模型修正是一种用于构建高质量的有限元模型的技术手段,常被应用于航空航天及土木工程等领域中。鉴于按照设计图纸建立的有限元模型可能会与实际结构存在较大差异,模型修正可以依照实测数据对有限元模型进行修改和验证,进而提高基于该模型进行的数值分析计算和性能状态评估的可信度。此外,模型修正技术还是对结构进行健康监测和损伤识别的有效手段,在本文中提出的修正方法的主要通过损伤识别方面的应用进行检验。尽管在过去的几十年中,模型修正技术已经得到了广泛的研究和应用。然而,在针对复杂工程结构进行模型修正时,仍然有许多问题急需解决。例如:由于修正参数过多导致无法收敛到最优解的问题,大型结构修正的计算效率问题以及一些特定响应没有得到充分的开发利用等。为此,本文提出了几种新的模型修正方法,旨在提高模型修正的计算精度和效率,并增加其所能利用的动力响应的种类,主要工作包括以下几个方面:（1）基于Kriging模型的构建原理及其针对优化问题求解的高效全局算法,对传统的响应面法做出改进,提出了一种新的基于目标函数代理模型的模型修正策略。对于大型复杂结构的建模往往需要借助于有限元软件,且模型本身的刚度、质量矩阵以及特定的连接和边界条件是很难被提取出来的。因而对它们进行修正的主要方式是使用响应面法,即利用进化算法求解优化问题,再通过构建代理模型来提高计算效率。目前,这种基于响应面的模型修正方法所面临的困难主要是该方法难以应用到响应变化较为剧烈的案例中,且用于修正的参数和响应的数量受限。而本文中提出了一种基于Kriging模型的有限元模型修正策略可以拓宽可用于响应面法的响应类型,避免了为每个响应分别构建响应面的计算负担,还增加了可用于修正的参数和响应的数量。基于此策略,成功实现了基于频响函数代理模型的模型修正,并对比了引入Kriging模型构建代理模型对计算速率的显著提升情况。（2）探索了利用模态应变能灵敏度进行模型修正的具体步骤。结构损伤的部位通常会产生应力集中现象,因而模态应变能对于损伤的灵敏度往往要高于传统的振动测试数据（频率、振型和频响函数）。此响应在损伤识别领域中的应用主要体现在损伤指数法中。本文将其与模型修正方法相结合,提出了一种基于模态应变能灵敏度的模型修正方法。具体包括对模态应变能灵敏度矩阵的计算公式推导,以及在目标函数中引入了特定的罚函数来控制修正参数的变化范围,此外,还包含如何对测得的振型数据进行有效的数据处理来获得可用的实验数据。所提出的方法成功地通过了包含裂缝的梁式结构的损伤识别实验验证。（3）研究了针对缝焊结构的模型化、修正及损伤识别方法。缝焊是将构件连接到组装结构中的常用方法之一。但是,关于其建模以及如何正确反映焊接部位的结构动力学特性的研究却很少。本文研究了使用Nastran中特别设计的CSEAM单元构建缝焊接头用于连接板式结构的具体方式,并演示了如何通过有效的模型修正来获得准确的理论模型。此外,结合前文提到的修正策略和模态应变能,本文提出了一种针对焊缝间隙的损伤识别方法,并设计了一组T型板结构的数值仿真及具体实验对此方法进行验证。由于建模复杂,这种结构的模型修正是一种典型的必须使用基于代理模型的模型修正方法来减少计算成本的优化问题。与之相关的理论分析和实验验证可以证明本文所提出的方法在结构的初始修正和损伤识别过程中的精度、鲁棒性及计算效率等方面具有优秀的性能表现。