基于BP神经网络的离线迭代混合试验方法研究

1

作者 侯晶 戴纳新 李聪 《南华大学学报（自然科学版）》 2024年第1期21-30,共10页

利用反向传播(误差逆传播算法back propagation algorithm,BP简称反向传播算法)神经网络对非线性结构位移-力系统进行拟合,将训练好神经网络作为试验子结构与数值子结构联合求解,省去了混合试验中试验子结构与数值子结构之间的实时数据... 利用反向传播(误差逆传播算法back propagation algorithm,BP简称反向传播算法)神经网络对非线性结构位移-力系统进行拟合,将训练好神经网络作为试验子结构与数值子结构联合求解,省去了混合试验中试验子结构与数值子结构之间的实时数据交互,并通过迭代训练样本的方法不断逼近真实响应,克服了神经网络需要大量训练样本的问题。通过对两个自由度的非线性结构进行混合试验数值仿真,验证了该方法的可行性。以实际工程的一榀框架为混合试验对象,取一个隔震垫作为试验子结构进行数值仿真,进一步验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 混合试验 神经网络 离线迭代 试验子结构

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位移控制的子结构地震模拟振动台混合试验方法 被引量：13

2

作者 王向英 田石柱 +1 位作者 张洪涛 宋坤 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2009年第2期30-35,共6页

为了解决地震模拟振动台承载能力及台面尺寸对大型结构试验的限制,扩展振动台的功能,提出了位移控制子结构地震模拟振动台混合试验方法,包括试验原理、试验过程及数值积分方法,并给出了2种子结构边界条件的模拟形式。通过1个简单框架结... 为了解决地震模拟振动台承载能力及台面尺寸对大型结构试验的限制,扩展振动台的功能,提出了位移控制子结构地震模拟振动台混合试验方法,包括试验原理、试验过程及数值积分方法,并给出了2种子结构边界条件的模拟形式。通过1个简单框架结构的地震模拟振动台试验和子结构混合加载试验验证了该方法的可行性,并指出了该试验方法的主要技术问题。混合试验方法通过子结构技术和振动台试验相结合,解决了目前的地震模拟振动台试验和拟动力试验在设备规模和加载速度上的局限性。 展开更多

关键词 子结构 地震模拟振动台 混合试验 边界条件 数值积分方法

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基于通用有限元软件ABAQUS的子结构拟动力试验研究 被引量：12

3

作者 王强 冯帆 +1 位作者 张帆 安立刚 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S1期515-519,共5页

通过OpenFresco试验协调系统,实现通用有限元软件ABAQUS与MTS电液伺服加载系统的数据传递,采用子结构拟动力试验方法开展单层单跨钢结构框架在地震作用下的反应分析。通过有限元软件模拟结果与试验结果的对比,证明该试验方法的结果与模... 通过OpenFresco试验协调系统,实现通用有限元软件ABAQUS与MTS电液伺服加载系统的数据传递,采用子结构拟动力试验方法开展单层单跨钢结构框架在地震作用下的反应分析。通过有限元软件模拟结果与试验结果的对比,证明该试验方法的结果与模拟结果一致。采用OpenFresco试验协调系统不仅能够实现结构构件层次上的子结构拟动力试验,而且能够使计算子结构部分进入塑性,极大地扩展了拟动力试验的功能。 展开更多

关键词 子结构拟动力试验 有限元 电液伺服加载系统 抗震性能

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航空发动机整机振动半实物建模方法研究 被引量：9

4

作者 赵斌 陈果 冯国全 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期346-353,共8页

为了研究一种快速准确地分析航空发动机整机振动的建模方法,采用试验与仿真结合,在转子模型中综合机匣-支承试验数据的半实物建模方法,对整机振动半实物建模原理,机匣-支承传递函数测试、结构综合建模等问题进行了研究,运用航空发动机... 为了研究一种快速准确地分析航空发动机整机振动的建模方法,采用试验与仿真结合,在转子模型中综合机匣-支承试验数据的半实物建模方法,对整机振动半实物建模原理,机匣-支承传递函数测试、结构综合建模等问题进行了研究,运用航空发动机转子试验器对半实物建模方法进行验证。建立试验器整机及半实物仿真模型,计算机匣振动响应;拆装转子试验器,测试机匣-支承连接位置频率响应函数,综合转子有限元模型,建立基于试验数据的试验器半实物模型,计算整机频率响应函数。结果表明,半实物建模方法能够在保证计算精度的前提下缩减90%以上的计算时间,运用半实物模型能够准确地获得整机频率响应函数,固有频率计算误差在2%以内。 展开更多

