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多桥型桥梁的精细化模拟及有限元模型修正
| 论文题名： | 多桥型桥梁的精细化模拟及有限元模型修正 |
| 关键词： | 桥梁结构;健康监测;精细化建模;零阶优化;模型修正 |
| 摘要： | 桥梁结构位于交通网线的咽喉，关系着人民的生命安全及国家经济的发展。因此，在桥梁上安装健康监测系统以实现对结构的损伤预警、健康评估等功能具有重要意义。健康监测系统功能的实现依赖于精准的有限元模型，建立精细化的初始有限元模型，并借助于模型修正技术是获取系统所需精度模型的途径。 首先，介绍了桥梁建模、模态参数识别及模型修正的基本理论。讨论了大跨度桥梁中常见的建模策略，并详细介绍了连续梁桥、斜拉桥及拱桥的精细化建模方法；对于参数型模型修正中的修正参数选取原则、优化算法、相关性判断准则等方面也进行了探讨。 其次，详细阐述了随机子空间法识别模态的基本原理；提出将实体建模法与直接建模法相结合的结构建模方法，该方法可以有效提高模型修正效率，且结构模型越复杂，该方法建模效率的提升越明显；全面介绍了零阶优化算法的原理，探讨使用该算法实现模型修正的过程，并完成在Ansys平台上基于零阶优化算法的模型修正程序开发。 最后，将上述提到的建模方法及模型修正方法应用于三座实际工程桥梁。结果表明：随机子空间法可以有效地识别出实际结构的模态参数，具有算法抗噪性强、概念清晰、识别结果稳定的优点，适用于环境激励下的模态参数识别；提出的结构建模方法有效降低了精细化建模时间；结合零阶优化算法进行模型修正有效提高了模型与实际结构之间的吻合度，修正后的模型达到了预期目标，适用于健康监测系统。 |
| 作者： | 陈齐鑫 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 翁顺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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