[發明專利]工程結構有限元模型處理方法及裝置

在審

• 申請號: 202010013588.X
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111090960A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 溫嘉琦;殷秀海;趙旭升;翟曉煒;張德明
• 申請（專利權）人: 中冶京誠工程技術有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙平;周永君

本申請實施例提供一種工程結構有限元模型處理方法及裝置，方法包括：根據多組預設工況參數對目標工程結構的初始有限元模型進行仿真計算，得到模型優化樣本數據；根據所述模型優化樣本數據和一預設極限狀態函數，確定一響應面模型；根據預設實測性能指標和所述響應面模型中工況參數與實測性能的對應關系，對所述初始有限元模型進行模型參數修正，得到目標有限元模型；本申請能夠采用工程結構的實測性能指標來對有限元模型進行修正優化，能夠極大的增加有限元模型計算準確度和仿真研究效率，具有更加精準的實際運用效果。

技術領域

本申請涉及數字仿真模擬領域，具體涉及一種工程結構有限元模型處理方法及裝置。

背景技術

工程結構有限元仿真模擬技術是工程結構設計研究的重要手段，有限元計算在土木工程結構、機械結構、航空航天等結構中應用極其廣泛。有限元模型在建立過程中，由于一些理想化的假定和不可避免的簡化，以及部分模型參數不易確定的原因，使得仿真模型出現較大的精度問題。因此，就需要利用實測手段獲取一些認為準確的響應數據對模型參數進行修正，以期仿真模型能最大限度的貼合實際結構，這個過程同時也能檢驗模型的準確度。

模型修正是結構工程仿真研究領域的重要一環，很多學者都將此步驟納入自己的研究環節。

發明人發現，現有技術中的有限元模型修正的做法一般是：采用結構的固有頻率極其振型為修正目標對有限元模型參數進行優化，可稱之為“頻率級模型修正”。這是從結構的本質上進行高精度修正的做法，然而，這也是一種低層級的做法，即仍然不能完全保證有限元模型在后續試驗運用中具備良好的行為特性。

發明內容

針對現有技術中的問題，本申請提供一種工程結構有限元模型處理方法及裝置，能夠采用工程結構的實測性能指標來對有限元模型進行修正優化，能夠極大的增加有限元模型計算準確度和仿真研究效率，具有更加精準的實際運用效果。

為了解決上述問題中的至少一個，本申請提供以下技術方案：

第一方面，本申請提供一種工程結構有限元模型處理方法，包括：

根據多組預設工況參數對目標工程結構的初始有限元模型進行仿真計算，得到模型優化樣本數據；

根據所述模型優化樣本數據和一預設極限狀態函數，確定一響應面模型；

根據預設實測性能指標和所述響應面模型中工況參數與實測性能的對應關系，對所述初始有限元模型進行模型參數修正，得到目標有限元模型。

進一步地，在所述根據多組預設工況參數對目標工程結構的初始有限元模型進行仿真計算之前，包括：

根據目標工程結構的結構特征確定對應的至少一種試驗類型；

根據各所述試驗類型確定對應的所述工況參數。

進一步地，在所述根據預設實測性能指標和所述響應面模型中工況參數與實測性能的對應關系，對所述初始有限元模型進行模型參數修正之前，包括：

根據所述初始有限元模型的模型特征和監測所述目標工程結構得到的實際監測數據，確定所述實測性能指標。

進一步地，所述根據預設實測性能指標和所述響應面模型中工況參數與實測性能的對應關系，對所述初始有限元模型進行模型參數修正，得到目標有限元模型，包括：

將所述實測性能指標設定為所述響應面模型的目標輸出值，對所述響應面模型進行模型參數尋優反演，得到至少一組有限元模型優選參數；

根據精度最高的一組所述有限元模型優選參數得到所述目標有限元模型。

第二方面，本申請提供一種工程結構有限元模型處理裝置，包括：