈鸿天 殷爱国 | 2007 | 特种结构2007,24,1: | 22 |
| 7 | 基于多状态下静动态测试数据的斜拉桥模型修正显示文摘基于参数灵敏度分析和ANSYS优化技术,对静动力试验获得的混凝土斜拉桥的静力位移和模态测试结果进行了修正。修正过程中合理地模拟了边界条件,并对振型进行了分类,模态匹配时只在同类振型中进行。目标函数由静力位移、频率和模态置信标准(MAC)值与相应实测值百分比偏差的平方和进行计算。在桥面施加一层均布荷载后,结构的模态发生了较大变化,用该状态下的模态和静位移测试结果对修正后的有限元模型进行了检验。结果表明:模型修正后不仅参与优化的静力位移和模态计算结果与实测值更加吻合,而且高阶频率也与实测值更加接近,说明修正后的有限元模型能够较准确地模拟实际结构,可作为基准有限元模型。 | 方志 唐盛华 张国刚 陈素君 董优 | 2011 | 中国公路学报2011,24,1: | 23 |
| 8 | 青洲斜拉桥的基准动力有限元模型显示文摘讨论了斜拉桥有限元动力分析模型,给出了基于环境振动试验结果建立大跨度斜拉桥基准有限元模型的步骤;讨论了桥面初始平衡构型、几何非线性、桥面板、混凝土桥面板与钢梁的剪力连接和端部纵向约束对模型的影响。经通车前现场环境振动试验结果验证的青洲闽江斜拉桥三维有限元模型,反映了桥梁在运营前的真实动力行为,可作为该桥各种复杂响应分析和长期健康监测、使用状态评估的基准。 | 任伟新 彭雪林 | 2007 | 计算力学学报2007,24,5: | 18 |
| 9 | 基于优化设计理论的桥梁有限元模型修正显示文摘为改善桥梁有限元建模的精度,降低理论模型计算结果与实验结果之间的误差,采用模型修正技术对建立的初始有限元模型进行修正.利用桥梁模态参数识别结果,以频率残差和实测自由度上振型分量残差加权和最小为优化计算目标,无须振型扩阶,避免了由此引入误差的影响.依据工程经验对修正参数和频率变动施以约束条件,将有限元模型修正问题归结到约束优化问题.问题的求解采用基于梯度下降的优化迭代算法.仿真结果表明,经过修正后的有限元计算模型计算结果与实验结果非常接近.可以应用于动力实验模型修正. | 张连振 黄侨 | 2008 | 哈尔滨工业大学学报2008,40,2: | 18 |
| 10 | 桥梁损伤识别的实用模型修正方法研究显示文摘对面向损伤识别的桥梁结构模型修正实用方法进行了研究。提出了基于振动特性测量的三步模型修正策略和综合利用通用有限元程序ANSYS的优化功能进行模型修正的方法。为了缩减待修正的参数,根据计算目标函数对每个单元参数的敏感性,进行子结构划分,通过对子结构参数的修正进行结构损伤的大致定位,然后对确定为损伤的子结构的每个单元进行参数修正,进行结构的损伤定量识别和状态评估。修正算法的优化方法采用ANSYS一阶优化方法和随机搜索方法,敏感性分析和模型修正完全基于ANSYS软件进行,较适合于实际工程的应用。为了说明方法的可行性,以某一实际三跨预应力钢筋混凝土连续箱梁桥为仿真算例,以结构模型的单元刚度衰减来模拟损伤,进行损伤识别,达到了较好的效果。 | 朱劲松 肖汝诚 | 2006 | 工业建筑2006,36,z1: | 15 |
| 11 | 结构有限元模型修正综述显示文摘结构有限元分析模型计算的结构响应与实测响应之间不可避免地存在一定偏差。利用结构现场实测的响应信息修正其结构有限元分析模型,使得修正后结构有限元模型计算的响应值与试验值趋于一致,此过程即为结构有限元模型修正。本文对结构动力模型修正和静力模型修正的一般理论及其进展进行了综述,讨论了有限元模型修正中的若干重要技术问题。 | 吴晓菊 | 2009 | 特种结构2009,26,1: | 15 |