关键词 子结构方法 转子动力学 有限元方法 模态分析 测试技术

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基于子结构试验建模综合的火箭发动机结构动力分析 被引量：8

5

作者 杜飞平 谭永华 陈建华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1547-1553,共7页

为了预测补燃循环液体火箭发动机的结构动态特性,采用子结构试验建模综合技术,对四机并联液体火箭发动机的结构动力学进行了研究。在考虑喷管内外壁材料差异的基础上,利用刚度和质量等效原则,建立了精确的喷管有限元模型,然后采用分布... 为了预测补燃循环液体火箭发动机的结构动态特性,采用子结构试验建模综合技术,对四机并联液体火箭发动机的结构动力学进行了研究。在考虑喷管内外壁材料差异的基础上,利用刚度和质量等效原则,建立了精确的喷管有限元模型,然后采用分布参数法建立了发动机有限元模型。结果表明:单机子结构模型的误差小于1.35%;四机并联发动机模型的误差小于2.19%;且仿真振型与实际模态试验结果保持一致。说明该方法的计算结果可靠,能提高结构动态分析的精度和效率。 展开更多

关键词 液体推进剂火箭发动机 子结构试验建模 试验模态分析 模态参数 有限元法

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弹性试件的实时子结构试验等效力控制方法 被引量：13

6

作者 许国山 吴斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期101-105,共5页

等效力控制方法用反馈控制代替迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。通过对具有弹性试件体系的数值模拟和试验进一步验证实时子结构试验等效力控制方法的有效性。首先介绍实时子结构试验等效力控制方法的原理;然... 等效力控制方法用反馈控制代替迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。通过对具有弹性试件体系的数值模拟和试验进一步验证实时子结构试验等效力控制方法的有效性。首先介绍实时子结构试验等效力控制方法的原理;然后以一单自由度体系为例介绍比例-微分等效力控制器的设计方法,并用劳斯判据分析反馈控制系统的稳定性;接着对一具有弹性试件的单自由度体系进行单步输入反应、自由振动反应和受迫振动反应的数值模拟;最后通过对具有弹簧试件的单自由度体系的单步输入、自由振动和受迫振动反应的实际试验验证此方法的有效性。分析结果表明,只要反馈控制系统中各参数均选正值此系统就是稳定的。数值模拟和试验的结果都表明,等效力控制方法可以取得非常好的稳定性和精度。 展开更多

关键词 实时子结构试验 等效力控制方法 隐式方法 迭代

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高速铁路车-轨-桥耦合系统实时混合试验的高效计算方法 被引量：3

7

作者 古泉 张德宇 +4 位作者 国巍 武际亮 袁彬 周惠蒙 王涛 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期123-130,共8页

高速铁路系统实时混合试验中列车运行速度快,需要建立足够长的桥,且必须采用精细化的车-轨-桥耦合数值模型,因此对数值计算的精度和效率都有很高的要求。同时,实时混合试验对实时性要求较高,每一步都需要在极短时间内完成,进一步增加了... 高速铁路系统实时混合试验中列车运行速度快,需要建立足够长的桥,且必须采用精细化的车-轨-桥耦合数值模型,因此对数值计算的精度和效率都有很高的要求。同时,实时混合试验对实时性要求较高,每一步都需要在极短时间内完成,进一步增加了问题的难度。有鉴于此,文中提出了一种新型计算方法——移动荷载积分法,在试验前对桥梁数值子结构计算所需要的数据进行存储,实际计算时对每一时步对应的数据进行抽取和计算,得到当前时步的位移响应。文中还结合弹塑性数值子结构方法将该方法拓展到局部非线性情况,然后通过缩尺高速铁路振动台实时混合试验,系统地验证了该方法的可行性与可靠性。 展开更多

