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基于环境振动测试的润扬斜拉桥索塔的有限元模拟
  • ISSN号:1002-0268
  • 期刊名称:《公路交通科技》
  • 时间:0
  • 分类:O326[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]东南大学土木工程学院,南京210096
  • 相关基金:The National Natural Science Foundation of China (No. 50378017), Jiangsu Planned Projects for Postdoctoral Research Fund ( No. 0501006A).
中文摘要:

为了解决现有动态有限元模型修正方法计算效率不高或者可能获得局部最优解的问题,提出了一种利用等效模型和遗传算法的动态有限元模型修正新方法.首先,在设计参数的取值范围内,根据预设的多项式模型的阶次以及自变量的个数,利用试验设计方法获得拟合响应面模型所需要的最优样本点;通过有限元分析获得样本数据,并利用回归分析获得响应面模型,从而以响应面模型逼近结构特征与设计参数之间的函数关系.然后,在遗传算法的适应度评估环节,利用响应面模型替代有限元模型计算对应于一组设计参数的结构特征,并计算遗传个体的适应度,最终通过进化获得最优解,即为修正后的设计参数.以汽车车架模型为例,对其进行有限元分析与模态试验,并利用所提出的方法进行模型修正、修正后,模态频率误差的均方值小于2%.用修改后结构的动态特性的测试结果,对修正后有限元模型的预测能力进行检验,模态频率预测误差的均方值小于2%.

英文摘要:

Current dynamic finite element model updating methods are not efficient or restricted to the problem of local optima. To circumvent these, a novel updating method which integrates the meta-model and the genetic algorithm is proposed. Experimental design technique is used to determine the best sampling points for the estimation of polynomial coefficients given the order and the number of independent variables. Finite element analyses are performed to generate the sampling data. Regression analysis is then used to estimate the response surface model to approximate the functional relationship between response features and design parameters on the entire design space. In the fitness evaluation of the genetic algorithm, the response surface model is used to substitute the finite element model to output features with given design parameters for the computation of fitness for the individual. Finally, the global optima that corresponds to the updated design parameter is acquired after several generations of evolution. In the application example, finite element analysis and modal testing are performed on a real chassis model. The finite element model is updated using the proposed method. After updating, root-mean-square error of modal frequencies is smaller than 2%. Furthermore, prediction ability of the updated model is validated using the testing results of the modified structure. The root-mean-square error of the prediction errors is smaller than 2%.

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期刊信息
  • 《公路交通科技:应用技术版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国交通运输部
  • 主办单位:交通部公路科学研究院
  • 主编:陈国靖
  • 地址:北京市海淀区西土城路8号
  • 邮编:100088
  • 邮箱:tec@rioh.cn
  • 电话:010-62079557
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0268
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2279/U
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9097