面向桥梁工程的响应面技术在有限元模型修正中的应用探讨

以某一桥梁模型为对象,基于响应面模型的损伤识别法对桥梁结构的模型进行优化求解,采用D最优设计进行桥梁结构模型修正,选择时域和频域特征参数作为拟合响应面输出。利用design expert 8.0软件进行方差分析,对参数进行显著性检验,剔除样无关变量,对剩余参数进行回归分析拟合二次多项式响应模型。研究结果表明:通过响应面技术对初始有限元模型进行修正,对比修正值与实测值的频率取值与实测值趋于一致,频率相对误差值在1%以内,挠度修正误差在2%以内,修正精度满足实际使用要求。

二次旋转中心组合响应面法优化冷榨花生粕脱脂工艺

为高效利用冷榨花生粕优质蛋白质资源、减少残存油脂对蛋白质精深加工的影响,在综合考虑溶剂安全性和无水乙醇对蛋白质损失率及脱脂率影响的基础上,选择无水乙醇作为脱脂溶剂。在单因素试验基础上利用二次旋转中心组合响应面优化技术考察了脱脂温度(X1)、脱脂时间(X2)和固液比(X3)的影响规律并构建了脱脂工艺二阶多项式非线性回归方程和数值模型。优化分析发现,在脱脂温度59.5℃、脱脂时间108 min和固液比1∶19的优化条件下脱脂率为92.56%,与模型预测值93.07%接近,偏差为0.55%。研究表明,单因素试验与二次旋转中心组合响应面优化联用能很好地应用于冷榨花生粕脱脂工艺的优化分析。

基于小生境鱼群算法的有限元模型修正多解问题研究

传统模型的修正技术采用智能算法找到一组全局最优解,能使有限元模型的计算结果与结构实际响应更加接近。实际上由于传感器数量有限,测量数据不充分及仪器识别存在误差,局部最优解可能比全局最优解更能代表结构的实际参数。因此,引入小生境技术及反向学习策略,提出了一种改进的小生境鱼群算法,并在算法运行后期采用模拟退火算法执行局部细化寻优,克服了人工鱼群算法难以找到多个函数峰值、对初值敏感、后期收敛慢且精度不高的弊端;然后,通过数值仿真分析验证其可行性;最后,将其应用在一座缩尺斜拉桥模型的修正上。为避免大量调用有限元模型,采用响应面作为代理模型,通过拉丁超立方产生试验数据,对各因素进行显著性检验,剔除无关因素后检验拟合精度。研究发现:模型修正后产生了使缩尺斜拉桥模态的计算值与实测值误差减小的1组全局最优解与7组局部最优解,从而使得决策人员可根据工程经验,从多组解中做出选择,减少了对实际结构参数误判的可能。

新型二氧化碳离心压缩机通过鉴定

由西安交通大学等单位联合研制的大型尿素装置宽工况节能型二氧化碳离心压缩机,近日通过鉴定。课题组在二氧化碳离心压缩机设计理论、方法和叶轮制造技术方面均取得了重要创新,其中在化工介质三元叶轮S2流面反问题设计方法中,首次提出了气体物性参数分段计算方法,缩短了计算时间,提高了准确性;以基于全三维湍流流场计算与实验设计和响应面技术相结合的优化理论。

基于高拟真度模型的高超声速飞行器静气动弹性优化

为解决基于计算流体动力学(CFD)和计算结构动力学(CSD)高拟真度模型的静气动弹性优化过程中模型更新自动化困难、求解速度慢的难点,提出了基于几何主模型技术的CFD/CSD一体化参数化建模方法和基于网格单元修正的常体积四面体(CVT)数据交换技术,并引入响应面模型来降低气动弹性优化求解难度.通过AGARD 445.6机翼静气动弹性分析对上述方法的可行性和有效性进行了验证;并以某高超声速飞行器为例,采用基于二次响应面的多目标优化算法进行了CFD/CSD气动弹性分析与优化,优化后飞行器升阻比增加16%,结构质量减少9%,且响应面模型精度拟合误差不超过1.5%.计算结果表明:所发展的CFD/CSD一体化参数化建模与优化方法能够有效地解决高拟真度模型的静气动弹性优化问题.