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基于径向基神经网络的有限元模型修正研究

南京航空航天大学学报 2004年第6期36卷 748-752页

作者：费庆国张令弥南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

设计参数型有限元模型修正属于结构动力学反问题 ,其理论基础是将结构的特征量视为设计参数的函数 ,然后依据特征量对设计参数的一阶导数信息进行迭代求解。本文提出了一种基于径向基神经网络的有限元模型修正方法 ,把模型修正归结为正... 详细信息

设计参数型有限元模型修正属于结构动力学反问题 ,其理论基础是将结构的特征量视为设计参数的函数 ,然后依据特征量对设计参数的一阶导数信息进行迭代求解。本文提出了一种基于径向基神经网络的有限元模型修正方法 ,把模型修正归结为正问题进行研究。首先将特征量视为自变量 ,设计参数视为因变量 ,以径向基神经网络逼近两者之间的非线性映射关系 ,然后利用神经网络的泛化特性直接求解设计参数的目标值。不但无需迭代求解 ,而且避开了反问题所面临的复杂的非线性优化计算。 GARTEUR飞机模型仿真研究的结果表明 ,修正后设计参数误差在 2 %以内 ,模态频率误差在 1 %以内。

关键词：固体力学模型修正神经网络径向基函数

零阶与一阶优化算法在悬索桥模型修正中的应用对比分析

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振动与冲击 2007年第4期26卷 35-38,68页

作者：郭彤李爱群费庆国王浩东南大学土木工程学院南京210096

为了给健康监测研究提供一个较为准确的有限元基准模型,采用零阶与一阶优化算法作为悬索桥模型修正的基本工具,同时将优化算法与大型有限元分析软件相结合,以考虑大跨悬索桥的非线性和应力刚度。对零阶与一阶优化算法在悬索桥模型修正... 详细信息

为了给健康监测研究提供一个较为准确的有限元基准模型,采用零阶与一阶优化算法作为悬索桥模型修正的基本工具,同时将优化算法与大型有限元分析软件相结合,以考虑大跨悬索桥的非线性和应力刚度。对零阶与一阶优化算法在悬索桥模型修正中的具体实现方法进行了探讨。针对润扬大桥悬索桥,利用健康监测系统的实测数据进行了优化算例分析,优化过程中结合了动力与静力两方面的约束信息,使得结果更趋于合理。对两种算法的准确性和计算效率进行了对比分析,提出了应用建议。

关键词：零阶优化算法一阶优化算法模型修正悬索桥非线性

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基于正交检验法的颤振分析模态跟踪技术

振动与冲击 2017年第19期36卷 84-89,134页

作者：蒋令闻杭晓晨费庆国江苏省工程力学分析重点实验室南京210096 东南大学工程力学系南京210096

模态跟踪是颤振分析的关键问题之一。常见的基于模态置信度的跟踪方法在颤振点附近常会出现错误导致跟踪失败。通过探究该方法的数学机理,阐明了基于模态置信度跟踪方法存在的缺陷,进而引入左特征向量,研究了一种基于正交检验法的模态... 详细信息

模态跟踪是颤振分析的关键问题之一。常见的基于模态置信度的跟踪方法在颤振点附近常会出现错误导致跟踪失败。通过探究该方法的数学机理,阐明了基于模态置信度跟踪方法存在的缺陷,进而引入左特征向量,研究了一种基于正交检验法的模态跟踪技术。采用一悬臂直翼盒模型开展仿真研究,在状态空间下进行颤振分析,基于正交检验法得到其根轨迹图,并将模态跟踪结果与MAC值法进行对比,证明了正交检验法具有更好的模态跟踪效果。

关键词：颤振状态空间特征向量模态跟踪模态置信度

基于Matlab平台的组合结构动态分析工具箱的开发与应用

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振动与冲击 2003年第4期22卷 32-35,57页

作者：秦仙蓉费庆国张令弥顾明同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 南京航空航天大学振动工程研究所

组合结构动态分析是结构动力学的一个重要分支。本文开发了一个基于Matlab平台的面向对象的组合结构动态分析工具箱 ,概括了工具箱所采用算法的理论背景 ,介绍了工具箱的构成和流程 ,给出了工具箱开发过程中一些关键问题的解决方案 ,并... 详细信息

组合结构动态分析是结构动力学的一个重要分支。本文开发了一个基于Matlab平台的面向对象的组合结构动态分析工具箱 ,概括了工具箱所采用算法的理论背景 ,介绍了工具箱的构成和流程 ,给出了工具箱开发过程中一些关键问题的解决方案 ,并以一个两层二维框架结构的组合结构动态特性分析为例来验证工具箱的可靠性。组合结构分析结果与有限元理论计算结果符合良好。

关键词： Matlab 结构动力学组合结构动态分析可靠性有限元分析

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GARTEUR有限元模型修正与确认研究

航空学报 2004年第4期25卷 372-375页

作者：费庆国张令弥郭勤涛南京航空航天大学振动工程研究所江苏南京210016

待修正参数的选择以及修正后模型的质量评估是有限元模型修正的两个重要问题。以欧洲学术界广泛采用的GARTEUR飞机模型为例,利用基于灵敏度分析的模型修正方法,通过仿真算例研究参数选择对模型修正质量的影响,并以试验数据为目标值对有... 详细信息

