结构半刚性节点的有限元模型修正

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liangzi_li
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结构健康监测是已经成为土木工程学科发展的一个重要领域.而健康监测中的一个重要组成部分就是对结构进行模型修正.有限元建模为结构分析提供完整的理论模态参数集,但这些参数常常与从结构模态试验得到的参数不一致.因此,必须对结构理论模型进行调整或修正,使得修正后结构分析的模态参数与试验值相一致.这一过程称为有限元模型修正.有限元模型修正技术就是要充分利用结构实验和有限元分析两者的优点,用少量的结构实验所获得的数据对有限元模型进行修正,获得比较准确的有限元模型.这样,就有可能省掉一些大型结构试验,从而节省研制的费用和缩短研制的周期.民用工程结构中,最常用的连接方式就是节点连接.节点连接的刚性对结构的静力和动力特性都有重要影响.通常在建立有限元模型时只考虑节点为刚接和铰接两种形式,而实际的节点连接既非全刚性也非理想铰接,而是具有半刚性的连接,这样就造成有限元模型与真实结构在动力特性上的误差.本文研究具有半刚性节点结构的有限元模型修正问题.在有限元建模的过程中考虑节点的半刚性,建立了混合单元的有限元模型,混合单元由一个梁单元和端部两个半刚性节点所组成.修正过程中采用改进的逆特征灵敏度方法和遗传算法相结合的方法,针对结构在半刚性方面的误差,分别对平面和空间的刚架进行了模型修正.这两种方法相结合,不仅增加了修正的精确性,而且有效地解决了模型修正问题中的全局最优化问题,为模型修正在复杂结构中的应用提供了一种可行的途径.研究结果表明对节点的半刚性参数进行修正,能在很大程度上缩减有限元模型与真实结构的误差.
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