《基於逆向子結構的有限元模型修正方法》是依託華中科技大學，由翁順擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於逆向子結構的有限元模型修正方法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：翁順
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
精確的有限元模型是結構健康評估的重要基礎。土木工程結構一般尺寸較大，有限元模型的單元和不確定參數較多。傳統的有限元模型修正方法通常基於整體結構模態參數，最佳化過程需要重複分析整體結構模型，效率低，最佳化結果欠佳。本項目提出一種新的基於逆向子結構的有限元模型修正方法。通過建立獨立子結構模態參數和整體結構模態參數之間的關係，將整體結構的試驗模態參數分解為獨立自由子結構的試驗模態參數。進而將獨立子結構從整體結構中分離出來，模型修正針對獨立子結構模型，最佳化目標基於獨立子結構的模態參數。基於逆向子結構的有限元模型修正方法將推廣套用於微巨觀多尺度模型修正和實時多階段子結構模型修正，為結構施工監測和運營監測提供高精度和高效的有限元模型。基於逆向子結構的有限元模型修正方法修正獨立子結構模型，避免對整體結構模型重複分析，為提高有限元模型修正方法的精度和效率提供了一個新的思路。
結題摘要
本項目提出了一種基於逆向子結構的有限元模型修正和損傷方法，編制了相應的計算程式，並將其套用於實驗室模型和實際工程結構的損傷識別。該方法首先建立獨立自由子結構和整體結構試驗模態參數之間的關係，將整體結構試驗模態分解為獨立子結構試驗模態，從而將獨立子結構從整體結構中分離出來。然後，研究了獨立自由子結構特性，針對自由剛體提出了廣義剛度和廣義柔度，用於對獨立子結構的動力分析。最後，基於子結構試驗模態修正獨立自由子結構有限元模型，比較模型修正前後子結構物理參數變化，用於對結構局部區域的損傷識別。基於逆向子結構的有限元模型修正方法修正獨立自由子結構模型，將對整體結構的有限元模型修正轉換為對獨立子結構的有限元模型修正。由於獨立子結構尺寸和待修正參數數量遠小於整體結構，該方法極大地提高了模型修正的精度和效率。該方法成功地套用於實驗室懸臂鋼樑的結構損傷識別和實驗室鋼框架結構的多階段模型修正，也套用於廣州電視塔的多尺度有限元模型修正驗證其效率。
