桥梁结构基于高维模型拟合响应面的参数识别

为提高响应面法在桥梁结构参数识别中的计算精度,提出了基于高维模型拟合响应面的参数识别方法.即采用HDMR响应面法拟合结构响应面,并基于该响应面进行结构参数的识别.研究了HDMR响应面的基本构造方法,阐述了在响应面基础上通过有约束最小二乘优化实现参数识别的一般过程.以一座连续梁及一座独塔斜拉桥为算例进行分析,探讨了该方法在结构参数识别中的计算精度及效率.结果表明,相比传统响应面法,该方法在计算精度上具有显著优势.同时也验证了该方法在大型桥梁结构参数识别中的可靠性和适用性.

基于响应面法的电动振动台垂直扩展台面优化

针对电动振动台垂直扩展台面一阶垂向共振频率较低的问题,以某垂直扩展台面为研究对象,采用有限元软件建立垂直扩展台面的有限元模型,以空心圆柱内圆半径、裙边高度、裙边至台面中心距离和台面底部安装半径作为优化参数,通过不同的试验设计分别构造响应面拟合的输入矩阵和验证矩阵,最后采用全局响应面法对垂直扩展台面的结构参数进行优化。结果表明,优化后的垂直扩展台面一阶垂向共振频率由2132.98Hz提升至2185.21Hz,从而验证了该优化方法的有效性。该方法对其他台面的优化设计具有一定的参考意义。

基于SVM的RSM模型拟合方法研究

对于多极值、存在高阶交互作用和约束的复杂过程,参数RSM整体代表性差,难以达到全局最优;而非参数RSM在样本量有限时泛化性差,模型难以优化.将RSM模型拟合归结为一类有限制条件、可主动获取样本点的小样本学习问题;提出一种基于SVM的复杂过程RSM模型拟合方法,并提出了适用于RSM的实用性SVM核函数及参数选择方法.算例研究表明,所提的核函数及参数选择方法得到的泛化误差与其最小值的平均偏离率在20%以内;基于SVM的RSM拟合模型对因子约束、误差分布无严格限制,泛化性能、曲面重现能力均优于现有RSM,其平均泛化误差与样本量分别比非参数RSM降低约20%和30%,说明了所提方法的有效性与优越性.

基于响应面法的加筋细砂土极限承载力分析

采用响应面法对加筋细砂土的极限承载力计算公式进行了拟合,并将拟合公式用文献中的实验数据进行了验证,得到了较好的效果。拟合和验证所用实验数据的加筋间距和填料最大粒径均满足这一条件。为了评价拟合公式的计算效果,分别对文献中的数据采用Wu的公式、Yang的公式和拟合公式计算其加筋体的极限承载力,发现当时,拟合公式的计算结果与测量值之间的误差最小,而Wu的公式低估了加筋土复合体的极限承载力,Yang的公式高估了加筋土复合体的极限承载力。当时,Wu的公式由于考虑了土颗粒粒径的影响,计算结果与测量值误差最小,此时拟合公式误差较大,不能采用拟合公式。

两种地球重力场模型在GNSS高程拟合中的适用性分析

为比较XGM2019e与EGM2008两种地球重力场模型在GNSS高程拟合中的适用性,基于“移去-恢复”法,使用平面拟合、二次曲面拟合及多面函数拟合在两个不同地形条件区域开展GNSS高程拟合实验。实验数据表明,在两个区域中,基于XGM2019e模型计算出3种不同拟合方法的外符合精度依次为2.22,1.62,1.85 cm及1.56,3.32,1.17 cm,均高于使用EGM2008模型计算出的外符合精度,表明在实验区域内使用XGM2019e模型进行GNSS高程拟合的效果优于EGM2008模型,将XGM2019e模型与不同GNSS高程拟合方法进行组合,还可进一步提升GNSS高程拟合精度。

一种改进的适用于不同地形的GPS高程拟合模型

根据GPS高程拟合中不同拟合模型的特点,利用多面函数较好的整体拟合性和移动法灵活的局部拟合性,提出了一种基于多面函数和移动法的综合模型。3种不同地形的算例表明,本文提出的综合模型在不同地形条件下较其他两种综合模型拟合效果更好,即拟合精度更高,残差更稳定。

基于响应面法的移动式防洪墙优化分析

移动式防洪墙作为常见的城市防洪设施在不同城市被不断普及,为使移动式防洪墙在设计初期参数有设计依据、后期有优化方法,利用有限元分析法对移动式防洪墙结构影响进行分析,以此确定响应面法分析参数为中心立柱高、中心立柱宽和挡板跨长,并利用有限元计算设计试验组的响应值数据,为响应面法分析提供充足的样本数据。基于响应面法对有限元分析所得参数进行分析,设计合理的试验对照组,并根据有限元数据和实际造价数据对防洪墙进行应力值、位移值的参数权重分析,计算出对应参数的拟合方程,得到残值、预测值、实际值的对照结果和响应面图。根据实际工程、造价进行合理约束,分析得到防洪墙设计的最优尺寸,为移动防洪墙的设计和结构优化提供可靠的方案。

