基于非支配排序遗传算法的塔机有限元模型修正

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2018.07.021

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (7): 1017-1021.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.07.021

基于非支配排序遗传算法的塔机有限元模型修正

秦仙蓉，张氢，刘超，徐俭

(同济大学机械与能源工程学院，上海201804)

收稿日期:2017-03-01 修回日期:2017-03-01 出版日期:2018-07-15 发布日期:2018-07-11
通讯作者: 秦仙蓉
作者简介:秦仙蓉(1973-)，女，陕西合阳人，同济大学教授，博士生导师; 张氢(1967-)，男，江苏南通人，同济大学教授，博士生导师.冯明杰(1971-)，男，河南禹州人，东北大学副教授; 王恩刚(1962-)，男，辽宁沈阳人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家科技支撑计划项目(2014BAF08B05).国家自然科学基金资助项目(51171041).

Finite Element Model Updating of Tower Cranes Based on the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm

QIN Xian-rong， ZHANG Qing， LIU Chao， XU Jian

School of Mechanical Engineering， Tongji University， Shanghai 201804， China.

Received:2017-03-01 Revised:2017-03-01 Online:2018-07-15 Published:2018-07-11
Contact: ZHANG Qing
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摘要/Abstract

摘要： 为了建立一个能准确反映结构实际状态的有限元模型，提出了一种基于非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)的有限元模型修正方法.首先建立初始有限元模型，基于二次响应面法，得到有效的响应面替代模型，然后采用NSGA-Ⅱ对该模型进行修正，最终建立了满足工程精度要求的可靠的有限元模型.给出了某型塔机有限元模型修正的工程算例，将修正后的计算结果与实测数据相比较，说明了基于NSGA-Ⅱ多目标优化算法对于有限元模型修正具有理想的效果，修正后的有限元模型能准确反映结构力学特性.

关键词: 模型修正, 二次多项式, 响应面法, 非支配排序遗传算法, 多目标优化

Abstract: A finite element model updating method based on the non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ (NSGA-Ⅱ) was proposed， which ensures that the established finite element model can accurately reflect the actual state of the structure. Firstly， the finite element model was established， and the effective response surface substitution model was obtained based on the quadratic polynomial response surface method. Then the response surface model was updated with NSGA-Ⅱ. Finally a reliable finite element model was obtained which can satisfy the requirements of engineering precision. An engineering example of a tower crane’s finite element model updating was provided. In accordance with the measured data， the results indicated that the multi-objective optimization algorithm based on NSGA-Ⅱ has an ideal effect for the finite element model updating， and the updated finite element model can accurately reflect the mechanical properties of the structure.

Key words: model updating, quadratic polynomial, response surface method, non-dominated sorting genetic algorithm, multi-objective optimization

中图分类号:

TH213

秦仙蓉，张氢，刘超，徐俭. 基于非支配排序遗传算法的塔机有限元模型修正[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(7): 1017-1021.

QIN Xian-rong， ZHANG Qing， LIU Chao， XU Jian. Finite Element Model Updating of Tower Cranes Based on the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2018, 39(7): 1017-1021.

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