首頁 > 期刊 > 自然科學(xué)與工程技術(shù) > 工程科技II > 公路與水路運輸 > 交通運輸工程學(xué)報 > 基于實數(shù)編碼遺傳算法的橋梁有限元模型修正方法 【正文】
摘要:為克服傳統(tǒng)橋梁有限元模型修正迭代優(yōu)化過程中存在的局部收斂和提高模型修正精度,提出了聯(lián)合實數(shù)編碼遺傳算法與靜動力實測數(shù)據(jù)的有限元模型修正方法;引入四邊形等參元理論和牛頓迭代法編制宏命令,實現(xiàn)有限元模型中車輛荷載的快速自動加載;基于結(jié)構(gòu)有限元模型靜動力特性構(gòu)造目標(biāo)函數(shù),以實數(shù)編碼遺傳算法為優(yōu)化策略,采用MATLAB平臺建立了有限元模型修正框架;通過對一個簡支框架結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬,對比了所提出優(yōu)化方法與其他方法的收斂效率和修正結(jié)果,以驗證所提出方法的有效性;采用拉丁超立方體抽樣分析了有限元模型參數(shù)變化對橋梁動力響應(yīng)的影響,以確定待修正參數(shù),并采用所提方法修正了一座改建的空心板橋梁的實體有限元模型。分析結(jié)果表明:零階算法和一階算法對參數(shù)的敏感性和修正范圍依賴大,選用敏感性較小的參數(shù)或者參數(shù)修正范圍大于50%將會導(dǎo)致錯誤的修正結(jié)果;實數(shù)編碼遺傳算法對初始輸入不敏感,可避免局部收斂的情況;采用靈敏度分析得到的主要待修正參數(shù)有空心板彈性模量、現(xiàn)澆層彈性模量以及支座橫橋向和順橋向的約束剛度;修正后的空心板彈性模量增幅約為19.13%,現(xiàn)澆層彈性模量增幅約為16.00%,橫向約束剛度增幅約為46.21%,縱向約束剛度增幅約為72.72%,修正后的有限元模型的靜動力特性與實測響應(yīng)吻合良好,各測點靜力響應(yīng)誤差均小于4%,動力響應(yīng)誤差小于3%。
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