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    188宝金博页面版: 一种有限元模型修正中的参数选择方法

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    内容提示： 第32卷专辑2011年10月固体力学学报CHINESE JOURNAL OF SOLID MECHANICSV01．32 S．Issue0ctober 2011一种有限元模型修正中的参数选择方法’姜 东1’3 丁继锋2 费庆国1’3“韩晓林1’3(1东南大学土木工程学院工程力学系，南京．210096)(2中国空间技术研究院总体部，北京，100094)(3江苏省工程力学分析重点实验室，南京，210096)摘要有限元模型修正面临的首要问题是待修正参数的选择．目前主要是基于灵敏度分析的结果进行参数选择．本文从结构固有频率分析的能量法出发。论证了某阶固有频率主要受到同阶振型中发生弹性变形部位刚度的影响，据此提出一种待修正参数的选择方法，以...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：45 | 上传日期：2018-06-13 06:35:33 | 文档星级：
    第32卷专辑2011年10月固体力学学报CHINESE JOURNAL OF SOLID MECHANICSV01．32 S．Issue0ctober 2011一种有限元模型修正中的参数选择方法’姜 东1’3 丁继锋2 费庆国1’3“韩晓林1’3(1东南大学土木工程学院工程力学系，南京．210096)(2中国空间技术研究院总体部，北京，100094)(3江苏省工程力学分析重点实验室，南京，210096)摘要有限元模型修正面临的首要问题是待修正参数的选择．目前主要是基于灵敏度分析的结果进行参数选择．本文从结构固有频率分析的能量法出发。论证了某阶固有频率主要受到同阶振型中发生弹性变形部位刚度的影响，据此提出一种待修正参数的选择方法，以振型中弹性变形为依据，选择弹性变形较大部位的参数作为待修正参数．用一个梁模型仿真验证了该方法的正确性，并将其应用于系杆拱桥的有限元模型修正中，修正后有限元计算结果与试验结果的最大误差缩小至3．3％．关键词 有限元，模型修正，参数选择，能量法0引言经过近几十年的发展，有限元法在工程中体现了越来越重要的作用．建立准确的有限元模型是进行工程结构力学分析的基。捎谀Ｐ屠肷⒌奈蟛，结构参数的误差，边界条件的模拟困难等因素n]，导致有限元模型必然存在误差，因此，需要进行有限元模型修正，以使有限元模型能够更加准确的反映结构的力学性能[2矗]．有限元模型修正面临的首要问题是确定修正对象，即判断有限元模型哪些参数作为待修正参数．目前，待修正参数的选择方法主要是对各参数进行灵敏度分析E4-6：]，然后选择灵敏度较大的参数．灵敏度分析方法是在模型误差位置难以确定情况下的一种实用方法，但是，对于规模较大的模型，这一方法选取的参数并不一定能够很好的用作待修正参数．结构的固有频率与振型是一一对应的关系，对于某一阶振动，如果只考虑刚度的影响，在其对应振型中发生弹性变形部位的刚度对这一阶频率有显著影响，其他不发生弹性变形部位的刚度对这一阶频率影响甚。疚木荽颂岢鲆恢执拚问难≡穹椒，采用仿真算例进行了详细说明，并将该方法应用于某工程结构有限元模型修正．1理论基础根据机械能守恒定律，无阻尼系统动能T与势能y之和保持不变T+V=常数(1)因此动能为零时势能达到最大值，将动能取最大值时的势能为零，则有氏。=‰。(2)无阻尼自由振动的普遍规律为z—Asin(co。f+占) (3)z=A∞。cos(叫。t+口)(4)对应的最大动能和最大势能为Tm。=iJ"c￡，≯2 1MA(5)‘maX n w一‘、V，‰。=÷ATKA (6)将(5)、(6)式带人(2)式，可以得到固有频率蠢=怒(7)‰一石巧瓜o。’系统的动能与质量和速度有关，势能与刚度和位移有关．对于某一阶振型，系统的势能主要是由弹性变形引起的．考虑到系统的固有频率与刚度和质量的关系，可以得出这样的结论，在刚度对系统自振频响的影响方面，产生弹性变形部位的刚度对这一阶频率有显著影响．根据上述理论，在选取待修正参数时，以振型中弹性变形为依据，选择弹性变形较大部位的参数作为待修正参数．*国家自然科学基金项目(10902024)、航空科学基金项目(20090869009)、东南大学优秀青年教师教学科研资助计划项目和江苏省自然科学基金项(BK2010397)．¨通讯作者． E-mail：qgFei@seu．edu．C'n．

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