文档介绍：基于响应面方法的有限元模型修正
刘小川,张凌霞,牟让科

(中国飞机强度研究所,西安,710065)

摘要:从工程应用角度出发,本文提出了基于响应面模型的有限元模型修正方法。算例通过较多的试验点
拟合了高质量的响应面模型,优化计算后,频率误差基本消除,模态相关性更好,修正参数基本呈真值,
保证了模型的刚度特性,使得修正模型能更真实的反映结构的动力学特性,验证了本文模型修正方法的正
确性。同时,工程算例表明本文方法具有一定的工程适用性,可应用于实际工程结构的有限元模型修正中。
关键词:模型修正,响应面,有限元
Abstract: Aimed at engineering application, we put forward a finite element model (FEM) updating
method based on response surface of praxis,we simulated a high quality RSM by
enough experiment optimization, the error of mode and the property of modified elements
reduced distinctly,so the stiffness property of updated model can be ensured, and the updated FEM
could be more available in respresenting the dynamic property of the structure, It also proved the validity
of our updating the same time,the updating of the engineering structure attest that this
method would have a good application expectancy in engineering field.
Key words:model updating,response surface,FE

修正模型对航空航天结构的动力学研究,比如确保响应计算、载荷预估、动稳定性分析
以及动力学优化设计等的分析精度具有重要意义,是结构动力学研究领域内的热点问题之一。
目前所发展的模型修正方法大多只适用于线性系统、低频情况,为了适应复杂结构模型修正
的要求,需要发展适用于非线性、高频率等的模型修正方法。
响应面方法是利用多元多项式模型或非多元多项式模型(如人工神经网络)来描述系统
变量和响应特征之间的复杂关系,从而替代有限元仿真和其他复杂模型进行更有效设计或计
算的方法。
本文着重研究响应面方法在有限元模型修正方面的应用,围绕如何通过响应面方法实现
有限元模型修正进行研究,通过对算例和工程实际模型实施试验设计,响应面拟合和利用优
化算法进行优化计算,得到了满意的结果,证明该方法可应用于结构有限元模型修正工作中。
同时,由于响应面模型可以逼近任何数量性的变量和