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[發(fā)明專利]一種基于模型修正和AR模型的螺栓預(yù)緊力識別方法有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 202110365732.0 申請日: 2021-04-06
公開(公告)號: CN112733410B 公開(公告)日: 2021-07-06
發(fā)明(設(shè)計)人: 慶光蔚;馮月貴;胡靜波;丁樹慶;王會方;周前飛;吳祥生;蔣銘;王爽 申請(專利權(quán))人: 南京市特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院
主分類號: G06F30/23 分類號: G06F30/23;G06F17/18;G06F119/14
代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112 代理人: 朱戈勝
地址: 210000 江蘇省南*** 國省代碼: 江蘇;32
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 基于 模型 修正 ar 螺栓 預(yù)緊力 識別 方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種基于模型修正和AR模型的螺栓預(yù)緊力識別方法,其特征在于,步驟如下:

步驟1:建立帶有螺栓和夾具緊固連接的懸臂梁緊固試驗?zāi)P?,并建立緊固連接的懸臂梁初始有限元模型;

步驟2:緊固試驗?zāi)P秃统跏加邢拊P筒捎肁R模型分別進行自回歸擬合獲得自回歸模型系數(shù);以有限元模型的材料楊氏模量模擬緊固試驗?zāi)P偷穆菟A(yù)緊力,以初始有限元模型的楊氏模量為待修正參數(shù),以緊固試驗?zāi)P偷淖曰貧w模型系數(shù)為優(yōu)化目標,通過基于靈敏度分析的修正方法對初始有限元模型進行模型修正得到基準有限元模型;

步驟3:基于緊固試驗?zāi)P徒⑺蓜釉囼災(zāi)P?,基于基準有限元模型建立松動有限元模型?/p>

步驟4:松動試驗?zāi)P秃退蓜佑邢拊P筒捎肁R模型分別進行自回歸擬合獲得自回歸模型系數(shù),以松動有限元模型的楊氏模量為待修正參數(shù),以松動有限元模型的自回歸模型系數(shù)為優(yōu)化目標,通過基于靈敏度分析的修正方法對松動有限元模型進行模型修正,進行螺栓預(yù)緊力識別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型修正和AR模型的螺栓預(yù)緊力識別方法,其特征在于:所述步驟1中建立的懸臂梁緊固試驗?zāi)P桶ò辶?,板梁一端通過螺栓和夾具連接固支,螺栓和夾具緊固連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于模型修正和AR模型的螺栓預(yù)緊力識別方法,其特征在于:所述步驟1中建立的有限元模型中,懸臂梁和夾具的有限元模型采用實體網(wǎng)格建立,螺栓在不同預(yù)緊力下的連接參數(shù)用各向同性本構(gòu)關(guān)系的薄層單元模擬。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模型修正和AR模型的螺栓預(yù)緊力識別方法,其特征在于:所述步驟2具體為:

步驟2.1:緊固試驗?zāi)P筒捎肁R模型進行自回歸擬合獲得自回歸模型系數(shù),具體為:

在懸臂梁自由端施加白噪聲激勵力,采集懸臂梁中間點的加速度動響應(yīng),將采集的一個通道加速度時間序列采用AR模型進行自回歸擬合獲得自回歸模型系數(shù),一個通道加速度時間序列,,表示為:

其中,為自回歸模型系數(shù),表示設(shè)計參數(shù)向量,其中表示階次的取值,,為自回歸模型一階系數(shù),為自回歸模型二階系數(shù),為自回歸模型階系數(shù);為自回歸模型階次,為高斯白噪聲;

步驟2.2:初始有限元模型和緊固試驗?zāi)P褪┘酉嗤陌自肼暭盍?、采集相同位置的加速度動響?yīng),采用相同的方法進行AR模型自回歸擬合獲得初始有限元模型的自回歸模型系數(shù);

步驟2.3:以初始有限元模型中兩個模擬螺栓的薄層單元的材料楊氏模量E1、E2為待修正參數(shù),以緊固試驗?zāi)P椭须AAR模型自回歸模型系數(shù)為優(yōu)化目標,以初始有限元模型的自回歸模型系數(shù)和緊固試驗?zāi)P偷淖曰貧w模型系數(shù)之間的殘差為目標函數(shù),基于靈敏度分析的修正方法重復(fù)迭代調(diào)整待修正參數(shù)取值,使目標函數(shù)最小化從而修正初始有限元模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于模型修正和AR模型的螺栓預(yù)緊力識別方法,其特征在于:所述步驟2.3中,修正初始有限元模型的具體方法為:

構(gòu)建目標函數(shù):

其中,為設(shè)計參數(shù)向量,為緊固試驗?zāi)P偷淖曰貧w模型系數(shù),為初始有限元模型的自回歸模型系數(shù),為初始有限元模型的自回歸模型系數(shù)和緊固試驗?zāi)P偷淖曰貧w模型系數(shù)之間的殘差,和分別是設(shè)計參數(shù)的上下邊界;

其中,為設(shè)計參數(shù)的改變量,為目標參數(shù)對設(shè)計參數(shù)的靈敏度矩陣,靈敏度矩陣采用參數(shù)攝動法計算,此處設(shè)計參數(shù)為待修正參數(shù)即楊氏模量,目標參數(shù)為緊固試驗?zāi)P偷淖曰貧w模型系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于模型修正和AR模型的螺栓預(yù)緊力識別方法,其特征在于:所述步驟2中,AR模型的階次通過AIC準則來確定:

其中,為時間序列長度,為AR模型擬合殘差的方差。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模型修正和AR模型的螺栓預(yù)緊力識別方法,其特征在于:薄層單元厚度根據(jù)比例系數(shù)選取,其中,,分別為薄層單元的長度、寬度、厚度。

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