基于振动频率的响应面模型修正稳健估计法

• 作者: 王晓光 党李涛 马明
• 来源期刊: 公路交通科技
• 学科: 交通运输
• 关键词: 桥梁工程 模型修正 稳健估计法 结构评估 响应面模型 优化求解
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 桥梁工程
• 页码范围: 77-84
• 页数: 8页
• 分类号: U441
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-0268.2022.02.009

摘要

合理的结构有限元模型是进行结构评估的重要基础.为解决基于响应面法的有限元模型修正存在的多项式阶次选取规则不明和修正结果容易受优化目标质量影响的问题,以某斜拉桥为例,采用基于响应面的有限元模型修正方法,分析了多项式阶次与响应面精度、计算量之间的关系.将稳健估计法引入响应面优化求解过程,提高了基于响应面的模型修正的可靠性.分析了二阶多项式、三阶多项式和四阶多项式3种响应面模型,对比了3种响应面模型的响应面精度和计算量,对比了在优化目标与有限元指标差波动较大和较小2种工况下传统求解方法和稳健估计法的优化结果.结果表明:提高响应面模型的多项式阶次并不一定能提高响应面模型的精度,但随着多项式阶次的增加,响应面模型需要求解的未知参量急剧增加,增加了计算成本;在目标频率指标差波动较小的情况下,稳健估计求解法得到与传统最小二乘法相同的计算结果,当目标频率波动较大时,相较于最小二乘法,稳健估计法不会将指标差波动较大阶次的修正结果的误差传递到其他阶,最大条件地保证了修正结果的稳定性.