由于幾何尺寸、材料特性和邊界條件的不確定性以及建模過程中簡(jiǎn)化處理導(dǎo)致的誤差影響,有限元模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)之間會(huì)不可避免地存在一定的偏差。因此,為使理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果能較好吻合,有必要對(duì)結(jié)構(gòu)初始有限元模型進(jìn)行修正。論文以蕪湖袁澤橋?yàn)楣こ瘫尘?基于橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù),分別采用頻域峰值法及時(shí)域隨機(jī)子空間方法對(duì)該橋的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行了識(shí)別;依據(jù)設(shè)計(jì)資料建立了橋梁的初始有限元模型并通過靈敏度分析得到待修正參數(shù);最后利用不完全二次多項(xiàng)式響應(yīng)面模型作為初始有限元模型的替代模型,分別結(jié)合序列二次規(guī)劃法和遺傳算法實(shí)現(xiàn)了有限元模型修正,并對(duì)兩種優(yōu)化算法的優(yōu)化效果進(jìn)行了比較。論文討論的模型修正方法對(duì)實(shí)橋應(yīng)用有一定參考價(jià)值。論文的主要工作和結(jié)論包括:1.詳細(xì)介紹了蕪湖袁澤橋的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),基于橋梁健康監(jiān)測(cè)的振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)分析橋梁的試驗(yàn)?zāi)B(tài)。分別采用峰值法和隨機(jī)子空間方法識(shí)別了橋梁的模態(tài)參數(shù),即固有頻率。兩種方法識(shí)別結(jié)果互相吻合,可以保證結(jié)果的可靠性。2.根據(jù)蕪湖袁澤橋的設(shè)計(jì)資料,采用ANSYS軟件建立了橋梁的初始有限元模型,分析了初始有限元模型的理論模態(tài),并分別得到了橋梁的計(jì)算頻率和振型特征,為基于橋梁健康監(jiān)測(cè)振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)的模態(tài)分析結(jié)果提供了理論參照。3.通過靈敏度分析選取了 5個(gè)待修正參數(shù),靈敏度法與方差分析法相比,雖然理論上可能存在一些不足,但是可以減少響應(yīng)面方法中進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)的次數(shù),節(jié)省時(shí)間成本。4..經(jīng)過中心復(fù)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)和參數(shù)顯著性檢驗(yàn),確定以不完全二次多項(xiàng)式響應(yīng)面模型作為初始有限元模型的替代模型,在一定程度上可以簡(jiǎn)化響應(yīng)面模型,提高模型修正效率。5.響應(yīng)面法分別結(jié)合序列二次規(guī)劃法和遺傳算法進(jìn)行模型修正,并比較了兩種優(yōu)化算法的優(yōu)化結(jié)果。結(jié)果顯示,序列二次規(guī)劃法在收斂速度上優(yōu)于遺傳算法,兩種算法的優(yōu)化結(jié)果相當(dāng),遺傳算法在理論上具有一定的優(yōu)越性,但是其優(yōu)越性的具體體現(xiàn)還有待研究。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U448.22;U446
【部分圖文】：

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷而坍塌；２００７年廣東九江大橋由于橋墩遭受運(yùn)沙船撞逡逑擊而坍塌；２００８年汶川百花太橋在地震作用下整體垮塌；２０１０年位于河南欒川的逡逑湯營(yíng)大橋在洪水沖擊作用下而倒塌。圖１．１是近幾十年來國(guó)內(nèi)外具有代表性的橋梁逡逑災(zāi)害性事故。逡逑通過對(duì)國(guó)內(nèi)外橋梁安全事故進(jìn)行總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)致橋梁破壞坍塌的主要因逡逑素包括橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工建造等內(nèi)部原因以及超載、洪水、船舶撞擊、地震等逡逑外部原因。橋梁正常運(yùn)營(yíng)期間在人為因素和自然因素等條件下難免存在不同程度逡逑的損傷破壞并因此導(dǎo)致部分構(gòu)件功能的失效。因此，需要對(duì)現(xiàn)役和在建橋梁進(jìn)行逡逑深入的研究，建立完善的橋梁安全保障體系，并采用行之有效的方法對(duì)橋梁進(jìn)行逡逑健康監(jiān)測(cè)、損傷識(shí)別、安全評(píng)估和維護(hù)加固，以保證橋梁的安全性、適用性和耐逡逑久性。逡逑隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展、傳感器技術(shù)的進(jìn)步以及智能材料的出現(xiàn)，橋梁逡逑健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際工程中的價(jià)值顯得愈發(fā)重要，并得到了廣泛的研究和應(yīng)用。逡逑通常情況下，橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括五大子系統(tǒng)，如傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采逡逑集與傳輸子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與控制子系統(tǒng)、安全評(píng)估與預(yù)警子系統(tǒng)以及用戶界面逡逑子系統(tǒng)等［３Ｈ５］。目前

第一章緒論態(tài)參數(shù)識(shí)別方法研究現(xiàn)狀逡逑構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題所探討的是激勵(lì)、結(jié)構(gòu)以及響應(yīng)三者之間的相互關(guān)系，控三者分別稱之為輸入、系統(tǒng)和輸出１９］，所涉及的內(nèi)容可用圖１．２所示的框。結(jié)構(gòu)的參數(shù)識(shí)別（系統(tǒng)識(shí)別）問題是在已知系統(tǒng)的輸入和輸出條件下統(tǒng)的特性，屬于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的第一類逆問題范疇。參數(shù)識(shí)別包括模態(tài)參物理參數(shù)識(shí)別兩類。模態(tài)參數(shù)識(shí)別是以試驗(yàn)輸入及輸出數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，然析得到結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)（如頻率、振型和阻尼比等）的過程；物理參數(shù)識(shí)驗(yàn)輸入和輸出數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上分析估計(jì)系統(tǒng)的各個(gè)物理參數(shù)（如剛度、質(zhì)等）的過程Ｄ°］［Ｉ２］。逡逑

在標(biāo)準(zhǔn)梁段縱向每隔３ｍ設(shè)置一道，采用工形鋼板梁，高２．２ｍ，頂?shù)装鍖捑鶠椋埃叮担簦�；逡逑挑梁上承上立柱下接下立柱。主梁兩�?cè)和飛燕連接處及飛燕和引橋連接處分別設(shè)逡逑置一道伸縮縫。橋型布置如圖３．２所示。逡逑飛燕軸線線型為拋物線，吊桿間距為６ｍ。吊桿上端錨固與主拱拱圈上錨箱，逡逑下端錨固于加勁梁挑梁下端。主墩直徑為２ｍ，共８根形成橋群|Щ�，并稗o堆義義蟶杓�，訝渡稊仉H粲謐昕墜嘧⒆�，过渡墩采用三柱式墩身，墩柱直径２．２ｍ，辶x廈扛齠丈硐陸映刑ㄈ鶴�，按摩擦桩设计。辶x希矗埃埃板危保蓿埃板巍五五五危矗埃埃ゅ危義稀觶潁鰨潁簦剩媯椋裕懾遑梗у澹赍�，Ｔ傓}潁蓿潁у義希蕖觶椋蓿櫻裕沐澹殄巍鰣澹浚у澹卞五五�？逦逦＇邋－邋．邋—逦－辶x希潁潁鑠危蟈錘邋ｉ，，邐＾邋ｉ．邋．．；—ｉ邐４＾、逡逑ｒｎ邐＾ｎｒｌｒｎ＾逡逑，ｊ；邐Ｈ！邋｝＊；邋Ｈｓ邋：ｉ（邐？；？：邐：ｉＪ邋

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本文編號(hào)：2811128