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基于GMPSO的有限元模型修正方法验证

夏志远 李爱群 李建慧 陈鑫

夏志远, 李爱群, 李建慧, 陈鑫. 基于GMPSO的有限元模型修正方法验证[J]. 工程力学, 2019, 36(10): 66-74. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0506
引用本文: 夏志远, 李爱群, 李建慧, 陈鑫. 基于GMPSO的有限元模型修正方法验证[J]. 工程力学, 2019, 36(10): 66-74. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0506
XIA Zhi-yuan, LI Ai-qun, LI Jian-hui, CHEN Xin. VALIDATION OF FINITE ELEMENT MODEL UPDATING METHODOLOGY BASED ON GMPSO[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(10): 66-74. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0506
Citation: XIA Zhi-yuan, LI Ai-qun, LI Jian-hui, CHEN Xin. VALIDATION OF FINITE ELEMENT MODEL UPDATING METHODOLOGY BASED ON GMPSO[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(10): 66-74. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0506

基于GMPSO的有限元模型修正方法验证

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0506
基金项目: 国家自然科学基金项目(51278104);江苏省自然科学基金面上项目(BK20161581);江苏省高等院校自然基金项目(12KJB560003);江苏省结构工程重点实验室资助课题项目(ZD1803);苏州科技大学自然科学基金青年项目(XKQ2018008);江苏省"青蓝工程";苏州科技大学人才引进科研资助项目
详细信息
    作者简介:

    李爱群(1962-),男,湖南耒阳人,教授,博士,主要从事结构健康监测及减振隔震研究(E-mail:aiqunli@seu.edu.cn);李建慧(1976-),男,山西洪洞人,副教授,博士,主要从事桥梁桥梁空间受力和可靠度研究(E-mail:lijianhui@njfu.edu.cn);陈鑫(1983-),男,江苏盐城人,副教授,博士,主要从事结构振动控制研究(E-mail:civil.chenxin@gmail.com).

    通讯作者: 夏志远(1988-),男,江苏句容人,讲师,博士,主要从事结构模型修正和可靠度研究(E-mail:zhiyuanxia@usts.edu.cn).
  • 中图分类号: O224

VALIDATION OF FINITE ELEMENT MODEL UPDATING METHODOLOGY BASED ON GMPSO

  • 摘要: 为提高有限元模型修正方法效率,保证修正精度,提出基于高斯白噪声扰动的粒子群优化(GMPSO)有限元模型修正方法。介绍标准粒子群优化(PSO)方法和改进后的GMPSO方法,基于测试函数比对两种方法的全局寻优能力和寻优效率;提出高效的基于GMPSO有限元模型修正方法,阐述方法流程并明确各参数与实际物理量的对应关系;基于GMPSO有限元模型修正方法对高维有损伤简支梁模型(变量维度为10)实施修正,并与基于遗传算法(GA)的模型修正结果进行比对;基于GMPSO有限元模型修正方法对某在役桥梁结构实施修正(变量维度为13),验证所提方法可行性。结果表明:经局部改进的GMPSO方法较原PSO方法的优化能力显著提升;高维损伤简支梁模型修正结果显示,基于GMPSO模型修正方法可获得较好的修正结果,修正效率较基于GA的模型修正方法有显著提升;在役桥梁结构有限元模型修正结果显示,基于GMPSO模型修正方法可有效降低主梁计算频率和试验频率的误差,所提方法可适用于较工程复杂结构模型修正问题。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-21
  • 修回日期:  2019-01-24
  • 刊出日期:  2019-10-25

基于GMPSO的有限元模型修正方法验证

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0506
    基金项目:  国家自然科学基金项目(51278104);江苏省自然科学基金面上项目(BK20161581);江苏省高等院校自然基金项目(12KJB560003);江苏省结构工程重点实验室资助课题项目(ZD1803);苏州科技大学自然科学基金青年项目(XKQ2018008);江苏省"青蓝工程";苏州科技大学人才引进科研资助项目
    作者简介:

    李爱群(1962-),男,湖南耒阳人,教授,博士,主要从事结构健康监测及减振隔震研究(E-mail:aiqunli@seu.edu.cn);李建慧(1976-),男,山西洪洞人,副教授,博士,主要从事桥梁桥梁空间受力和可靠度研究(E-mail:lijianhui@njfu.edu.cn);陈鑫(1983-),男,江苏盐城人,副教授,博士,主要从事结构振动控制研究(E-mail:civil.chenxin@gmail.com).

    通讯作者: 夏志远(1988-),男,江苏句容人,讲师,博士,主要从事结构模型修正和可靠度研究(E-mail:zhiyuanxia@usts.edu.cn).
  • 中图分类号: O224

摘要: 为提高有限元模型修正方法效率,保证修正精度,提出基于高斯白噪声扰动的粒子群优化(GMPSO)有限元模型修正方法。介绍标准粒子群优化(PSO)方法和改进后的GMPSO方法,基于测试函数比对两种方法的全局寻优能力和寻优效率;提出高效的基于GMPSO有限元模型修正方法,阐述方法流程并明确各参数与实际物理量的对应关系;基于GMPSO有限元模型修正方法对高维有损伤简支梁模型(变量维度为10)实施修正,并与基于遗传算法(GA)的模型修正结果进行比对;基于GMPSO有限元模型修正方法对某在役桥梁结构实施修正(变量维度为13),验证所提方法可行性。结果表明:经局部改进的GMPSO方法较原PSO方法的优化能力显著提升;高维损伤简支梁模型修正结果显示,基于GMPSO模型修正方法可获得较好的修正结果,修正效率较基于GA的模型修正方法有显著提升;在役桥梁结构有限元模型修正结果显示,基于GMPSO模型修正方法可有效降低主梁计算频率和试验频率的误差,所提方法可适用于较工程复杂结构模型修正问题。

English Abstract

夏志远, 李爱群, 李建慧, 陈鑫. 基于GMPSO的有限元模型修正方法验证[J]. 工程力学, 2019, 36(10): 66-74. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0506
引用本文: 夏志远, 李爱群, 李建慧, 陈鑫. 基于GMPSO的有限元模型修正方法验证[J]. 工程力学, 2019, 36(10): 66-74. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0506
XIA Zhi-yuan, LI Ai-qun, LI Jian-hui, CHEN Xin. VALIDATION OF FINITE ELEMENT MODEL UPDATING METHODOLOGY BASED ON GMPSO[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(10): 66-74. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0506
Citation: XIA Zhi-yuan, LI Ai-qun, LI Jian-hui, CHEN Xin. VALIDATION OF FINITE ELEMENT MODEL UPDATING METHODOLOGY BASED ON GMPSO[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(10): 66-74. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0506
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