基于MIGA的结构模型修正及其应用

为了寻找到优化域内的全局最优解,获得更准确的结构有限元模型,提出将多岛遗传算法(MIGA)应用到模型修正中,以响应面替代模型简化有限元计算分析,以有限元理论分析模态与结构实测模态残差为目标优化函数.在参数灵敏度分析的基础上,建立桥梁结构动力响应、单元弹性模量、密度以及截面面积的优化数学模型,采用MIGA作为优化策略,对桥梁结构进行了动力测试和模型修正.结果表明,模型修正效果良好,可真实反映结构的动力学特性,证明了该方法的有效性和可行性.     

考虑结构参数不确定性的随机模型修正方法

提出了一种随机模型修正方法以确定结构不确定性参数的概率统计特性,使得模型修正的应用更符合工程实际。将随机模型修正过程分解为一组确定性修正过程,利用蒙特卡罗仿真得到的响应样本并结合响应面模型的快速运算特性,构造优化反演过程来求得各个样本所对应的一组参数值,进而基于大量样本统计得到参数的均值和方差。所提出方法经过一组试验钢板的验证,准确求得了钢板厚度和材料参数的均值和方差,说明了方法的可行性和可靠性。     

面向可靠性设计优化的响应面偏差修正方法

在基于仿真的汽车设计中,针对响应面模型普遍存在的精度不高的问题,研究了基于贝叶斯推断的模型外推预测方法,提出了模型不确定性下基于偏差修正的模型外推及可靠性设计优化方法,并通过一个汽车轻量化设计实例验证了所提方法的有效性。     

考虑边界条件不确定性的塔机有限元模型修正

由于在大型塔机的模型修正中为简化计算,往往忽略了边界条件的不确定性,导致修正结果精度不够或修正计算收敛困难,为此提出一种考虑边界条件不确定性的塔机有限元模型修正方法。首先,以某型塔机为研究对象,进行整机风致振动实测,获取结构的实测动态特性;其次,建立考虑边界条件不确定性的塔机有限元模型,基于二次响应面法对该有限元模型进行修正;最后,将模型修正前后的计算结果与实测值进行对比。结果表明,考虑边界条件的影响能有效提高修正的精度,对结构的边界条件进行修正后的有限元模型能复现实测频段内的模态,也能以一定精度预测实测频段外的模态,证实了所提出的考虑边界条件不确定性的修正方法的有效性。     

应用模型修正方法的印制电路板参数识别

基于模态试验数据和模型修正方法,研究了印制电路板物理参数识别方法.印制电路板的动态特性对电子设备可靠性有重要影响,即使铺层相同的印制电路板因电路分布不同,其弹性模量、泊松比差异也较大.因此,为了获得更加精确的有限元模型,需识别印制电路板的主要物理参数.以航天使用的某种印制电路板为例,分别采用基于灵敏度分析和基于响应面方法的模型修正方法对印制电路板的物理参数进行识别.两种方法识别的弹性模量、泊松比基本一致,计算和试验的振型相关系数接近1,且修正后有限元模型计算应变值与试验应变值在载荷较小时基本一致,表明识别结果比较准确.结果表明,基于模态试验数据和模型修正相结合的参数识别方法合理有效,可用于工程中印制电路板物理参数识别.     

步兵战车车体结构有限元模型修正

针对某型步兵战车整车刚柔耦合发射动力学中柔性车体有限元模型精度低的问题,基于模态试验数据,应用支持向量机响应面模型修正理论对车体结构有限元模型进行了修正。应用ANSYS有限元分析软件对车体结构进行模态分析,提取前6阶模态的固有频率和振型。为验证模型,设计了模态试验方案,实测了车体结构的模态信息。基于有限元模型数据与实测数据的相对误差,采用支持向量机响应面模型修正方法对车体结构弹性模量和密度进行修正。模型确认结果和动力学模型应用结果表明,修正后的车体有限元模型精度有了大幅度提高,能更加真实地反映车体的结构特征,为射击精度分析提供了准确的模型基础。     

振动系统动力学模型修正方法比较研究

振动系统的动态特性主要取决于其模态参数.修正动力学模型可以提高分析模型与实际系统二者模态参数的一致性或其频响函数曲线间的相似度.这对于准确、可靠预测振动系统的动态特性或动态响应非常重要.文中概述了模型修正基本理论,并对不同模型修正方法进行比较分析.     

结构动力学模型修正方法比较研究

动力学模型修正技术对于建立系统精确的理论模型非常重要,而精确的理论模型是研究机械结构动态性能、预测其动态响应的前提.从模型修正基本理论出发,对不同的模型修正方法进行比较分析,指出振动测试技术与计算机仿真技术的集成是动力学模型修正技术的发展方向.     

