基于响应面的模型修正方法及其在连续梁桥损伤识别中的应用研究

作     者：周雅玲 

作者单位：四川农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘国军;白光亮

授予年度：2020年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081406[工学-桥梁与隧道工程] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0814[工学-土木工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：响应面 有限元模型修正 遗传算法 损伤识别 荷载试验 

摘      要：桥梁有限元模型修正与损伤识别一直是国内外的研究热点之一。由于有限元模型的修正及损伤识别是复杂的力学反问题系统,针对结合响应面模型修正的损伤识别方法,大部分学者仅根据数值模型、缩尺结构或简支梁结构进行了验证,且仅采用静力响应或动力响应构造单目标函数进行优化求解,选取信息量较少。本文以实桥为例,结合响应面模型修正方法,联合静动力响应构造多目标函数对该桥进行损伤识别,探索能更为高效、准确、可靠地识别实桥梁体开裂损伤并易于运用到实际工程中的方法。本文主要工作及研究内容如下:1、简述了响应面方法的基本概念,详细介绍了基于响应面法进行有限元模型修正的步骤、构造具有动态加权系数的联合动静力目标函数的方法以及遗传算法用于优化求解的理念与优势。2、对通善大桥主桥进行荷载试验,获得该桥在不同静动载工况下的静动力响应。整理分析并选取用于有限元模型修正的试验数据,为该桥基于响应面方法的模型修正提供依据。3、对通善大桥主桥有限元模型进行修正。建立通善大桥主桥的响应面模型,采用遗传算法对联合静动力响应构造的目标函数进行优化求解。将求解结果带回有限元模型中验证修正结果的准确性,可知结构静动力响应与现场实测值非常接近。4、以修正后完整状态下的通善大桥主桥有限元模型为基准,根据桥型的受力特性及易损部位将结构划分节段,以节段材料参数建立响应面模型。采用基于响应面模型修正的方法对各预设损伤工况进行识别,验证了该方法能良好识别节段单损伤及多损伤位置及程度,也能准确将节段内的单元损伤定位在单元所处节段。