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基于环境振动的既有桥梁有限元模型修正方法研究
  • 项目名称:基于环境振动的既有桥梁有限元模型修正方法研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:50378021
  • 申请代码:E0805
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2004-01-01-2006-12-31
  • 项目负责人:任伟新
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:福州大学
  • 批准年度:2003
中文摘要:

研究自然环境激励下既有桥梁结构模态参数识别理论、方法、实验和计算机实现;研究环境激励非平稳随机信号的分解处理新方法、实测噪音的影响。建立适合桥梁结构特点的优化目标函数;研究基于环境振动的大型桥梁结构有限元模型修正子结构理论和方法;提出既有桥梁有限元模型修正的实用算法。进行实验室模型试验和实桥试验,验证所提出有限元模型修正方法。修正后的有限元模型可用于既有桥梁实际承载力的评估,进而为采取维修、加固措施,避免灾难性事故的发生提供依据,项目研究具有重要的理论意义和工程实用价值。

结论摘要:

项目主要研究在自然或环境引起的振动条件下,工程结构(桥梁)模态参数识别的理论、方法和计算机实现,重点在用识别的动力学特性对大型桥梁有限元模型进行修正和既有桥梁承载力的评定。提出了两个新的有限元模型修正优化目标函数模态柔度残差和模态应变能残差,推导出了模态柔度和模态应变能的敏感度(梯度)矩阵的解析表达式;建立了基于单目标优化(Single Objective Optimization)的桥梁有限元模型修正方法;建立了基于多目标优化(Multi Objective Optimization)的桥梁有限元模型修正方法。实现了实际桥梁基于环境振动试验的有限元模型修正,为大型桥梁工程结构有限元模型修正的实用算法提供了很好的借鉴作用;完成了福州青州闽江大跨度斜拉桥(主跨605米)环境振动模态参数识别和基准有限元模型;提出环境激励非平稳随机信号分解处理方法和相应的算法,建立了基于EMD分解的随机子空间方法;05年主持召开了一个国际会议,项目培养博士后1人,毕业博士生3人、硕士生3人。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 15
  • 1
  • 0
  • 0
  • 1
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