基于运行模态分析的单梁起重机模型修正研究

为了进行模型的故障监测和诊断,需要一个更准确的单梁起重机模型来定位和量化故障。因此,有必要对已建立的有限元模型进行修正。在对传感器布置和激振位置进行分析的基础上,通过运行模态分析获得了单梁起重机的模态参数。在Ansys Workbench建立初始有限元模型后,基于灵敏度分析确定待修正参数,对待修正参数进行试验设计,建立二次多项式响应面。在响应面评价合格后,根据实际模态参数利用NSGA-Ⅱ算法对目标函数进行全局寻优,获得更加精确的初始条件。最后利用锤击法试验模态分析与修正后模型的谐响应分析对比,验证已修正模型的精度。     

基于灵敏度分析的动车组转向架模型修正

为了获得高精度的动车组转向架有限元模型,基于灵敏度分析对动车组转向架进行模型修正。通过修正动车组转向架有限元模型材料弹性模量和各部分壳单元厚度,用MATLAB编程进行模型修正,使有限元分析结果与试验结果吻合。修正之后,有限元分析前7阶频率与试验值的误差在5%以内,相应的振型匹配良好,满足工程精度要求。修正后的模型可用于工程上的进一步研究。     

基于灵敏度分析的刀形天线有限元模型修正

准确可靠的有限元模型是结构动态特性分析、设计改进的基础,文中利用模态试验得到的模态参数对某刀形天线进行有限元模型修正.首先建立天线结构的参数化模型,然后通过灵敏度分析选择合适的设计参数作为后续优化对象,利用计算与试验的模态频率之间的相对误差构造加权的优化目标函数,最后应用1阶优化方法修正结构的有限元模型.修正后有限元模型的模态频率最大相对误差降低至10%以内,模态置信度(MAC)均大于0.8.该修正模型可用于后续的动力学分析.     

响应面有限元模型修正的实现与应用

以响应面有限元模型修正方法为基础,结合软件MATLAB和ANSYS的集成实现了结构模型修正.以钢架结构为例,利用响应面有限元模型修正方法及所编制的工具箱,以实测模态数据为依据,修正了钢架的有限元模型.修正结果表明,有限元模型计算结果与实测结果之间的误差明显减小.     

响应面法用于磨机传动系统扭转振动模型修正

大型设备传动系统的扭转振动影响系统的正常工作,严重时会导致系统损坏,避免共振是缓解扭转振动的有效手段,针对此问题,以某大型磨机设备为研究对象,建立以响应面法的有限元模型修正理论为基础的方法。通过扭转振动分析,经显著参数筛选,以显式的响应面模型逼近特征量与设计参数间复杂的隐式函数,对传动系统有限元模型可能存在的误差进行修正。在获得较精确模型的基础上,对其传动系统进行了基于响应面的优化设计,调整系统的模态频率,使其有效避开了系统的工作频率,实现了传动系统的优化,表明以响应面法的有限元模型修正方法对传动系统设计具有参考价值。     

基于局部振动测试的约束子结构模型修正方法

针对大型复杂结构模型修正中待识别参数过多、修正效率低等问题,提出一种基于局部振动测试的约束子结构模型修正方法。首先,利用子结构部分的振动测试响应构造约束子结构,从而将子结构从整体结构中隔离出来,形成独立简单的结构,有效地隔绝整体结构对子结构的影响。然后,基于构造的约束子结构响应数据,直接对待修正的目标子结构进行模型修正。最后,以一个T形钢管焊接结构和某发射台骨架为例,对所提方法的有效性进行了验证分析。结果表明,该方法不仅能够减少待识别参数,简化修正过程,而且修正效率及精度也较高,为大型复杂结构的模型修正提供了一种新思路。     

基于键合图的模型修正方法

提出了一种基于键合图的参数型模型修正方法。该方法以实测的基于键合图的模态参数和结构的原始设计参数为参考基,寻找满足特征方程且与参考基最邻近的修正过的结构参数。其原理简单,运用方便,只需进行3次迭代。这不仅能应用于力学系统的模型修正,还能推广应用于非力学系统及复杂的多能域耦合系统的模型修正问题。给出的算例证明,运用该方法能取得较好的修正效果     

基于优化算法和GVT结果的结构质量模型修正

提出了一种基于优化算法和 GVT结果的结构质量模型修正方法。该方法利用模态正交性条件构造目标函数 ,并考虑结构总质量特性约束 ,利用 GVT结果对给定的粗糙的结构离散质量分布进行修正。数值仿真表明 ,该方法提高了结构质量模型的精度 ,使修正后的离散质量分布与真实的离散质量分布吻合