基于分步優(yōu)化的區(qū)間模型修正方法

秦仙蓉 陸慧澄 張曉輝 孫遠(yuǎn)韜 張 氫

同濟大學(xué)機械與能源工程學(xué)院 上海 201804

0 引言

工程機械在國家現(xiàn)代化發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)中扮演著十分重要的角色。建立結(jié)構(gòu)有限元模型，代替制造周期長、成本高昂的實物模型進(jìn)行性能監(jiān)測以保證其結(jié)構(gòu)安全十分常見[1]。在建立有限元模型的過程中，通常會對一些設(shè)計細(xì)節(jié)進(jìn)行一定的假定和近似處理，這會造成有限元模型與實際結(jié)構(gòu)存在差異[2]。因此，有必要進(jìn)行有限元模型修正，使計算得到的響應(yīng)值與實測值趨于一致，以提高精度。

對于機械結(jié)構(gòu)而言，由于設(shè)計制造、裝配及連接方式的不同等原因，會造成機械結(jié)構(gòu)的模態(tài)指標(biāo)呈現(xiàn)一定的分散特征，故在工程實際中考慮不確定性問題對模型修正有重要意義。若結(jié)構(gòu)參數(shù)為區(qū)間不確定參數(shù)，則機械結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率也為區(qū)間值，求解這種含區(qū)間參數(shù)的模態(tài)頻率問題即為模態(tài)頻率的區(qū)間分析問題。姜東等[3]在假設(shè)參數(shù)不確定性范圍較小的情況下，推導(dǎo)了參數(shù)中值和參數(shù)半徑的迭代公式，并對復(fù)合材料板結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)間修正。方圣恩等[4]結(jié)合響應(yīng)面模型和區(qū)間算法提出了區(qū)間響應(yīng)面模型，解決了區(qū)間運算過程中的區(qū)間擴張問題，并通過區(qū)間響應(yīng)的上下界建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，避免了復(fù)雜的區(qū)間參數(shù)靈敏度計算，提高了修正效率。駱勇鵬等[5]利用二次多項式響應(yīng)面和模態(tài)區(qū)間分析理論，提出了區(qū)間逆響應(yīng)面修正方法，修正結(jié)果表明該方法可有效控制區(qū)間過估計現(xiàn)象，且計算效率較高。……