基于健康监测的连续刚构桥有限元模型确认(Ⅱ)——不确定性分析与模型精度评价

在下白石连续刚构桥基于响应面法的模型修正基础上,首先介绍模型确认过程试验/计算相关性分析的若干确认准则,分析模型与试验不确定性的来源;然后假定随机变量服从正态分布,采用蒙特卡罗有限元分析方法进行不确定性分析和量化,并评价模型的预测精度,实现连续刚构桥的有限元模型确认。结果表明:确认后的下白石大桥有限元模型能够很好地反映下白石大桥的真实状况,可供桥梁健康监测、损伤诊断和安全评估参考。

Kriging响应面代理模型在有限元模型确认中的应用

结合Kriging理论,实现Kriging响应面代理模型在有限元模型确认过程中响应预测的应用。讨论模型验证与确认的基本思想,初步提出有限元模型确认流程;以Garteur benchmark飞机结构瞬态响应仿真为例,建立加速度响应最大值Kriging响应面,通过蒙特卡洛方法,实现有限元模型参数不确定性正向传递;采用核密度估计建立加速度响应最大值概率分布,计算响应量置信区间上下限。结果表明,Kriging响应面能准确对有限元模型响应进行预测,可为有限元模型确认过程提供很大便利。

基于桥梁健康监测的有限元模型修正研究现状与发展趋势

为了提高有限元模型修正技术的建模精度,从模型修正的对象、信息来源和其他方法3种分类方法出发,系统阐述各种有限元模型修正方法的原理,梳理各种方法的脉络关系及技术演变;从理论研究和桥梁健康监测应用2个方面,分析各种方法的应用现状及其优缺点。研究结果表明:有限元模型修正研究发展的7大方向为:1多尺度、分散子结构、代理模型、随机、非参数的模型修正方法;2基于强度理论及非线性理论的模型修正方法;3通用的模型修正算法和统一的评价准则;4数值模拟、理论分析和工程应用相结合;5充分利用桥梁工程特有的全过程信息;6开发针对桥梁结构的模型修正软件;7有限元模型确认。