基于PCE的曲线梁桥不确定性量化及敏感性分析
编号:46
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更新:2025-08-14 16:08:08
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特邀报告
摘要
为评估随机地震激励参数与曲线梁桥几何参数对结构响应的影响,本文基于ANSYS平台建立了考虑几何参数与地震激励参数的非线性有限元模型。采用多项式混沌展开(Polynomial Chaos Expansion,PCE)方法构建了代理模型,并对其进行了敏感性分析。研究中,激励参数选取了Clough-Penzien模型中的圆频率、阻尼比和谱强度因子;结构参数则包括曲线梁桥的混凝土弹性模量、曲率半径、阻尼系数、墩高及支座刚度。通过排列组合上述7个参数,生成了64组输入样本。随后,将样本输入有限元模型后提取输出响应功率谱的0阶谱矩和2阶谱矩,计算主频率和位移极值。基于输入和输出数据,构建了代理模型,并通过最小二乘法拟合出PCE的系数。利用PCE系数量化随机激励参数与结构参数的灵敏度,进一步揭示主频率与峰值响应的变化规律。分析结果表明,墩高、支座刚度和圆频率对曲线梁桥结构响应的影响最为敏感;其次为谱强度因子和混凝土弹性模量;而曲率半径和阻尼系数对结构响应的影响较为不敏感。
关键字
多项式混沌展开;代理模型;功率谱;峰值响应;敏感性分析
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