基于随机响应面法的金鸡岭岩质边坡可靠度分析及抽样方法对比

结合有限元滑面应力法和Hermite随机响应面法建立了金鸡岭岩质边坡稳定可靠度非侵入式分析模型,在此基础上研究了均匀设计抽样、LHS抽样、改进LHS抽样和分层抽样4种抽样配点方法对随机响应面的拟合精度、边坡失效概率及安全系数统计特征的影响。结果表明:(1)金鸡岭岩质边坡未支护状态下的失效概率约为18.4%,失稳风险较大,需采取支护加固措施;(2)改进LHS抽样和LHS抽样所构造的随机响应面具有较好的拟合精度,抽样配点效果优于分层抽样和均匀设计抽样;(3)建议边坡可靠度非侵入式随机分析采用改进LHS抽样或LHS抽样进行随机响应面的抽样配点计算,并尽可能多地选取样本点以外的验算点对随机响应面拟合精度进行校验。

基于EGM2008模型的山地地区水准拟合研究

随着地球重力场模型精度和分辨率的不断提高,但在高差较大的山地地区的水准拟合精度不高。基于此,提出了一种基于EGM2008模型和多面函数的“移去-恢复”水准拟合方法;并以河南省某山地高差较大地区为例进行了计算。结果表明,该方法拟合精度可达2 cm。

基于随机响应面法的基坑地连墙可靠度分析

基于随机响应面法和ABAQUS有限元软件,建立了基坑地连墙最大侧向位移的随机响应面函数,得到地连墙的功能函数,对随机响应面进行了拟合精度验算,基于随机响应面法对地连墙进行可靠度分析.结合基坑工程实例,利用随机响应面法计算了支护结构的可靠指标,并且对比分析了土体参数的随机性对随机响应面拟合精度和结构可靠指标的影响.结果表明:①基于概率配点法的随机响应面的拟合精度很高;②弹性模量相较于内摩擦角和黏聚力对支护结构可靠指标的影响更加明显;③支护结构最大侧移的控制指标为30 mm时,三种随机变量下结构的可靠指标均大于4.5,表明基坑稳定性很好.

中国地壳运动整体速度场模型的建立方法研究

利用所能得到的 4 6 8点的高精度GPS速度场 ,采用计算欧拉矢量法和多面函数拟合法分别在细分块体和不细分块体的情况下建立了中国地壳运动整体速度场模型 ,并对其结果进行了分析。结果表明 ,在对块体介质刚弹性的认定不明确时 ,多面函数拟合法比计算欧拉矢量法更适合中国平面地壳运动速度场模型的建立。

散乱数据点云型面特征分析算法的研究与应用

提出一种产品散乱数据点云型面特征快速分析算法。该算法基于R*-tree动态空间存取模型,能快速、准确地获取点云局部型面参考数据,并采用最小面积包围矩形法对其进行参数化;以自由曲面逼近产品局部型面,估算数据点云型面曲率值;将点云型面曲率映射为RGB颜色值,以曲率云图反映产品型面特征分布。该算法运行效率高,产品数据适应性强,型面特征分析结果准确。

星点设计效应面法优化可溶性糖的提取工艺

采用星点设计效应面法考察了乙醇体积分数(0,17%,40%,63%,80%)、提取温度(60℃,68.5℃,80℃,91.5℃,100℃)和提取时间(15,24.5,37.5,50.5,60 min)对可溶性糖含量的影响,研究了蒽酮比色法测定可溶性糖含量的最佳提取方法.利用Design-Expert.8.0.6软件对实验数据进行二次多项式模型拟合.结果表明:乙醇体积分数和提取时间对可溶性糖含量有显著影响(P<0.05),提取温度无影响(P>0.05),影响次序为:乙醇体积分数>提取时间>提取温度.可溶性糖的最佳提取工艺为:乙醇体积分数54%,提取温度100℃,提取时间60 min.

基础隔震建筑非线性动力响应的时程计算方法

应用随机振动等价线性化法和Benc-Wen光滑模型拟合基础隔震系统中隔震层的滞回特性,采用wilson-θ法和线性加速度法直接积分,对基础隔震建筑物的非线性地震动力时程响应进行了研究,并通过算例计算表明,两种方法拟合效果理想,值得推广。

基于含水量-电导率拟合曲线模型优化丹参酮提取物微乳的研究

目的 证实“含水量-电导率拟合曲线”模型测定微乳水包油(O/W)型相临界点的精确性,进一步使用该模型优化丹参酮提取物微乳。方法 以“含水量-电导率拟合曲线”模型确定微乳转变为O/W型的相临界点,根据微乳油相、总表面活性剂、水相占比,使用Origin 2021软件绘制伪三元相图,筛选成乳区域大的各相配比;以微乳的平均粒径、多分散系数(PDI)为考察指标,星点设计-响应面法优化微乳;采用高速离心和4、25℃下静置60 d,考察微乳的稳定性。结果 优化后的微乳处方为(含药油相为18.11%,聚山梨酯80为61.21%,1,2-丙二醇为20.68%,临界点含水量为64.29%),Km为2.96,配制温度为27.4℃,不同实验条件下微乳的稳定性均良好。结论 “含水量-电导率拟合曲线”模型确定的O/W型相临界点精确性高,优化后的微乳稳定性好,达到了预期的研究目标。

