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文檔簡介
1、橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測、損傷預(yù)后以及安全預(yù)后是當(dāng)前橋梁工程界的研究熱點(diǎn),建立一個(gè)準(zhǔn)確的、能同時(shí)兼顧結(jié)構(gòu)整體特性和局部細(xì)節(jié)特性的有限元模型是實(shí)現(xiàn)橋梁健康監(jiān)測目標(biāo)的有效手段之一。同時(shí),為使建立的有限元模型能較好地反應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況,應(yīng)采用有效的模型修正技術(shù)來提高模擬精度,并考慮參數(shù)的不確定性對(duì)修正后的模型進(jìn)行確認(rèn)。
本文以江蘇沿海高速(G15)灌河大橋(結(jié)合梁斜拉橋)為工程背景,建立灌河大橋多尺度模型,并對(duì)該多尺度模型進(jìn)行模型修正
2、和確認(rèn),主要工作如下:
1.對(duì)比分析材料多尺度模擬和結(jié)構(gòu)多尺度模擬的基本理論和方法,為實(shí)際結(jié)構(gòu)多尺度模擬提供參考。
2.采用結(jié)構(gòu)多尺度模擬方法實(shí)現(xiàn)不同類型單元跨尺度的連接,從而建立灌河大橋初始多尺度有限元模型。
3.通過分析灌河大橋多尺度模型的特點(diǎn)及誤差來源,基于多項(xiàng)式響應(yīng)面方法和支持向量回歸機(jī)方法建立兩階段模型修正的基本框架,開展灌河大橋多尺度模型修正。
4.結(jié)合灌河大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)測數(shù)據(jù),從
3、計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果相關(guān)性分析、不確定性正反向傳遞分析、模型有效性評(píng)估三方面進(jìn)行了灌河大橋多尺度模型確認(rèn)。
主要結(jié)論如下:
1.本文借鑒材料多尺度模擬的思想,基于Arlequin結(jié)構(gòu)多尺度模擬方法建立了面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的灌河大橋多尺度有限元模型。
2.提出了兩階段結(jié)構(gòu)多尺度模型修正方法,其中第一階段針對(duì)大尺度模型采用三階多項(xiàng)式響應(yīng)面方法進(jìn)行修正;第二階段針對(duì)實(shí)測數(shù)據(jù)分別采用三階多項(xiàng)式響應(yīng)面方法與支持向量回歸機(jī)
4、方法進(jìn)行修正,兩種方法分別建立了正反向代理模型。兩階段修正后的灌河大橋多尺度模型的計(jì)算頻率與實(shí)測頻率之間的最大誤差由21%降低為3%。
3.建立了多尺度模型確認(rèn)的基本框架,研究了參數(shù)不確定性的正反向傳遞規(guī)律。若不考慮均值誤差,正向傳遞時(shí)各階頻率的重合度指標(biāo)均大于75%,反向傳遞時(shí)各結(jié)構(gòu)參數(shù)的重合度指標(biāo)均大于65%。模型有效性評(píng)估結(jié)果表明修正后的灌河大橋多尺度模型在整個(gè)參數(shù)空間均具有較高精度,因此確認(rèn)后的灌河大橋多尺度模型可用于
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