关键词 高速铁路系统 移动荷载积分法 数值子结构 实时混合试验

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响应面法在磨机传动系统分层修正中的应用 被引量：1

8

作者 陶征 毛松磊 +1 位作者 郭勤涛 刘旭 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2019年第6期73-78,共6页

准确的有限元模型对结构的动态设计至关重要.针对结构复杂的大型磨机传动系统,基于分层思想以传动系统的子结构为研究对象,以试验模态频率数据为目标值,使用基于响应面的有限元模型修正技术识别结构中的不确定性参数,修正子结构模型.修... 准确的有限元模型对结构的动态设计至关重要.针对结构复杂的大型磨机传动系统,基于分层思想以传动系统的子结构为研究对象,以试验模态频率数据为目标值,使用基于响应面的有限元模型修正技术识别结构中的不确定性参数,修正子结构模型.修正结果显示:频率误差小于0. 03%,振型相关系数值在0. 89以上,仿真模型与模态试验所得频率响应曲线接近,表明有限元模型精度明显得到提高,验证了响应面法应用于大型磨机传动系统设计及动态特性分析的可行性,并且为后续系统整体分析奠定了坚实的基础. 展开更多

关键词 磨机传动系统 子结构 模态试验 响应面法 模型修正

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基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数预测方法 被引量：5

9

作者 朱坚民 何丹丹 张统超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期142-151,共10页

为准确地获取铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数的预测方法。该方法基于RCSA理论和Timoshenko梁理论,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆和剩余铣刀两个部分,并将剩余铣刀细分为剩余... 为准确地获取铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数的预测方法。该方法基于RCSA理论和Timoshenko梁理论,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆和剩余铣刀两个部分,并将剩余铣刀细分为剩余刀杆、过渡段以及多段刀齿。将铣刀分为对称型铣刀和非对称型铣刀两类,并针对每类铣刀各部分分别进行精确建模。以多把2刃和4刃铣刀为研究对象,进行实验测试,比较本文方法、等效质量法预测的铣刀刀尖点频响函数与实测刀尖点频响函数之间的差异,分析结果表明:该方法比等效质量法具有更高的预测精度,所预测频响函数的固有频率与实测频响函数固有频率的相对误差在5%以内。 展开更多

关键词 刀尖点频响函数预测 响应耦合子结构分析法 等效质量法 铣刀精确建模 实验模态测试

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力限振动试验技术理论基础研究 被引量：2

10

作者 张正平 邱吉宝 +2 位作者 黄波 李海波 任方 《强度与环境》 2011年第4期1-10,共10页

为了深入理解双控方程,由运载火箭有限元模型的多自由度子结构方法,导出缩聚在星/箭连接界面处的全箭动力学方程,定义相应参数后,导出星/箭耦合中的双控方程,给出界面加速度、有源机械系统的自由加速度、界面力、紧固力、源阻抗和负载... 为了深入理解双控方程,由运载火箭有限元模型的多自由度子结构方法,导出缩聚在星/箭连接界面处的全箭动力学方程,定义相应参数后,导出星/箭耦合中的双控方程,给出界面加速度、有源机械系统的自由加速度、界面力、紧固力、源阻抗和负载阻抗表达式,从而加深了对星/箭耦合双控方程的理解,进而促进力限试验技术研究。同时,从多自由度模型简化之后,可以导出力限计算的复杂二自由度模型,并给出源或负载的模态有效质量与剩余质量计算方法。 展开更多

