基于改进区间逆响应面法的塔机有限元模型修正

有限元模型修正技术广泛应用于机械等领域。在工程实际中,由于多种因素的影响,实际结构(如塔式起重机,简称塔机)与有限元模型之间普遍存在不确定性误差,造成有限元分析结果失真,因此研究结构的不确定性有限元模型修正具有重要意义。由于塔机应用的广泛性和事故的高发性,在考虑参数不确定性的情况下,对塔机的有限元模型进行了修正。为提高模型修正效率,引入响应面模型来代替塔机的有限元模型,利用RBF神经网络具有对复杂问题高精度拟合的优点,提出了一种改进的区间逆响应面方法对塔机进行了不确定性修正。通过三自由度弹簧-质量系统证明了所提出方法的可行性,并对实际塔机结构进行了区间修正,改善了传统区间逆响应面方法的不足,结果具有很高的计算精度和计算效率。

逆响应面法用于磨机传动系统的模型修正

为了获得机械结构的精确模型,采用以逆响应面的有限元模型修正理论为基础的方法。逆响应面法直接拟合出设计参数(密度、弹性模量等)关于特征参数(固有频率等)的显式表达式,以特征参数目标值带入逆响应面函数得到修正后的设计参数值,相较于响应面法,无需迭代寻优,减少计算工作量。以齿轮轴和磨机传动轴为例,实现了以逆响应面法为基础的有限元模型修正,并计算修正前后模态频率误差,结果显示:逆响应面法模型修正效果较优于响应面法,进而验证了逆响应面法在机械结构动力学特性分析中的有效性。

基于逆响应面法的有限元模型修正

基于响应面法(RSM)的有限元模型修正是以若干设计参数(如密度、弹性模量等)为自变量,以若干特征参数(如固有频率、振型等)为因变量,通过回归分析方法来拟合特征参数关于修正参数的显式表达式。提出的逆响应面法(IRSM)则是以特征参数作为自变量,设计参数作为因变量。利用此法的有限元模型修正可直接根据特征参数的目标值得到设计参数的修正量,而不需要经过迭代计算,有效地提高计算速度和精度。介绍逆响应面法及其应用,讨论使用响应面法和逆响应面法进行有限元模型修正的优缺点和适用范围,分析适合于逆响应面法的逆响应面函数、实验设计方案和回归精度检验的方法。利用逆响应面法对一简支梁进行有限元模型修正的结果表明,逆响应面法能高效准确地修正设计参数,对于输出变量少于输入变量的情况更能显著减少有限元计算次数,适用于复杂的工程结构。

改进的平行六面体凸模型识别动力学不确定参数区间的方法

提出了一种改进的平行六面体凸模型,以便更普遍地描述不确定参数之间的相关性。结合逆响应面模型,建立了一种动力学不确定参数区间识别方法。首先,采用改进的平行六面体二维模型描述结构动力学响应频率的不确定域相关分布,再构建其多维模型,并通过仿射坐标变换将其转化为标准参数空间中的区间形式;然后,以此参数空间内的响应频率为输入,结构不确定参数为输出,构建能避免区间扩张问题的完全平方项区间逆响应面模型;进而进行区间运算,识别动力学不确定参数区间;最后,以一个3自由度质量弹簧系统仿真算例和一个螺栓连接框架结构模态实验进行了验证。结果说明:此方法能够有效性地识别结构的动力学不确定参数区间,具有较高的识别精度。