基于ANN的铅芯橡胶支座力学性能快速评估方法

• 作者: 李鹏飞 向胜涛 孔德睿 杨子泉
• 来源期刊: 吉林建筑大学学报
• 关键词: 桥梁工程 铅芯橡胶支座 FEM ANN 性能评估 参数寻优
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 工程科技|Engineering science & technology
• 页码范围: 12-22
• 页数: 11页
• 分类号: U443.4|U441+.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1009-0185.2021.04.003

摘要

在铅芯橡胶支座设计制造、性能评估中,传统试验方法与有限元方法难以实现支座力学性能快速评估,寻求最佳设计参数组合所需代价较大.为弥补传统方法的不足,本文提出了基于ANN的铅芯橡胶支座力学性能快速评估方法及参数寻优方法.首先,基于试验数据建立铅芯橡胶支座有限元模型,并通过试验数据与理论计算结果验证有限元模型的正确性与精度,编制程序批量生成不同参数组合下的铅芯橡胶支座有限元模型,提取计算结果生成数据集;其次,建立ANN非线性相关性模型,读取数据集进行训练,验证模型的泛化能力,保留精度最高的模型;然后,利用ANN模型对支座力学性能进行快速评估,引入粒子群算法结合ANN模型,实现指定力学性能指标下带约束的参数寻优.结果表明,有限元方法计算所得支座力学性能与试验结果基本一致,采用ANN模型可以较好地表征支座参数与其力学性能的非线性关系,实现支座力学性能快速评估,精度良好;引入粒子群算法结合ANN可以实现支座多目标参数寻优,所生成的支座参数均符合实际,且其对应的性能指标与目标值基本一致.