基于響應面法的橋梁結構有限元模型靜動力修正方法研究.pdf

1、橋梁結構有限元模型修正是利用頻率、位移、應變等測試數(shù)據(jù)去修改初始有限元模型的剛度、質量等參數(shù)，使修正后有限元模型的計算結果與試驗或者現(xiàn)場實測結果盡量趨于一致。當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)在某設計點處的靈敏度，以它為依據(jù)選擇參數(shù)不盡合理。同時其在迭代過程中需要求解多維非線性問題，計算效率和求解精度問題難以得到保證?？紤]到響應面存在的諸多優(yōu)點，本文對響應面法在結構有限元模型靜動力修

2、正技術中的應用進行了研究，提出幾種基于響應面法的結構有限元模型修正技術。
　　 首先對有限元模型修正方法進行簡要概述，并介紹目前在該領域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。介紹響應面法的基本理論。繼而采用動力測試數(shù)據(jù)，選取六個對頻率響應較大的參數(shù)，基于響應面法的方法對一座五跨的剛構-連續(xù)組合梁橋的初始有限元模型進行了修正，在該修正中分別考慮了交叉項和不含交叉項的響應面模型對于修正結果的影響。修正結果表明考慮交叉項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，故在基于響應面模型修正技術的損傷識別中應予以考慮。經(jīng)過修正的有限元模型能夠真實反映橋梁結構的力學性能，可以作為以后損傷識別和狀態(tài)評估的基準模型。
　　 提出一種聯(lián)合運用靜動力測試數(shù)據(jù)、基于響應面的橋梁結構有限元模型靜動力修正方法，并利用一剛構-連續(xù)組合梁橋——靖遠黃河大橋的現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)對其有限元模型進行了修正。其中，實驗設計分別采用中心復合設計和D-最優(yōu)設計，兩種實驗設計方法得到的有限元模型修正結果對