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基于共轭梯度法的蒙特卡洛随机有限元方法 被引量:4
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作者 杨杰 陈虬 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期647-650,共4页
将共轭梯度法引入蒙特卡洛随机有限元法,建立基于多项式预处理共轭梯度法的蒙特卡洛随机有限元方法。求解某一特征样本,对于其余样本,采用把特征样本作为预处理阵的多项式预处理共轭梯度法。将该方法与基于Neumann法的随机有限元方法作... 将共轭梯度法引入蒙特卡洛随机有限元法,建立基于多项式预处理共轭梯度法的蒙特卡洛随机有限元方法。求解某一特征样本,对于其余样本,采用把特征样本作为预处理阵的多项式预处理共轭梯度法。将该方法与基于Neumann法的随机有限元方法作比较,从理论上证明了Neumann法是基于多项式预处理共轭梯度随机有限元方法的一个退化算法。最后算例比较也验证了该方法有更高的求解效率。 展开更多
关键词 蒙特卡洛随机有限元方法 共轭梯度法 蒙特卡洛法 Neumann法 多项式预处理 特征样本
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双重流动法则下地基黏塑性随机有限元方法 被引量:1
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作者 王亚军 张我华 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期798-805,共8页
针对地基工程复杂的随机非线性力学增益,基于黏塑性非线性随机有限元优势,借助Mohr-Coulomb破坏准则下的黏性拟时间步,推导在三维及平面应变条件下黏塑性非线性随机有限元的本构关系式,建立基于全量理论的黏塑性非线性随机有限元列式.在... 针对地基工程复杂的随机非线性力学增益,基于黏塑性非线性随机有限元优势,借助Mohr-Coulomb破坏准则下的黏性拟时间步,推导在三维及平面应变条件下黏塑性非线性随机有限元的本构关系式,建立基于全量理论的黏塑性非线性随机有限元列式.在Naylor孔隙水压理论基础上,提出考虑各向同性及各向异性孔压条件的土体介质黏塑性非线性随机本构模型.以施工期三层复合地基为例,分别针对关联及非关联流动法则2种工况,研究地基在增量加载条件下的位移、应力、黏塑性应变、孔隙水压等矢量场的随机数字特征,以及地基在各个加载时期的可靠度情况.结果表明,在复杂工况下复合地基中有效应力及孔隙水压的数字特征与可靠指标分布的内在联系紧密;由非关联到关联流动法则,有效应力增加,孔压减小,同时随着孔压变异下降、可靠指标显著提高,由此形成在随机数学覆盖下完整的非线性数学模型. 展开更多
关键词 黏性拟时间步 黏塑性非线性 随机有限元方法 层状地基 流动法则 孔隙压力特征 地基可靠度
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基于自动微分的随机有限元方法
3
作者 马风雷 张义民 姜振海 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期141-144,共4页
基于自动微分技术的基本原理,结合有限元分析,提出了一种随机有限元的计算方法。采用Fortran90语言编写了计算模块,可以在计算应力和应变等响应数值的同时,快速准确地计算出应力和应变对各随机参数的偏导数值。应用该方法对高压天然气... 基于自动微分技术的基本原理,结合有限元分析,提出了一种随机有限元的计算方法。采用Fortran90语言编写了计算模块,可以在计算应力和应变等响应数值的同时,快速准确地计算出应力和应变对各随机参数的偏导数值。应用该方法对高压天然气罐进行了随机结构的响应分析,其结果与蒙特卡洛方法的模拟结果基本吻合。该方法不但可以分析随机参数为载荷和材料特性的随机结构,而且还可以分析随机参数为几何形状尺寸的随机结构,特别适合于一些求不出解析解但可以用有限元计算的工程结构的随机响应分析,为随机有限元的工程应用奠定了基础。 展开更多
关键词 固体力学 自动微分 随机有限元方法 微分 偏导数
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弹塑性随机有限元方法在链传动铰链磨损中的应用
4
作者 吴国洋 《重庆工学院学报》 2005年第3期24-27,共4页
针对复杂的交变载荷,推导了交变载荷下弹塑性随机有限元的迭代格式,迭代格式中,采用运动强化模型反映塑性变形引起的各向异性和包辛格效应,运用Jhansale模型描述材料的瞬态应力应变关系 由于链传动的随机因素,将随机有限元方法引入到交... 针对复杂的交变载荷,推导了交变载荷下弹塑性随机有限元的迭代格式,迭代格式中,采用运动强化模型反映塑性变形引起的各向异性和包辛格效应,运用Jhansale模型描述材料的瞬态应力应变关系 由于链传动的随机因素,将随机有限元方法引入到交变载荷下弹塑性有限元的迭代格式中,得到局部应力应变的随机响应。 展开更多