| 12 | 润扬斜拉桥有限元模拟及模态分析显示文摘本文主要研究润扬长江大桥北汊斜拉桥以结构健康监测和状态评估为目标的空间有限元模型建立过程中的一些基础性问题。在建模过程中,尽可能多地考虑了一些影响全桥有限元模型精度的因素:如斜拉索的几何非线性(重力垂度和初始应力),将构造正交各向异性钢箱梁桥面板用复合材料力学的方法等效为物理正交各向异性板等。然后应用所建立的有限元模型进行模态分析,最后将有限元模态计算结果与环境振动试验结果进行比较,验证了润扬斜拉桥有限元模型的有效性。由此建立的有限元模型可以为该桥的结构健康监测和状态评估提供分析的基础。 | 孙正华 李兆霞 | 2006 | 地震工程与工程振动2006,26,2: | 13 |
| 13 | 随机振动环境下结构的寿命预估显示文摘结构的寿命预估是现代结构设计应该考虑的一项内容。本文利用ANSYS有限元分析软件对设计结构在随机振动环境下的响应进行了计算,得到结构1σ、2σ、3σVon Mises最大应力,利用材料的S-N曲线,并根据Steinberg提出结构在随机载荷作用下的响应是基于高斯分布和Miner提出的线性疲劳累积损伤理论对设计的结构在给定随机振动环境下的寿命进行预估。有限元计算分析过程中,为得到较精确的计算结果,先利用模态试验结果对结构进行动力学修正。 | 陈学前 李超 | 2007 | 现代机械2007,,1: | 13 |
| 14 | 复模态正交性理论的异常现象及对策分析显示文摘利用复模态正交性理论的数值实验发现并提出了标号现象.首先根据复模态理论在两种状态空间格式下,对不同振动系统的状态向量解耦功能进行分析,其次提出了对称及非对称重频系统的状态向量正交性的相关结论并进行了数值验证;继而发现并提出了标号现象,并指出了克服标号现象的方法;最后以工程应用中的一个常见的灵敏度分析问题为例,用数值算例的结果说明了忽略标号现象可能存在的风险. | 张淼 于澜 鞠伟 | 2014 | 应用数学和力学2014,35,10: | 13 |
| 15 | 模态参数的灵敏度分析在结构工程领域中的应用显示文摘以模态参数灵敏度在结构优化、模型修正和损伤识别等领域中的应用为基础,介绍了它们的常用算法,并建立联结这3个应用领域的统一而简便的数学模型,揭示了数学模型间的内在联系,分析了模态参数灵敏度分析在上述领域应用时所处的技术位置及目前所能达到的应用水平。 | 于澜 张任 乐明锋 郭大林 | 2012 | 长春工程学院学报(自然科学版)2012,13,3: | 12 |
| 16 | 大跨斜拉桥基于结构模拟的环境振动测点优化布置显示文摘首先运用大型有限元软件ANSYS建立了润扬斜拉桥面向SHM的结构有限元模型,并进行模态分析.然后以模态置信准则(MAC)矩阵的非对角元为目标函数,增加或减少测点自由度使目标函数最小化,从而确定斜拉桥振动测点的最优布点位置.最后,运用现场环境振动测试的数据对根据FEM计算得出的布点方案进行验证.结果表明:由环境振动实测数据得出的测点布置和有限元计算得出的测点布置结果是一致的,说明由有限元分析得出的测点布置是有效的. | 孙正华 李兆霞 陈鸿天 韩晓林 | 2007 | 应用科学学报2007,25,4: | 11 |