关键词 星/箭耦合分析 力限试验技术 双控方程 子结构方法

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基于近似CMS法及模态测试的失谐叶盘结构动力学特性研究

11

作者 张亮 李欣 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第6期117-121,共5页

为解决工作转速下失谐叶盘结构动力学特性分析计算量大的问题,提出一种近似CMS超单元法。该方法采用先预应力子结构后整体的分析方式,分析叶盘结构在工作转速下的动力学特性。通过循环对称分析法验证该方法的分析精度。采用模态测试及... 为解决工作转速下失谐叶盘结构动力学特性分析计算量大的问题,提出一种近似CMS超单元法。该方法采用先预应力子结构后整体的分析方式,分析叶盘结构在工作转速下的动力学特性。通过循环对称分析法验证该方法的分析精度。采用模态测试及有限元法识别叶片失谐参数,基于近似CMS超单元方法分析某失谐叶盘结构在工作转速下的动力学特性。结果表明:谐调叶盘结构无量纲动频相对误差最大值为3.07%,满足分析精度要求。与循环对称分析法相比,近似CMS超单元法可用于谐调或周期失谐叶盘结构在工作转速下的动力学特性分析,并且适用于任意失谐叶盘结构。 展开更多

关键词 失谐叶盘结构 CMS超单元法 子结构 模态测试 动力学特性

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子结构技术在结构抗震试验研究中的应用 被引量：8

12

作者 王向英 王海丽 +2 位作者 杨伟松 许卫晓 于德湖 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2020年第1期63-76,共14页

根据结构试验理论和实验设备的特征,阐述了结构抗震试验的特点及发展,重点分析了子结构拟动力试验方法的原理、数值积分算法、加载方式和误差控制;振动台子结构试验的原理、研究成果;实时子结构的原理和时滞等混合试验方法的基本理论,... 根据结构试验理论和实验设备的特征,阐述了结构抗震试验的特点及发展,重点分析了子结构拟动力试验方法的原理、数值积分算法、加载方式和误差控制;振动台子结构试验的原理、研究成果;实时子结构的原理和时滞等混合试验方法的基本理论,以及大型通用有限元软件及远程协同试验方法在混合试验中的应用。基于各种试验方法的优势与发展,总结出混合试验技术未来的发展方向。 展开更多

关键词 振动台试验 拟动力试验 子结构技术 有限元 混合试验

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结构抗震混合试验技术中模态综合法的应用

13

作者 马路 谢静静 《安徽建筑工业学院学报（自然科学版）》 2009年第1期21-24,共4页

在分析原有几种抗震试验方法的基础上,提出了一种新的"混合试验方法"的设想。这种方法将振动台试验与拟动力试验结合起来,以期解决原有试验方法在大型、异型结构抗震研究中遇到的困难。本文基于子结构模态综合法对结构抗震混... 在分析原有几种抗震试验方法的基础上,提出了一种新的"混合试验方法"的设想。这种方法将振动台试验与拟动力试验结合起来,以期解决原有试验方法在大型、异型结构抗震研究中遇到的困难。本文基于子结构模态综合法对结构抗震混合试验技术进行了初步研究,提出了将整体结构划分为试验子结构和分析子结构,采用对接加载主模态修正方法对试验子结构进行质量矩阵和刚度矩阵局部修正,并给出了连接边界的加载模式。 展开更多

关键词 混合试验 子结构法 综合模态技术

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多跨连续梁桥多子结构协同混合试验方法研究 被引量：3

14

作者 杨剑峰 田石柱 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第15期57-64,共8页

针对混合试验中的数值积分方法进行了研究,提出基于Newmark-β法的预测-几何修正算法(P-GC)。算法采用过程刚度进行子结构边界位移预测,通过几何修正方法找回所丢失的预测位移增量值。依托P-GC算法开发多跨连续梁桥多子结构协同混合试... 针对混合试验中的数值积分方法进行了研究,提出基于Newmark-β法的预测-几何修正算法(P-GC)。算法采用过程刚度进行子结构边界位移预测,通过几何修正方法找回所丢失的预测位移增量值。依托P-GC算法开发多跨连续梁桥多子结构协同混合试验系统。最后通过某实际多跨连续梁桥进行数值模拟试验验证,结果表明基于P-GC算法的多子结构协同混合试验方法能够有效的模拟桥梁结构的地震响应以及多个子结构的非线性行为。 展开更多

