基于静力测量数据的梁式结构统计模型修正

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:mathayus0422
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随着工程结构变得更加大型,更加复杂,结构的安全性也受到更加广泛的关注,因此利用有限元模拟技术对实体结构进行各种分析变得十分普遍。在建模分析过程中,由于建模误差、施工过程中造成的尺寸误差及实际结构在使用过程中导致的刚度的改变等因素的影响,有限元模型的理论计算结果与结构实测结果间总存在偏差。因此在实际应用中,需要对有限元模型进行统计修正,使得修正后有限元模型的理论计算响应值与结构实测响应值能够一致。到目前为止,已有很多研究有限元模型修正的方法。本文结合其他研究者的工作,利用静力位移测量数据,对结构的统计模型修正方法进行了研究,并探讨了测量噪声对计算结果的影响。研究的主要工作包括以下几个方面:1、对国内外有限元模型修正的方法进行了简单归纳和综述,评价了各种方法的利弊,得出在概率的范畴内对有限元模型进行统计修正不可避免。同时应用静力位移进行模型修正时要考虑不同概率分布的测量误差的影响。2、应用随机有限元方法及静力凝聚法推导了在不考虑测量噪声影响时,基于静力挠度测量值的统计模型修正方法。利用该方法可以得到结构各单元的修正系数。数值算例表明,该方法的模型修正结果良好,且经过修正后的理论计算模型的竖向位移值与结构的实测位移值相一致。3、考虑到在静力位移的测量过程中,不可避免地存在测量噪声的影响,且测量噪声的概率分布类型受到多种因素的影响,很难确定其具体的类型。本文将测量误差的概率分布分为正态分布和非正态分布两种不同情形分别研究。当测量误差为贝塔分布时,将修正系数按非正交多项式展开,并将位移的测量误差考虑为多个因素的影响。在数值算例的模拟中,考虑了变异系数的不同对计算结果的影响。数值算例表明,本文计算方法的结果与蒙特卡洛方法的结果吻合,表明本文方法的有效性。
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