关键词 随机有限元方法 链传动 铰链 应用 交变载荷 迭代格式 应力应变关系 弹塑性有限元 局部应力应变 包辛格效应 各向异性 塑性变形 强化模型 模型描述 随机因素 随机响应 磨损分析
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结构动力学基于摄动法的高阶非线性随机有限元方法研究(英文) 被引量:1
5
作者 王庆 姚竞争 《Journal of Marine Science and Application》 2010年第4期386-392,共7页
Several algorithms were proposed relating to the development of a framework of the perturbation-based stochastic finite element method (PSFEM) for large variation nonlinear dynamic problems. For this purpose, algorith... Several algorithms were proposed relating to the development of a framework of the perturbation-based stochastic finite element method (PSFEM) for large variation nonlinear dynamic problems. For this purpose, algorithms and a framework related to SFEM based on the stochastic virtual work principle were studied. To prove the validity and practicality of the algorithms and framework, numerical examples for nonlinear dynamic problems with large variations were calculated and compared with the Monte-Carlo Simulation method. This comparison shows that the proposed approaches are accurate and effective for the nonlinear dynamic analysis of structures with random parameters. 展开更多
关键词 随机有限元方法 动力学问题 摄动随机 非线性 蒙特卡罗模拟方法 高阶 随机有限元 框架基础
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青藏铁路冻土路基温度场随机有限元分析 被引量:25
6
作者 祁长青 吴青柏 +1 位作者 施斌 徐洪钟 《工程地质学报》 CSCD 2005年第3期330-335,共6页
从一阶Taylor展开式入手,结合冻土温度场计算有限元法,推导了冻土路基温度场随机有限元方程及有关计算公式,并对青藏铁路北麓河试验段冻土路基温度场进行了随机有限元分析,结果表明温度标准差与温度场的分布趋势大致相同,在垂直方向上,... 从一阶Taylor展开式入手,结合冻土温度场计算有限元法,推导了冻土路基温度场随机有限元方程及有关计算公式,并对青藏铁路北麓河试验段冻土路基温度场进行了随机有限元分析,结果表明温度标准差与温度场的分布趋势大致相同,在垂直方向上,最大值都出现在路基上部,向下逐渐减小,但两者分布范围略有不同,路基内部标准差的分布范围明显较大,在一定深度处达到均化。 展开更多
关键词 温度场 冻土路基 随机有限元方法 青藏铁路
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基于嵌入式谱随机有限元法的转子系统随机不平衡响应特性分析 被引量:8
7
作者 周生通 李鸿光 +1 位作者 张龙 周新建 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期45-49,57,共6页
原始不平衡量在转轴中沿轴线呈任意空间分布,因而实际转子的不平衡量需用分布不平衡量和点不平衡量两种方式共同表达。考虑两种不平衡量的随机性,以随机场和随机变量的方式模拟转子中存在的两类不平衡量,并采用嵌入式谱随机有限元方法... 原始不平衡量在转轴中沿轴线呈任意空间分布,因而实际转子的不平衡量需用分布不平衡量和点不平衡量两种方式共同表达。考虑两种不平衡量的随机性,以随机场和随机变量的方式模拟转子中存在的两类不平衡量,并采用嵌入式谱随机有限元方法建立随机不平衡量下的转子系统不平衡响应随机分析模型。结果显示,提供的随机表征方法能较好地模拟两类转子不平衡量的随机性;不平衡量的随机性影响着转子不平衡响应的变异性,可以发现:(1)共振频率附近的位移响应幅值标准差也较大;(2)位移响应幅值的变异系数受低频段内共振频率的影响较小,但随着共振频率阶次的增高影响也逐渐增大;(3)位移响应相位角的标准差变化情况与位移幅值的变异系数变化情况是基本类似的。 展开更多
