基于Kriging代理模型的桥梁结构基准有限元模型极值分析

摘要

对结构进行合理有限元分析的基础是建立一个符合实际的基准有限元模型，通过现场测量和极端荷载响应模拟来校准数值模型.在构建有限元模型时，将实体结构离散化并简化其物理和几何特性及边界条件，这些过程可能会引入误差.因此，对于仿真响应、可靠性分析和损伤评估的数值模型，进行模型修正是一个关键环节.该文首先介绍了Kriging代理模型修正的详细流程以及参数求解技术.随后通过一个斜拉桥的计算实例，表明了即便在样本数量有限的状况下，Kriging代理模型依然能够有效地修正有限元模型.此外，进一步对比了采用多项式函数响应面法与Kriging代理模型方法修正后的有限元模型.最后，以黄山太平湖大桥为工程背景，基于环境振动数据修正得到了大桥的基准有限元模型，并根据车辆荷载作用大桥健康监测系统一年的应变数据，对在车辆荷载影响下桥梁剩余服役期内的应变极值分布进行了评估，并与当前规范下车道荷载影响的修正前后模型计算结果进行了比较，结果显示基准有限元模型的计算结果更接近基于实测结果下的应变极值估计.

关键词

Kriging代理模型 / 有限元模型修正 / 均匀设计 / 应变极值估计