基于蜂群算法的斜拉桥不确定模型修正

发布时间：2021-03-08 12:13

　　有限元模型的修正是桥梁结构健康监测系统重要环节。实际结构工程分析存在各种不确定性,不确定性模型修正可以得出更合理的结果。在模型修正过程中,通过优化算法获得参数修正结果是关键步骤之一。研究基于改进蜂群算法的不确定性模型修正。主要内容如下:（1）介绍了有限元模型修正理论和方法的发展历程,重点介绍几类不确定性模型修正的理论依据和研究现状,讨论了各方法的优缺点及适用条件。引出不确定模型修正方法的一系列流程。（2）针对有限元模型修正中复杂的多重约束优化问题而引入人工蜂群算法。分析了蜂群算法的基本原理,深度探讨了蜂群算法的寻优过程。利用经典测试函数对算法进行测试,证明算法计算高效、不易陷入局部最优值。分析了非概率的区间数学理论,并利用蜂群算法在区间范围内寻找最优解。（3）将该算法用于斜拉桥有限元模型修正。依据一座模型斜拉桥的实际情况,利用Midas Civil软件建立桥梁的有限元模型。通过均匀设计试验建立有限元模型的高斯基函数神经网络的替代模型,根据模型桥的实测数据,对有限元模型的参数进行了区间值修正并对修正结果进行了检验,获得了满意的效果。验证了人工蜂群算法在模型修正过程中求解的优越性。 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

现场测试索力

图 4-11 现场索力传感器布置示意图境激励与冲击荷载两种形式的激励方式。使用前开始数据采集，敲击完成后观察测试设备读时长约 50 秒。模型l 有限元软件对模型桥进行建模。斜拉桥有限元依据模型桥的结构图纸及实际情况，本斜拉桥边主梁、横隔板、钢结构的主塔和混凝土结构元模拟；斜拉索采用桁架单元模拟。Midas 模

(a) 标准主梁横断面 (b)加宽部分主梁横断面图 4-12 有限元模型主梁横断面(2) 边界条件。桥塔底部和桥墩底部采用固结。桥梁合拢之前，桥塔与主梁处于临时固结状态，模型中采用刚性连接来模拟桥塔下横梁与主梁在 6 个方向的约束。桥梁合拢之后，主梁和桥塔解除固结，仅在竖向和横桥向采用弹性连接来约束。该斜拉桥有限元模型共计 1888 个节点，2180 个单元；其中梁单元有 852 个，板单元有 1208 个，桁架单元有 120 个。成桥状态的有限元模型如图 4-13 所示。


本文编号：3071029