| 17 | 基于频响函数截断奇异值响应面的有限元模型修正显示文摘考虑由于模型参数误差造成的有限元模型偏差的问题,提出一种基于频响函数截断奇异值响应面的模型修正方法。利用傅里叶反变换将结构频响函数变换为时域内的脉冲响应函数,通过延迟坐标法重构脉冲响应函数的相空间矩阵,进而对相空间矩阵进行截断奇异值分解,提取有限个较大的奇异值作为频响函数的特征量。以待修正模型参数为样本集输入,截断的奇异值为样本集输出,建立支持向量机响应面模型并进行训练,以逼近模型待修正参数与频响函数的特征量之间的非线性映射关系。以目标频响函数的特征量与支持向量机响应面模型输出的特征量之间的差值最小化为目标,利用遗传算法通过优化求解参数修正量。仿真计算表明:支持向量机的保留奇异值响应面能准确预报训练集以外样本的保留奇异值,具有较强的泛化能力;结合遗传优化算法能获得准确的参数修正量,算法对噪声有较强的鲁棒性。 | 张勇 侯之超 赵永玲 | 2017 | 振动工程学报2017,30,3: | 10 |
| 18 | 拉索对斜拉桥竖向频率的影响研究显示文摘基于漂浮式独塔斜拉桥三梁离散弹簧动力学模型,对拉索对斜拉桥竖向振动频率的影响进行了研究。该模型将斜拉索简化为无质量弹簧,将桥塔视为考虑轴力影响的欧拉柏努利梁;同时,将桥面与桥梁交接处截开为两根欧拉柏努利梁。然后基于传递矩阵法基本理论,以长沙某独塔斜拉桥为研究对象,计算了斜拉桥的自振频率和模态,从而基于频率对斜拉桥的竖弯刚度进行评估。最后对普通钢索被替换为CFRP斜拉索后对桥梁整体竖弯刚度的影响进行了研究分析。结果表明,利用所提出的模型可以很好地评估斜拉桥的整体竖弯刚度,并且将钢质拉索更换为CFRP斜拉索能不同程度地提高斜拉桥的整体刚度。 | 龚平 苏潇阳 蔡向阳 刘海波 胡建华 康厚军 | 2018 | 振动工程学报2018,31,6: | 9 |
| 19 | 改进的基于附加已知质量的模型修正方法显示文摘基于附加已知质量块的有限元模型修正方法是一种新的富有实用前景的模型修正算法 ,但是当测试模态数目太少时 ,这一方法的修正精度不能满足工程要求。然而在工程实际中 ,受技术条件的制约 ,测试模态数目有限是不可避免的。为了提高测试模态数目不足情况下算法的修正精度 ,提出了一些改进措施。对于满秩情况 ,应用所提出的迭代算法 ,可以有效地逐次提高修正精度 ,但是缺点在于试验成本高。基于工程实际中有限元模型误差分布局部性的特点 ,提出利用误差局部性进行修正方程的约简。结果表明 ,改进后的方法对于实现模型局部误差修正 ,具有良好的精度 ,并且可操作性好。此外还分析了修正方程非满秩产生的原因 ,提出应用缩聚的方法来保证修正方程的满秩。最后以一个长直机翼结构为例 ,进行了算法验证 ,结果表明局部修正算法精度高 ,满足应用需求。 | 李斌 杨智春 孙浩 | 2004 | 振动工程学报2004,17,3: | 9 |
| 20 | 结构动力模型修正方法研究与进展显示文摘在结构动力分析中,通过初始模型得到的计算值与通过试验获得的测量值间往往存在偏差,为了能够精确预测结构的动力响应,依据结构的实测信息修正初始有限元模型是非常有必要的。对模型修正常用的矩阵型、参数型、基于神经网络算法和基于优化设计的模型修正方法做了较为详细的综述,介绍了这些方法的原理、实现和应用,并指出了它们存在的不足之处,最后展望了动力模型修正领域的研究发展方向。 | 王博 吕正勋 何伟 | 2009 | 水利与建筑工程学报2009,7,1: | 9 |