[发明专利]基于多尺度模型修正的高层结构复杂构件受力分析方法

权利要求书

1.一种基于多尺度模型修正的高层结构复杂构件受力分析方法，其特征在于，包括：

获取高层结构中测试构件在一段时间内的动静力响应的实测数据；

通过所述测试构件的初始有限元模型计算得到所述测试构件的动静力响应的模拟数据；

根据所述实测数据与所述模拟数据之间的相对误差大小，确定所述初始有限元模型中的多个修正参数，并构建与所述多个修正参数有关的多尺度有限元模型修正优化函数；

利用多目标优化算法求解所述多尺度有限元模型修正优化函数，得到每个所述修正参数的修正值，并利用所述修正值对所述初始有限元模型修正，得到有限元修正模型；

基于所述有限元修正模型施加超大风荷载作用，分析得到所述测试构件的应力变化。

2.根据权利要求1所述的受力分析方法，其特征在于，所述确定所述初始有限元模型中的多个修正参数，包括：

当同一响应的所述实测数据与所述模拟数据之间的相对误差超过误差范围阈值时，确定当前响应为所述初始有限元模型的一个修正目标；

将与各个所述修正目标有关的影响结构响应的多个材料参数作为备选修正参数；

通过联合假设检验方法对各个所述备选修正参数进行显著性分析，将显著性满足预设条件的各个备选修正参数作为所需的修正参数。

3.根据权利要求2所述的受力分析方法，其特征在于，所述修正目标包括所述测试构件的温度应力系数和所述高层结构的结构频率；

所述多个材料参数包括所述测试构件的弹性模量、密度和线膨胀系数。

4.根据权利要求3所述的受力分析方法，其特征在于，所述测试构件上设有多个应变测点，每个应变测点上设置有一应变传感器；所述获取高层结构中测试构件在一段时间内的动静力响应的实测数据，包括：

通过各所述应变传感器采集所述测试构件不同位置处的温度应力系数实际值，以及基于分布式同步采集系统监测所述高层结构在一段时间内的结构响应以得到所述高层的实际结构频率；

所述测试构件的动静力响应的模拟数据的获取，包括：

对所述测试构件的初始有限元模型采用三边形网格设计，通过提取实际布设的所述应变传感器所处直线上的相应结点的应力平均值作为模拟温度应力，并利用所述模拟温度应力与结构单元的温度变化量之比作为温度应力系数模拟值；

对所述测试构件的初始有限元模型进行模态分析，得到模拟结构频率。

5.根据权利要求1所述的受力分析方法，其特征在于，所述构建与所述多个修正参数有关的多尺度有限元模型修正优化函数，包括：

根据预设试验设计从所述实测数据与所述模拟数据中进行样本点抽取，得到预设数量的参数样本点；

将所述预设数量的参数样本点分别作为模型结构参数进行有限元模型计算，得到与所述预设数量的参数样本点相对应的多组结构的动静力响应数据，以建立各个修正目标与修正参数之间的响应面模型；

根据所述实测数据与所述模拟数据分别建立各个修正目标的误差函数；

根据所述响应面模型和所述各个修正目标的误差函数，构建得到多尺度有限元模型修正优化函数的表达式，其中，所述优化函数的约束条件包括设置各个所述修正参数的取值范围设为基准值的预设倍数。

6.根据权利要求5所述的受力分析方法，其特征在于，所述响应面模型采用多项式函数进行构建，并通过R²检验法和相对均方根误差法对构建的响应面模型进行精度验证；

所述预设试验设计采用拉丁超立方试验设计。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的受力分析方法，其特征在于，所述多目标优化算法为多目标粒子群优化算法。