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1、2014年7月北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)July2014第40卷第7期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01.40No.7基于響應(yīng)面優(yōu)化的結(jié)構(gòu)有限元模型修正鮑諾王春潔(北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院,北京100191)摘要:針對(duì)結(jié)構(gòu)有限元分析中模型精度低的問(wèn)題,提出了響應(yīng)面優(yōu)化的模型修正方法.利用優(yōu)化拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)樣本點(diǎn),F(xiàn)值檢驗(yàn)篩選出修正參數(shù)構(gòu)造不完全4階多項(xiàng)式響應(yīng)面并檢驗(yàn)響應(yīng)面有效性.引入遺傳算法以響應(yīng)面計(jì)算值與試驗(yàn)值的殘差為目標(biāo)來(lái)優(yōu)化修正參數(shù),將修正值代入初始模型中得到修正模型.三自由度系統(tǒng)數(shù)值算例,驗(yàn)證了模型中
2、參數(shù)準(zhǔn)確、參數(shù)不存在和參數(shù)有誤差3種工況下,響應(yīng)面優(yōu)化方法的模型修正能力.以GARTEUR飛機(jī)模型為對(duì)象,篩選顯著性參數(shù)進(jìn)行模型修正,結(jié)果表明修正后模型不但在修正頻段和預(yù)測(cè)頻段具有良好的復(fù)現(xiàn)和預(yù)測(cè)能力,還能預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)局部修改后的頻率,證實(shí)了經(jīng)過(guò)參數(shù)篩選后響應(yīng)面優(yōu)化的模型修正有效性.關(guān)鍵詞:試驗(yàn)設(shè)計(jì);參數(shù)篩選;響應(yīng)面;模型修正;模態(tài)頻率;遺傳算法中圖分類號(hào):V414.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-5965(2014)07-0927-07StructuralfiniteelementmodelupdatingbasedonresponsesurfaceoptimizationBaoNuoWan
3、gChunjie(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China)Abstract:Inordertosolvethelowaccuracyprobleminstructuralfiniteelementanalysis,amodelupda-tingmethodofsurfaceresponseoptimizationwasproposed.ThesamplepointsacquiredbyoptimalLatinhyper
4、—cubeexperimentaldesignandtheF·testevaluationutilizedforparameterselectionwereusedtoconstructthepolynomialresponsesurfacemodel,andthenthevalidityofresponsesurfacewastested.Theresidualerroroftheresultsbetweenresponsesurfaceandexperimentwastakenastheobjectivefunction.Thegeneticalgorithmwasemployedtoop
5、timizetheupdatingparameters.Theupdatedmodelwasobtainedbysubstitutingupdatedparametersintoinitialfiniteelementmodel(FEM).Theabilityofthemodelupdatingmethodologywasprovedunderthreeworkingconditions,accurateparameters,noparametersandinaccurateparametersbythethreedegree—of-freedomnumericalmodel.Themodel
6、ofGARTEURwastakenasanexample.Significantparameterswereselectedouttoimplementthemodelupdating.TheresultsshowthatitnotonlyprovesthereappearanceandpredictionabilityoftheupdatedFEM,butalsoshowstheabilitytopredictthemodalfrequencyoflocallymodifiedstructures,andverifiesthevalidityofthemodelupdatingmethodo
7、logy.Keywords:designofexperiments;parameterselection;responsesurface;modelupdating;modalfre-quency;geneticalgorithm在航空航天等領(lǐng)域存在大量的復(fù)雜結(jié)構(gòu),由于分析過(guò)程中的眾多不確定因素以及引入多種假設(shè)的建模等效簡(jiǎn)化,如材料、邊界條件、結(jié)構(gòu)連接等誤差和局部或整體的非線性等,造成有限元計(jì)收稿