关键词 质量不平衡 随机有限元方法 随机不平衡响应
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板的弹塑性断裂随机有限元分析 被引量:5
8
作者 黄义仿 李建康 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期666-671,共6页
在幂律非线性随机有限元基础上,借助小扰动随机性概念,系统地提出解决板的弹塑性断裂随机有限元分析方法,并给出以单边裂纹板为例进行弹塑性断裂参数及其对基本随机变量变化率数值计算的算例和方法的应用说明。
关键词 弹塑性断裂 随机有限元方法 幂律本构方程
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单桩沉降可靠度的配点谱随机有限元分析 被引量:5
9
作者 黄淑萍 景鹏 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第B04期189-193,共5页
基于配点的谱随机有限元方法(CSFEM)可以实现随机分析与确定性有限元分析的解耦,并通过采样,重复多次确定性有限元分析,从而得到随机有限元的解。本文以处于粘土中的柔性单桩为例,用CSFEM方法对线性土弹簧及非线性土弹簧时的单桩沉降进... 基于配点的谱随机有限元方法(CSFEM)可以实现随机分析与确定性有限元分析的解耦,并通过采样,重复多次确定性有限元分析,从而得到随机有限元的解。本文以处于粘土中的柔性单桩为例,用CSFEM方法对线性土弹簧及非线性土弹簧时的单桩沉降进行随机有限元分析,计算了沉降可靠度指标,并与蒙特卡罗模拟的结果对比。算例结果显示,CSFEM方法所用到的配点数远少于蒙特卡罗模拟的样本数,但CSFEM计算结果与蒙特卡罗模拟计算结果非常接近。 展开更多
关键词 随机有限元方法 非线性土弹簧 单桩沉降 蒙特卡罗模拟
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应用随机有限元法分析受损伤人字型变电构架的可靠性 被引量:3
10
作者 张猛 李天 《河南科学》 2003年第3期299-303,共5页
采用随机有限元方法对受损伤的变电站人字型变电构架进行了可靠性计算分析。分析中主要考虑了材料和荷载的不确定性以及构件的损伤。分析结果表明,用随机有限元计算受损伤的人字型变电构架的随机响应是可行的。利用计算出的随机响应量... 采用随机有限元方法对受损伤的变电站人字型变电构架进行了可靠性计算分析。分析中主要考虑了材料和荷载的不确定性以及构件的损伤。分析结果表明,用随机有限元计算受损伤的人字型变电构架的随机响应是可行的。利用计算出的随机响应量的统计参数,在假定其分布后,可以用一次二阶矩法估算结构控制截面的可靠度指标,进而可以讨论损伤对构架控制截面可靠度指标的影响,并为下一步的模糊综合评判奠定了基础。 展开更多
关键词 变电站 随机有限元方法 人字型变电构架 可靠性 构件损伤
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运用随机有限元法与正交试验的车身焊装定位点稳健设计 被引量:1
11
作者 谢晖 易建业 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2016年第3期92-96,共5页
基于随机有限元法与正交试验设计,提出一种车身薄板件焊装夹具定位点稳健设计方法。研究车身件焊接装配过程,通过随机有限元方法,建立焊装夹具误差与零件定位偏差的关系,有效模拟出车身零件因焊装夹具产生的法向定位偏差。以夹具定位点... 基于随机有限元法与正交试验设计,提出一种车身薄板件焊装夹具定位点稳健设计方法。研究车身件焊接装配过程,通过随机有限元方法,建立焊装夹具误差与零件定位偏差的关系,有效模拟出车身零件因焊装夹具产生的法向定位偏差。以夹具定位点位置为设计参数,夹具定位误差为噪声参数,设计正交试验,分析不同定位方案下零件的定位精度,确定最佳定位方案。该方法在一前围侧板的焊装案例上得以验证。 展开更多
关键词 夹具定位 稳健设计 随机有限元方法 正交试验
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幂律全塑性罚函数随机有限元 被引量:2
12
作者 李建康 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期210-215,共6页
用罚函数有限元方法解决平面应变下的体积不可压缩问题 ,应用摄动有限元理论发展幂律全塑性随机有限元。并以弹性模量 E、泊松比 μ和节点坐标等为基本随机变量 ,推导有限元列式 ,给出单板受拉、梁受弯的算例。
关键词 随机分析 非线性有限元 随机有限元方法 幂律全塑性 罚函数
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随机有限元在球磨机结构动力响应求解中的应用
13
