独塔斜拉桥结构模型修正方法的研究

发布时间：2020-05-08 22:45

【摘要】：随着近些年来计算机计算模拟和电脑智能化技术在桥梁工程领域中应用的日渐深入,结构有限元模型修正技术也进入了新的发展时期。结构有限元模型通常是根据施工设计图建立的,但在建立模型时,我们常会简化或假定许多不确定因素或参数,这往往使得有限元模型的理论分析结果与实际结构反应存在一定的偏差。有限元模型修正技术就是通过对结构的初始设计参数进行修正,使得修正后的有限元模型可以更为准确地反映桥梁结构的实际状态。本文采用迭代计算量小、模型修正精度较高的基于响应面理论的有限元模型修正方法,对金寨县长征大桥进行了结构模型修正,期望为该独塔斜拉桥今后的管理、运营、技术状况评定等提供决策和理论依据。首先在总结研究现状的基础上,详细地总结分析了有限元模型修正技术的基本理论。介绍了有关力学反问题的相关概念,对有限元模型修正的基本过程进行了分析,得出该过程本质上是一个优化求解的问题,即通过反复的调整结构参数,以在规定的约束条件下,使其目标函数取得极小值。同时,对有限元模型修正过程中的几个关键性问题(相关性分析、修正参数的选取、目标函数的建立与优化分析)进行了详细的分析与讨论。其次,从响应面法的基本概念出发,介绍了响应面函数形式的选取以及几种常见的试验设计方法,并分析得出各种试验设计方法的优缺点。简述了结构待修正参数的选取及其优化求解的方法。并以一数值简支梁为例,利用基于响应面理论的有限元模型修正方法成功地对其进行了模型修正,验证了该方法的可行性。最后以金寨县长征大桥为例,在荷载试验分析的基础上,建立了该独塔斜拉桥的初始有限元模型,计算得到相关理论数据。通过正交试验设计构建能够代替初始有限元模型的响应面模型,同时建立目标函数,进一步采用优化算法对响应面模型进行了修正,从而获得了更为准确的结构参数和有限元模型。
【图文】：

有限元模型的修正方法

有限元模型修正的基本过程
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U441

【参考文献】

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本文编号：2655159