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尽管在过去20多年间有限元修正的技术得到了广泛的研究和应用,但是到目前为止,由于人们认识水平、测量技术与实际条件的原因,使得在有限元模型修正过程中出现一些问题,例如收敛速度慢、修正参数过多、计算量大等。基于此,探索研究更加可靠有效的有限元模型修正的方法仍然具有深远意义。本文就桥梁结构有限元模型修正方法进行了研究,主要工作有:(1)基于一数值梁,运用ANSYS自带的一阶优化算法,进行了有限元模型修正的过程。采用刚度折减的方式模拟已有损伤的梁结构作为实际梁,通过此“实际梁”得到的模态频率与无损情况的梁结构计算得到的模态频率逼近,得到优化结果,包括修正参数值、目标函数收敛曲线。在修正参数选取过程中,运用ANSYS自带的灵敏度分析模块得到对目标函数影响显著的修正参数,避免由于靠经验选取导致修正参数过多而带来的计算量大的问题。为了证实一阶优化算法在应用上的可靠性,选取了美国佛罗里达大学一框架梁UCF,之所以选取此梁,是因为这个桥梁试验模型的测试结果已经得到了学者的广泛认可。以UCF梁的试验模型为基础,建立相应的有限元模型,并通过修正参数选取、灵敏度分析、模型修正等过程的实现,证明了一阶优化算法的可靠性和有效性。(2)为了探索收敛速度快、计算量小的有限元模型修正方法,选取结合了数学方法与统计学方法的响应面法。同样选取了与一阶优化算法相同的数值梁和UCF梁进行了模型修正的过程。借用ANSYS计算得到响应特征值完成因子设计表,经过分析设计表得到pareto图从而确定修正参数,与一阶优化算法得到的结果一致,验证了响应面方法的可靠性。采用MINITAB软件建立响应面模型,运用最优化理论对得到的响应面模型进行迭代优化。(3)在数值梁和UCF梁的基础上,将一阶优化算法与响应面法计算得到的结果进行比较,在修正参数的确定上,两种方法得到的结果是一致的;在目标函数的收敛图上可以看出,基于响应面法的有限元模型修正收敛速度更快效率更高,基于一阶优化算法的修正,目标函数也得到了收敛只是相比响应面法不够快。综上所述,两种方法在有限元模型修正方面的实用性是可靠的,均可以用于工程实际应用;响应面法在收敛速度和效率上更有优势,能够有效的减少计算量并缩短收敛时间,可以用于复杂的大型工程结构。