作者 周敬宣 王方明 何锃 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期46-48,共3页
在对球磨机结构及激励力建立简化模型的基础上 ,计算球磨机结构的动力位移响应 ,并采用结构元件声辐射理论预测球磨机结构治理前后的降噪量。结果表明 ,对于大型复杂结构 ,振动特性为宽频带振动 ,利用摄动随机有限元方法能准确地反映系... 在对球磨机结构及激励力建立简化模型的基础上 ,计算球磨机结构的动力位移响应 ,并采用结构元件声辐射理论预测球磨机结构治理前后的降噪量。结果表明 ,对于大型复杂结构 ,振动特性为宽频带振动 ,利用摄动随机有限元方法能准确地反映系统的实际行为 ,从而获得较好的预测效果。 展开更多
关键词 噪音控制 摄动随机有限元方法 球磨机 声辐射 结构动力位移响应
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固体推进剂药柱松弛模量随机粘弹性有限元分析 被引量:5
14
作者 张海联 周建平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期332-336,共5页
为了研究性能参数的分布对药柱结构完整性的影响 ,以不可压缩粘弹增量有限元和摄动法为基础 ,采用局部平均方法对随机场进行离散 ,发展了一种松弛模量随机粘弹有限元方法 ,讨论了模量的随机性对结构分析的影响。对药柱进行随机模拟 ,程... 为了研究性能参数的分布对药柱结构完整性的影响 ,以不可压缩粘弹增量有限元和摄动法为基础 ,采用局部平均方法对随机场进行离散 ,发展了一种松弛模量随机粘弹有限元方法 ,讨论了模量的随机性对结构分析的影响。对药柱进行随机模拟 ,程序实施简单 ,计算效率和精度较高。 展开更多
关键词 固体推进剂 推进剂药柱 结构分析 固体火箭发动机 松弛模量随机粘弹性有限元方法 随机模拟 随机 离散 局部平均方法
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多尺度随机性有限元在线性椭圆问题中的应用
15
作者 聂彬 吴宇清 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 CAS 2015年第3期321-325,共5页
非均质材料的力学性能在宏观和微观的尺度上都具有一定的不确定性,通过构建数学模型来研究、预测非均质材料的力学性能具有较高的理论价值和实际工程意义,多尺度随机有限元法正是在这一宏观背景下提出.以均值化理论及两尺度模型为基础,... 非均质材料的力学性能在宏观和微观的尺度上都具有一定的不确定性,通过构建数学模型来研究、预测非均质材料的力学性能具有较高的理论价值和实际工程意义,多尺度随机有限元法正是在这一宏观背景下提出.以均值化理论及两尺度模型为基础,结合随机有限元谱方法,旨在完整地模拟随机性周期分布的线性椭圆问题.模型藉由对微观尺度下对代表体元的微小摄动数值分析,求出随机参数的宏观等效值;并结合KL分解、混沌多项式展开考虑求解过程中的随机性问题,得到的数值结果和已有的蒙特卡洛方法有较高的吻合.分析结果显示出随着分析维度和阶数的提高,结果不断逼近真实解.并进一步指出,在兼顾效率和精度的情况下,一维分析时所取的维度数和阶数的极限. 展开更多
关键词 非均质材料 多尺度随机有限元方法 均质化理论 两尺度模型 摄动方法
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随机杆系结构几何非线性分析的递推求解方法 被引量:3
16
作者 黄斌 索建臣 毛文筠 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期835-842,共8页
建立了随机静力作用下考虑几何非线性的随机杆系结构的随机非线性平衡方程.将和位移耦合的随机割线弹性模量以及随机响应量表示为非正交多项式展开式,运用传统的摄动方法获得了关于非正交多项式展式的待定系数的确定性的递推方程.在求... 建立了随机静力作用下考虑几何非线性的随机杆系结构的随机非线性平衡方程.将和位移耦合的随机割线弹性模量以及随机响应量表示为非正交多项式展开式,运用传统的摄动方法获得了关于非正交多项式展式的待定系数的确定性的递推方程.在求解了待定系数后,利用非正交多项式展开式和正交多项式展开式的关系矩阵,可以很方便地得到未知响应量的二阶统计矩.两杆结构和平面桁架拱的算例结果表明,当随机量涨落较大时,递推随机有限元方法比基于二阶泰勒展开的摄动随机有限元方法更逼近蒙特卡洛模拟结果,显示了该方法对几何非线性随机问题求解的有效性. 展开更多
关键词 随机杆系结构 几何非线性 递推随机有限元方法 非正交多项式展开式 二阶泰勒展开
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随机梁式结构特征值的子结构递推求解方法
17
作者 万信华 黄斌 高洪波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1476-1479,共4页
