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基于响应面法的拱桥Benchmark模型修正
| 论文题名： | 基于响应面法的拱桥Benchmark模型修正 |
| 关键词： | 拱桥;模型修正;结构分析;响应面法;损伤识别;Benchmark模型 |
| 摘要： | 模型修正技术是通过动静载试验的实测数据，对基于设计图纸建构的初始有限元模型进行修正，使得修正后的模型在试验条件下的响应与试验实测数据相吻合，从而达到对结构的安全可靠性做出真实评价的一种方法。模型修正技术的工程研究进展对于桥梁结构的运营安全性能的评估，结构在各种受力工况下的响应预报，以及结构的健康监测和损伤识别都有着重要的工程意义和实用价值。 本文从有限元分析过程中基本理论入手，包括各类矩阵的内容、形式以及存储方法，截面偏心的考虑方法等；以 MATLAB为平台编写结构有限元分析程序；总结各个模块的构架方式、界面以及操作方式，着重对部分计算核心理论进行阐述；以连续梁桥、斜拉桥与悬索桥三座具有代表性的实际桥梁为案例进行仿真分析，并与通用有限元软件进行比较，验证程序的正确性，并为后续的模型修正分析打下基础。 对基于响应面法的有限元模型修正的理论、原理和基本步骤进行归纳总结，详细阐述基于响应面的有限元模型修正过程中的几个关键环节，编制基于响应面法的有限元模型修正程序，进行试验设计时将试验参数点代入编写的结构分析软件中，将一简单数值模型进行修正验证响应面方法的适用性以及程序的正确性。 在上述基础上以石门水库特大桥Benchmark模型为研究对象，对相应的有限元仿真模型进行修正。对大量设计参数的灵敏度分析不仅筛选出对结构响应影响更为显著的参数，更大大缩减了计算工作量。采用径向基函数加多项式形式作为响应面函数对该拱桥模型进行拟合获取的响应面模型十分精确，保证了修正后模型与Benchmark模型的一致性，从而作为进一步研究或工程应用的基准模型。 最后以修正后所得有限元模型作为石门水库特大桥Benchmark模型的基准有限元模型，对Benchmark模型进行更换节段等方式分别模拟其4种损伤工况，采用二次多项式函数作为响应面基本形式，对待修正参数进行修正分析其损伤情况，因此基于响应面法的模型修正可以对构件的损伤位置以及其损伤程度进行一定的预判，具有一定的工程意义。 |
| 作者： | 张超 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 梁鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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