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一種利用等效模型與遺傳算法的動(dòng)態(tài)有限元模型修正方法

摘要:為了解決現(xiàn)有動(dòng)態(tài)有限元模型修正方法計(jì)算效率不高或者可能獲得局部最優(yōu)解的問題,提出了一種利用等效模型和遺傳算法的動(dòng)態(tài)有限元模型修正新方法。 首先,在設(shè)計(jì)參數(shù)的取值范圍內(nèi),根據(jù)預(yù)設(shè)的多項(xiàng)式模型的階次以及自變量的個(gè)數(shù),利用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法獲得擬合響應(yīng)面模型所需要的最優(yōu)樣本點(diǎn);通過有限元分析獲得樣本數(shù)據(jù),并利用回歸分析獲得響應(yīng)面模型,從而以響應(yīng)面模型逼近結(jié)構(gòu)特征與設(shè)計(jì)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。然后,在遺傳算法的適應(yīng)度評(píng)估環(huán)節(jié),利用響應(yīng)面模型替代有限元模型計(jì)算對(duì)應(yīng)于一組設(shè)計(jì)參數(shù)的結(jié)構(gòu)特征,并計(jì)算遺傳個(gè)體的適應(yīng)度,最終通過進(jìn)化獲得最優(yōu)解,即為修正后的設(shè)計(jì)參數(shù)。 以汽車車架模型為例,對(duì)其進(jìn)行有限元分析與模態(tài)試驗(yàn),并利用所提出的方法進(jìn)行模型修正。 修正后,模態(tài)頻率誤差的均方值小于2%。用修改后結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性的測試結(jié)果,對(duì)修正后有限元模型的預(yù)測能力進(jìn)行檢驗(yàn),模態(tài)頻率預(yù)測誤差的均方值小于2%。

關(guān)鍵詞:有限元模型;模型修正;響應(yīng)面模型;遺傳算法