关键词 NEWMARK-Β法 预测-几何修正 多跨连续梁桥 多子结构协同混合试验

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子结构拟动力试验的CD-Wilson θ法研究

15

作者 王晓峰 蔡新江 田石柱 《四川建筑科学研究》 2013年第3期152-155,共4页

子结构拟动力试验中的组合数值积分方法具有显式数值积分方法无需迭代和隐式数值积分方法无条件稳定的优点。为解决CD-Newmark方法存在上限频率取值较大导致时间步长变小的问题,将显式的中心差分法和隐式的Wilson-θ法进行组合,形成CD-W... 子结构拟动力试验中的组合数值积分方法具有显式数值积分方法无需迭代和隐式数值积分方法无条件稳定的优点。为解决CD-Newmark方法存在上限频率取值较大导致时间步长变小的问题,将显式的中心差分法和隐式的Wilson-θ法进行组合,形成CD-Wilson θ法。经计算和对Wilson-θ法做出一定修正后,得出该组合数值积分方法的稳定性和精度条件。通过Matlab软件编程,提出了CD-Wilson θ法稳定性的参数取值范围,并用算例做出对比验证。结果表明这种组合数值积分方法不仅稳定性和精度性好,而且比CD-Newmark法的时间步长范围更大。 展开更多

关键词 子结构拟动力试验 组合数值积分方法 CD-Wilson θ法 稳定性 时间步长

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土-相邻结构相互作用子结构振动台试验研究 被引量：2

16

作者 何涛 姜南 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期207-214,共8页

以土-相邻结构体系和土-单体结构体系为研究对象,依托振动台并融合子结构试验技术,通过在试验中引入分支模态方法,利用多子结构间的相互作用耦合项把地基子结构的数值计算和上部模型结构的物理试验联系起来协同分析,实现了考虑土-相邻... 以土-相邻结构体系和土-单体结构体系为研究对象,依托振动台并融合子结构试验技术,通过在试验中引入分支模态方法,利用多子结构间的相互作用耦合项把地基子结构的数值计算和上部模型结构的物理试验联系起来协同分析,实现了考虑土-相邻结构相互作用(SASI)效应和土-结构相互作用(SSI)效应的子结构振动台试验。以由两个相同四层钢框架结构与地基土组成的土-相邻结构体系为例,讨论了模型结构的加速度放大系数在各地震动作用下的变化规律;对比分析了土-单体结构体系和土-相邻结构体系中模型结构的顶层位移、加速度和底部剪力,研究了SASI效应对结构动力反应的影响规律。研究表明:与土-单体结构体系相比,SASI效应使结构的地震响应峰值呈现出不同程度的下降趋势,其影响程度和地震波的频谱成分组成以及体系自身的动力特性有关。 展开更多

关键词 土-相邻结构相互作用(SASI) 子结构振动台试验 分支模态法 耦合项 地震响应

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基于OpenSees桥梁多点激励子结构拟动力试验方法研究

17

作者 卜欧文 郭玉荣 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期919-925,共7页

当进行考虑桩土相互作用和多点激励影响的桥梁子结构拟动力试验时,需要耗费大量时间编写结构地震响应模拟程序。因此,在解读通用有限元软件OpenSees功能的基础上,结合子结构拟动力试验的基本特征,研究基于OpenSees考虑桩土相互作用的桥... 当进行考虑桩土相互作用和多点激励影响的桥梁子结构拟动力试验时,需要耗费大量时间编写结构地震响应模拟程序。因此,在解读通用有限元软件OpenSees功能的基础上,结合子结构拟动力试验的基本特征,研究基于OpenSees考虑桩土相互作用的桥梁子结构拟动力试验方法和程序。采用数值模拟方法进行虚拟子结构拟动力试验,通过和采用OpenSees的整体结构时程分析结果对比,验证了本文子结构拟动力试验方法和程序的可靠性。此外,将该程序进一步扩展用于多点激励下的桥梁子结构拟动力试验,并通过虚拟子结构拟动力试验方法进行可靠性验证。 展开更多

关键词 桩土相互作用 子结构拟动力试验方法 多点激励 OPENSEES

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