将递推随机有限元法和子结构模态综合法结合起来,提出了求解随机梁式结构特征值的子结构递推求解方法。算例表明,对于较宽随机涨落范围内的随机特征值求解问题,子结构递推求解方法相对于传统的基于一阶、二阶泰勒展开的摄动随机方法而言... 将递推随机有限元法和子结构模态综合法结合起来,提出了求解随机梁式结构特征值的子结构递推求解方法。算例表明,对于较宽随机涨落范围内的随机特征值求解问题,子结构递推求解方法相对于传统的基于一阶、二阶泰勒展开的摄动随机方法而言,其结果能够更好地逼近蒙特卡罗模拟解。 展开更多
关键词 随机梁式结构 子结构模态综合法 递推随机有限元方法 摄动
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基于同伦分析方法的随机结构静力响应求解 被引量:4
18
作者 张衡 王鑫 +1 位作者 陈辉 黄斌 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期27-33,61,共8页
该文提出了一种基于同伦分析方法的求解含随机参数结构的静力响应的新方法。该方法将随机静力平衡方程重新进行同伦构造,利用含随机变量和趋近函数的同伦级数展式来表示结构的随机静力位移响应,该同伦级数的各阶确定性系数和趋近函数可... 该文提出了一种基于同伦分析方法的求解含随机参数结构的静力响应的新方法。该方法将随机静力平衡方程重新进行同伦构造,利用含随机变量和趋近函数的同伦级数展式来表示结构的随机静力位移响应,该同伦级数的各阶确定性系数和趋近函数可通过对一系列的变形方程求解得到。由于趋近函数的引入,该同伦级数解相较于传统的摄动法有更大的收敛范围,对于含较大变异性随机参数的结构也能获得不错的求解精度。同时,该文提出了一种降维策略来提高该方法的计算效率。数值算例表明,与目前广泛应用的广义正交多项式展开法(GPC)相比,从计算精度上看,该文方法的3阶展开与GPC2阶展开相当,该文方法的6阶展开与GPC4阶展开相当,而计算时间上前者均明显少于后者。此外,该文方法也可以方便地应用到随机结构的几何非线性分析当中,并具有较好的计算精度和计算效率。 展开更多
关键词 随机静力响应分析 同伦分析方法 摄动法 随机有限元方法 几何非线性分析
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考虑土体强度参数深度依赖性的非平稳随机场边坡滑动深度和体积分析 被引量:1
19
作者 曾勇 李亚军 +1 位作者 严俊 田振华 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期174-183,192,共11页
基于随机有限元方法(RFEM)和Monte-Carlo模拟,建立了能够模拟具有深度依赖性的土体强度参数边坡或具有软弱夹层边坡的非平稳随机场模型。通过辐射扫描方法获取最危险滑动面,得到非平稳随机场边坡滑动深度和滑动体积。将该方法与均质边... 基于随机有限元方法(RFEM)和Monte-Carlo模拟,建立了能够模拟具有深度依赖性的土体强度参数边坡或具有软弱夹层边坡的非平稳随机场模型。通过辐射扫描方法获取最危险滑动面,得到非平稳随机场边坡滑动深度和滑动体积。将该方法与均质边坡和平稳随机场边坡获得的滑动深度和滑动体积进行对比,研究土体强度参数深度依赖性的非平稳随机场边坡的不同坡度和各向异性对滑动深度和滑动体积的影响。结果表明:基于RFEM的非平稳随机场滑动深度和滑动体积结果为地质灾害风险及后果评估提供了一个参考分析的新角度;参数的深度依赖性程度越高(变化率b越大),则边坡平均滑动深度和滑动体积越小;在大坡度滑坡风险后果评估中,可以基于均质边坡分析结果进行初步预估;在非平稳随机场中,随着各向异性的增大,所有坡度边坡的滑动体积变异系数增大;不同坡度下,水平方向的相关程度越大,则土坡内软弱夹层的不确定性越强,滑动体积的变异系数也不断增大。 展开更多
关键词 土体抗剪强度参数 空间变异性 深度依赖性 边坡滑动深度和体积 非平稳随机 随机有限元方法
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桥塔抗弯刚度随机性对斜拉桥动力特性的影响 被引量:4
20
作者 黄斌 李烨君 +1 位作者 朱礼平 张卫东 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期202-207,共6页
为了研究大跨斜拉桥结构参数不确定情形的动力特性,建立了鄂东长江大桥的平面有限元模型.考虑桥塔截面抗弯刚度的随机性,利用递推随机有限元法,分析了大跨斜拉桥频率和振型的均值和均方差.在此基础上,研究了桥塔截面抗弯刚度随机性对大... 为了研究大跨斜拉桥结构参数不确定情形的动力特性,建立了鄂东长江大桥的平面有限元模型.考虑桥塔截面抗弯刚度的随机性,利用递推随机有限元法,分析了大跨斜拉桥频率和振型的均值和均方差.在此基础上,研究了桥塔截面抗弯刚度随机性对大跨斜拉桥动力特性的影响.研究结果表明,当桥塔截面抗弯刚度变异系数达到0.3时,桥塔截面抗弯刚度的不确定性对鄂东长江大桥平面内第18、19、29、34、37和43阶频率和振型有较大影响. 展开更多
关键词 大跨斜拉桥 递推随机有限元方法 自然频率 变异系数
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