基于三维随机坍塌模型的软岩隧道掌子面抗震稳定性的可靠度分析（英文）

采用对数螺旋曲线构建了软岩隧道掌子面的牛角破坏模式,利用拟静力法将地震力引入到牛角破坏模式中,考虑岩体参数及荷载的随机性,建立地震效应下软岩隧道掌子面的三维随机坍塌模型。将极限分析上限法和响应面法有机结合,对软岩隧道掌子面的抗震性进行了可靠度分析。研究表明,支护力、地质强度指标、单轴抗压强度、岩体重度以及地震力对隧道掌子面的可靠度均有显著影响。尤其是水平地震力和竖直地震力的影响更不容忽视,否则会明显高估计算结果,但是在计算精度要求不高的条件下可以忽略其相关性的影响。

基于径向基响应面优化断路器温控研究

在研究断路器温度变化过程中,控制其温度变化是一项极为重要的工作。由于试验分析温度变化过程时会受到各种因素的影响的干扰,因此需要利用试验设计筛选出关键影响因子进行重点改进。文章在结合一次对断路器温变过程的全面调查所获得的实际数据的基础之上,首先利用均匀设计与正交设计在试验次数相近时,均匀性更好的、更具代表性的特点进行试验分析;然后通过响应面法(Response Surface Methodology——RSM)构建断路器温度变化的回归模型,并且利用残差进行插值拟合,最终构建基于径向基函数的响应面模型。并且期望改进后的模型更能有效的避免传统响应面优化方法的缺点。

响应面法优化间接生物浸出铜钴矿中有价金属的工艺参数

在生物浸出铜钴矿的基础上,采用生物活性沥浸液为浸出剂和响应面法优化浸出工艺参数以实现铜钴矿的高效生物浸出。菌液体系包含氧化硫硫杆菌,氧化亚铁硫杆菌和嗜铁钩端螺旋菌的混合体系。经30组实验结果统计分析发现,显著影响铜钴矿中Cu和Co浸出的因素为温度、固液比、初始pH、转速,以及温度-固液比、固液比-初始pH、固液比~2和初始pH~( 2)的交互影响,而显著影响Fe浸出的因素为温度、固液比、初始pH和固液比~2的交互影响。此外,针对生物浸出铜钴矿中Cu、Co和Fe浸出率的3个预测模型R~2分别为0.986 4、0.968 7和0.938 1,表明预测模型具有较高真实性。最终,铜钴矿的最优生物浸出参数为温度47.08℃、固液比1.17%、初始pH 0.81、转速120 r/min。在优化条件下,预测值分别为Cu 99.36%、Co 91.87%、Fe 88.43%,浸出24 h后实测值分别为100%、96.53%、86.11%。

基于响应面法的正交异性钢桥面板优化设计研究

为了综合提高正交异性钢桥面板的抗疲劳性能和经济性,以顶板厚度、U肋厚度、横隔板厚度为设计参数,以U肋角焊缝最大拉应力、弧形开孔最大压应力、U肋嵌补段最大拉应力、单位长度用钢量为目标响应,开展了正交异性钢桥面板优化设计研究。基于有限元仿真,确定了不同疲劳易损部位的最不利荷载位置,通过Box-Behnken试验设计方法开展了多参数仿真分析,通过F检验法分析了设计参数对目标响应的影响显著性水平,提出了目标响应简化非线性响应面拟合方程。最后构造了多目标优化期望函数,对目标响应进行了组合优化。结果表明:优化结果相比于原设计值,结构最大应力指标下降27.2%,单位长度用钢量下降18.4%,抗疲劳性能与经济性显著提升。

寒区再生砖骨料混凝土路用性能多目标优化

以5~10 mm、10~20 mm再生砖骨料和水灰比为自变量因子,将抗压强度、耐磨性能和抗冻性能等路用性能作为目标,采用中心复合试验设计,确定混凝土中不同因素的影响程度。对试验结果进行回归拟合,提出因子与混凝土路用性能之间的拟合模型,并利用方差分析验证模型的可靠性和稳定性。利用响应面3D图对模型深入分析,确定因子对再生砖骨料混凝土三项寒区路用性能影响程度,从高到低依次是:水灰比、10~20 mm砖骨料和5~10 mm砖骨料。结合渴求函数优化寒区再生砖骨料混凝土的路用性能,以满足3种寒区路况的要求:最大限度强化抗压强度和抗冻性;最大限度提高耐磨性,同时保持优异的抗压强度和抗冻性;根据权重强化抗冻性。研究结果表明:提出的拟合模型可根据工程目标反向求出最佳配比,优化再生砖骨料混凝土的制备工艺,为实际工程应用提供参考。