基于Kriging模型的太平湖大橋有限元模型修正.pdf

1、為了實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)、損傷識(shí)別及狀態(tài)評(píng)估以保證其設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的安全運(yùn)營(yíng)，首先要建立一個(gè)滿足工程精度要求、反映結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的基準(zhǔn)有限元模型。由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、建模中的簡(jiǎn)化與假設(shè)以及在分析過程中存在眾多的不確定因素，建模之后的有限元模型需要進(jìn)一步的修正以使得理論預(yù)測(cè)與實(shí)測(cè)結(jié)果誤差在容許范圍內(nèi)，從而更好地起到預(yù)測(cè)評(píng)估的作用。有限元模型修正過程不僅需要滿足理論結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果的對(duì)應(yīng)關(guān)系，且修正后的參數(shù)還需保證具有明確的物理意義。本文以一座獨(dú)塔

2、單索面混凝土斜拉橋?yàn)楣こ瘫尘?，基于Kriging模型建立了橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的隱式函數(shù)關(guān)系，優(yōu)化迭代過程在Kriging模型中完成，無(wú)需代入有限元模型進(jìn)行計(jì)算，過程簡(jiǎn)潔明確，基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)修正了根據(jù)圖紙建立的初始有限元模型。
　　論文的主要研究工作與結(jié)論如下:
　　1.首先介紹了Kriging模型以及相應(yīng)參數(shù)的確定方法，給出應(yīng)用Kriging模型進(jìn)行有限元模型修正的具體流程。通過一個(gè)數(shù)值算例比較了Kriging模型與多

3、項(xiàng)式函數(shù)響應(yīng)面在樣本點(diǎn)較少的情況下的修正結(jié)果。結(jié)果表明:當(dāng)樣本點(diǎn)較少的情況下，Kriging模型擬合的響應(yīng)面精度更高，可較好地完成模型修正。
　　2.基于太平湖大橋的設(shè)計(jì)圖紙建立了該橋的初始有限元模型。提取太平湖健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)振動(dòng)加速度數(shù)據(jù)并進(jìn)行了模態(tài)參數(shù)識(shí)別。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，初始有限元模型的一階固有頻率誤差值超過了18％，故有必要對(duì)初始有限元模型進(jìn)行修正。通過靈敏度分析選取待修正結(jié)構(gòu)參數(shù)，采用均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，建立Kriging