基于蚁群优化算法的结构动力模型修正

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二十世纪五十年代以来,在航空、航天、汽车、土木、船舶以及机械等工程领域中,有限元分析和试验模态分析已经成为结构设计过程中必不可少的步骤。然而,在多数情况下通过有限元数值分析得到的结果与试验得到的结果并不能很好的吻合。此种情况下需要借助试验结果分析和模型修正技术对数值模型进行修正,以达到正确预测结构行为的目的。本文首先介绍了结构模型修正的发展情况,并对蚁群算法的产生、发展及其在工程实际中的应用作了详细的介绍。然后,本文提出了基于蚁群优化算法对结构动力模型进行修正的方法,并将一种蚁群优化算法——连续优化问题的自适应蚁群算法(AACA)应用于虎门悬索桥有限元模型的模型修正中,比较了修正前后的目标函数值,得到了较为满意的修正效果。将本文的修正结果与另外两种方法的修正结果作了比较,结果表明,用蚁群算法修正后平均误差较小。本文还对算法运行的中间过程进行了详细分析,发现算法的自我调节机制、搜索机制和自适应性都有效的发挥着各自的作用。最后对算法参数的设置情况进行了分析,认为适当改变一些算法参数的设置可以提高算法的效率和效果。
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