待修正参数的选择以及修正后模型的质量评估是有限元模型修正的两个重要问题。以欧洲学术界广泛采用的GARTEUR飞机模型为例,利用基于灵敏度分析的模型修正方法,通过仿真算例研究参数选择对模型修正质量的影响,并以试验数据为目标值对有限元模型进行修正与确认。为全面评估模型的修正质量,引入三级标准对修正后有限元模型进行确认。

关键词：固体力学模型确认有限元法模型修正参数选择

基于Morlet小波滤波提高系统参数识别精度的方法(英文)

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2005年第3期22卷 206-211页

作者：岳林费庆国张令弥南京航空航天大学机电学院南京航空航天振动工程研究所

提出了一种基于连续小波变换的时频域滤波方法,用于频响函数估计前的信号预处理。采用Morlet小波构造一种FIR滤波器对信号滤波,不会引起相位失真。提出了一种改进的小波基以满足瞬态激励情况的时频域分辨率要求。采用GARTEUR飞机模型构... 详细信息

提出了一种基于连续小波变换的时频域滤波方法,用于频响函数估计前的信号预处理。采用Morlet小波构造一种FIR滤波器对信号滤波,不会引起相位失真。提出了一种改进的小波基以满足瞬态激励情况的时频域分辨率要求。采用GARTEUR飞机模型构造仿真算例,对仿真数据添加白噪声。仿真结果表明,系统参数识别精度明显改善,滤波后获得的阻尼估计误差较滤波前下降了30%。

关键词：小波滤波 Morlet小波频率响应函数系统识别

数值模拟联合算法及其在润扬大桥可靠度评估中的应用

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土木工程学报 2006年第9期39卷 80-85,97页

作者：郭彤李爱群缪长青费庆国东南大学江苏南京210096

为了定量研究大跨桥梁在外界随机因素作用下的结构安全性,实现在线状态的可靠度评估,利用可靠度的随机有限元法对润扬大桥悬索桥在正常运营和损伤等多种工况下的结构可靠度进行了数值模拟和可靠度评估。分析中采用蒙特卡罗重要抽样法和... 详细信息

为了定量研究大跨桥梁在外界随机因素作用下的结构安全性,实现在线状态的可靠度评估,利用可靠度的随机有限元法对润扬大桥悬索桥在正常运营和损伤等多种工况下的结构可靠度进行了数值模拟和可靠度评估。分析中采用蒙特卡罗重要抽样法和中心复合响应面法的联合算法作为数值模拟的基本工具,介绍了联合算法的具体实现途径、随机变量的参数定义并对大跨桥梁基于可靠度指标的评估准则进行了讨论。得到了多个随机变量的概率灵敏度、主要失效模式所对应的可靠度指标及其相应的状态等级。算例分析结果表明,基于随机有限元的可靠度分析方法可以较好地描述大跨桥梁的非线性特征,联合算法的应用提高了可靠度分析的效率和精度,其结果为润扬大桥悬索桥的状态评估和健康监测提供了参考。

关键词：可靠度蒙特卡罗法响应面法状态评估健康监测

用于结构计算仿真的神经网络样本点选择方法研究

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地震工程与工程振动 2005年第1期25卷 21-25页

作者：费庆国张令弥王彤南京航空航天大学振动工程研究所江苏南京210016

本文对影响结构计算仿真神经网络精度的训练样本选择方法进行了分析。以卫星天线模型(ANTENNA)和飞机模型(GARTEUR)为对象,以样本数量和网络模型的均方误差为指标,对多种样本选择方法进行了比较。结果表明,均匀设计方法可以用较少的训... 详细信息

本文对影响结构计算仿真神经网络精度的训练样本选择方法进行了分析。以卫星天线模型(ANTENNA)和飞机模型(GARTEUR)为对象,以样本数量和网络模型的均方误差为指标,对多种样本选择方法进行了比较。结果表明,均匀设计方法可以用较少的训练样本,保证神经网络模型较高的精度,是结构计算仿真中神经网络训练样本的最优选取方法。

关键词：结构工程计算仿真神经网络试验设计均匀设计

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基于应变模态的模态应变能损伤识别方法

振动．测试与诊断 2019年第1期39卷 25-31,218-219页

作者：周计祥吴邵庆董萼良费庆国东南大学工程力学系南京210096 东南大学江苏省工程力学分析重点实验室南京210096

传统模态应变能计算需要完备模态振型信息,而模态振型信息中存在转角自由度难以准确获取的问题,为解决该问题,开展基于应变模态的模态应变能损伤识别研究,实现了结构损伤的定量识别。首先,通过基于应变与位移之间的联系,推导出应变模态... 详细信息

传统模态应变能计算需要完备模态振型信息,而模态振型信息中存在转角自由度难以准确获取的问题,为解决该问题,开展基于应变模态的模态应变能损伤识别研究,实现了结构损伤的定量识别。首先,通过基于应变与位移之间的联系,推导出应变模态与位移模态之间的转换矩阵;其次,利用应变模态代替位移模态计算单元模态应变能,建立基于灵敏度分析的损伤识别方程组;最后,根据奇异值截断法求解该方程组识别结构损伤。以一两端固支梁结构为对象,开展数值仿真和实验研究。结果表明,该方法可以有效识别出结构的损伤位置和损伤程度,相对于基于振型扩充的模态应变能损伤识别方法,具有更好精度和抗噪性能。

关键词：结构损伤识别模态应变能应变模态灵敏度分析奇异值截断