摘要
[目的]高保真有限元模型和有效的载荷识别技术对于船体结构健康监测及评估至关重要.为此,提出一种基于改进粒子群算法的模型修正和载荷识别方法.[方法]使用rastrigin函数对改进粒子群算法和经典粒子群算法进行对比.采用工字梁结构,在梁中间位置施加压力,在其表面粘贴有限数量的应变片,并将其分为用于模型修正和载荷识别的实测点与用于验证的监测点两部分.进行对工字钢分块弹性模量的修正验证,并进行基于修正后的数值高保真模型的载荷识别验证.[结果]在利用rastrigin函数对改进粒子群算法的测试中,改进粒子群算法在不同粒子数下都表现出更好的全局最优解搜寻能力.在工字钢试验中,划分的两部分弹性模量在通过改进粒子群算法 23 步迭代后收敛于最优解.通过将试验监测点的应变数据与进行模型修正后得到的应变计算结果进行对比,应变相对误差在 2%以内,验证了模型修正方法的正确性.此外,通过载荷识别方法识别出结构外载荷压力大小,识别计算值与试验施加载荷误差在 2%以内,识别载荷与修正模型结合计算出的监测点应变值与试验数据相比误差最大值为 3.74%,验证了载荷识别的有效性.[结论]所提方法在对结构全局状态反演时具有较好的精度表现,能够为船体结构健康监测、剩余寿命预测以及预测性维修提供技术支撑.
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