空间网格结构动力有限元模型修正的分析研究

摘要

空间网格结构是实际工程中应用较多的一种结构形式。目前，国内外建设了大量的大跨度空间结构、高层建筑和大跨度桥梁结构等。而同时对建筑结构的设计年限也做了规定，但对结构的建模，仅凭工程师的经验想建立一个与试验结果相一致的有限元模型几乎不可能，由于计算数学模型的发展限制，对结构的物理特性研究也受限。而且由于各种不同原因，所使用的建筑结构也出现不同程度的破损。因此，有必要对建筑结构进行模型的全面分析研究，并针对破损检测结果对结构进行模型修正。鉴于此，本文在国内外相关文献基础上，根据结构动力学理论及有限单元法，进行空间网格结构体系模型修正分析和研究。 本文首先对结构动力学模型修正加以回顾和分析，并得出分析思路。 本文就如何对模型修正的模态参数识别和对模型的评价(即相关性分析)进行研究，借鉴了其它领域的研究理论，对模型的缩减和扩展也进行了讨论，使之用在结构分析中。 在进行模型修正之前，需要进行修正参数的选择，参数选择是模型修正中一个重要环节。测量数据将会包含有限数量信息及避免可能的病态条件数问题，那么选择的参数对物理概念的要求相对比较高。 本文所阐述的直接修正方法是建立在Lagrange乘数法和结构动力学特性基础上，在求解过程中用到的算法主要是子空间迭代法和LDLT分解法。而迭代法主要是以数理统计和罚函数法为基础来建立修正方程，阐述了罚函数法和最小方差法等修正方法。 最后通过算例分析，验证本文所提出的分析力学模型和修正方法的正确性和有效性，并提出动态设计的概念。

目录

文摘

英文文摘

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第1章 绪论

1.1引言

1.2 本文的主要工作

第2章 模型修正的研究情况

2.1 模型修正的研究领域及学科范围

2.2 国内外研究进程

2.3 模型修正分类、功能及研究思路

2.3.1 模型修正的分类

2.3.2 模型修正技术的功能

2.3.3 模型修正法研究的程序思路

第3章 结构的相关性分析

3.1结构的相关性分析

3.1.1计算模型和试验模型间的相关准则

3.1.2空间模型的相关准则

3.1.3模态模型的相关准则

3.2动力模型的缩减技术

3.2.1动力模型的缩减方法

3.2.1动力模型的扩展方法

3.3例题3.1相关性分析例题

第4章 动力有限元模型修正的参数及敏感性选择

4.1 引言

4.2 可辨别的物理意义

4.3 参数确定法

4.3.1子结构参数

4.3.2 物理型参数

4.3.3 许可有限单元族

4.4 误差位置的判别

4.4.1 特征值平衡方程

4.4.2 子结构能量方程

4.4.3 最优子空间法

4.5 敏感性选择和适应激励

4.5.1 选择敏感性方法

4.5.2 从模态测试参数中选择敏感度

第5章 动力有限元模型修正的方法

5.1 引言

5.2 直接法

5.2.1 Berman法

5.2.2 直接法的小结

5.2.3 控制理论的方法

5.2.4 BP神经网络理论在模型修正中的应用

5.3 迭代法

5.3.1 罚函数法

5.3.2 最小方差法

5.4.小结

5.4.1直接法的评价

5.4.2迭代法的评价

5.4.3 模型修正的评述

第6章 空间网格结构动力有限元模型修正的算例分析

6.1算法介绍

6.2算例分析

第7章 结论与展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果