桥梁有限元模型修正和模型确认PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 有限元模型修正 1

1.1.1 有限元模型修正的基本概念 1

1.1.2 实验模型与理论模型的相关性 2

1.1.3 基于动力的有限元模型修正 3

1.1.4 基于静力的有限元模型修正 4

1.1.5 联合静动力的有限元模型修正 5

1.1.6 基于响应面方法的有限元模型修正 5

1.1.7 有限元模型修正软件 6

1.1.8 有限元模型修正存在的主要问题 6

1.2 有限元模型确认 7

1.2.1 有限元模型确认的基本概念 7

1.2.2 有限元模型确认存在的主要问题 8

本章参考文献 8

第2章 有限元模型修正的理论基础 13

2.1 有限元建模与模态测试 13

2.1.1 有限元建模 13

2.1.2 模态测试 14

2.2 相关性判断准则 15

2.2.1 静力特性相关性 15

2.2.2 频率相关性 16

2.2.3 振型相关性 16

2.2.4 交叉正交性 16

2.2.5 有效质量准则 17

2.3 测试和计算数据的匹配程度 17

2.3.1 有限元模型缩聚 18

2.3.2 实验模态振型扩展 23

2.4 有限元模型修正过程 24

2.4.1 目标函数和振型规则化 25

2.4.2 修正参数 28

2.4.3 修正参数选取 29

2.4.4 优化算法 30

本章参考文献 37

第3章 有限元模型修正的基本方法 40

3.1 概述 40

3.2 矩阵型修正方法 40

3.2.1 Berman法 40

3.2.2 改进的Berman法 42

3.2.3 子矩阵修正法 43

3.2.4 改进的子结构模型修正法 46

3.3 设计参数型修正方法 51

3.3.1 迭代法 51

3.3.2 优化法 52

3.3.3 摄动法 53

3.3.4 改进正交模型—正交模态（ICMCM）法 54

3.4 基于频响函数的修正方法 56

3.5 基于静力位移测试的模型修正方法 58

3.5.1 静力位移残差矩阵 58

3.5.2 静力位移残差对修正参数的灵敏度矩阵 58

3.5.3 求解方法 59

本章参考文献 59

第4章 基于动力的桥梁有限元模型修正 62

4.1 基于动力的单目标函数 62

4.2 基于动力的多目标函数 63

4.3 基于单目标优化的有限元模型动力修正 64

4.3.1 数值模型的修正 64

4.3.2 预应力混凝土梁桥的有限元模型修正 69

4.4 基于多目标优化的有限元模型动力修正 78

4.4.1 数值模型算例 78

4.4.2 预应力混凝土连续箱梁桥的有限元模型修正 79

本章参考文献 83

第5章 基于静动力的桥梁有限元模型修正 84

5.1 基于静力的有限元模型修正方法 84

5.1.1 基于静力的有限元模型修正的基本步骤 84

5.1.2 加载工况、测试工况和待修正参数之间的关系 86

5.1.3 基于静力的有限元模型修正误差分析 89

5.2 基于静动力的有限元模型动力修正 92

5.2.1 联合静动力的目标函数 92

5.2.2 数值模型的修正 93

5.2.3 工程应用实例 96

本章参考文献 106

第6章 基于响应面方法的桥梁有限元模型修正 107

6.1 响应面方法的概念及其研究现状 107

6.2 基于响应面方法的结构有限元模型修正 109

6.2.1 试验设计 110

6.2.2 参数显著性检验 112

6.2.3 响应面函数形式的选择与拟合 114

6.2.4 响应面模型验证 117

6.3 基于动力响应面的有限元模型修正 118

6.3.1 基于二阶响应面的有限元模型修正实例 118

6.3.2 基于三阶响应面的有限元模型修正实例 123

6.4 基于静力响应面方法的有限元模型修正 132

6.4.1 基于静力响应面方法的模型修正原理 132

6.4.2 数值算例分析 134

6.4.3 基于静力响应面方法的桥梁有限元模型修正实例 137

6.5 基于响应面模型修正的损伤识别 142

6.5.1 基于单元模态应变能变化的损伤指标 142

6.5.2 基于响应面模型修正的梁结构损伤识别数值模拟 144

6.5.3 基于响应面模型修正的梁结构损伤识别试验验证 153

本章参考文献 161

第7章 基于响应面方法的桥梁有限元模型确认 165

7.1 概述 165

7.2 基于响应面的有限元模型确认方法 166

7.2.1 有限元模型确认研究现状 166

7.2.2 不确定性量化和传递分析 168

7.2.3 计算／试验相关性分析 169

7.2.4 模型有效性评估 170

7.3 基于三阶响应面的下白石大桥有限元模型修正 171

7.3.1 下白石大桥健康监测系统简介 171

7.3.2 模态分析与监测数据统计处理 173

7.3.3 下白石大桥初始有限元模型（FEM） 186

7.3.4 待修正参数的选择及其范围的确定 188

7.3.5 试验设计 189

7.3.6 响应面函数拟合 201

7.3.7 响应面模型验证 206

7.3.8 模型修正 206

7.4 基于高阶响应面的下白石大桥有限元模型确认 207

7.4.1 下白石大桥不确定性量化和传递分析 207

7.4.2 下白石大桥计算／试验相关性分析 211

7.4.3 下白石大桥模型有效性评估 215

本章参考文献 216