基于贝叶斯优化与制造技术

本发明专利技术涉及一种基于贝叶斯优化与

【技术实现步骤摘要】
基于贝叶斯优化与GP代理模型的有限元模型修正方法


[0001]本专利技术涉及模型修正
，尤其是涉及一种基于贝叶斯优化与GP代理模型的有限元模型修正方法。

技术介绍

[0002]在结构健康监测过程中，常常需要应用有限元模型对其部分响应进行研究与评估。理论上而言，有限元模型可以准确的模拟结构受力特征。但是，在结构整体服役期间，其性能会不断发生变化，往往会与设计之初产生一定的偏差。因此，应当采取适当的优化方法对已有的有限元模型进行修正，从而获得对实际结构更准确的模拟。基于代理模型的有限元模型修正方法，由于在修正过程中不需要进行大量的有限元计算以及迭代，运算效率高，在模型修正中的应用越来越多。当前的各类有限元模型修正方法，需要缩小有限元模型与实际结构之间的偏差，使得在相同作用下，模型计算结果与实测响应数据更加接近。
[0003]经过对现有技术的文献检索发现，基于代理模型的有限元模型修正方法的研究多集中在提高模型修正的速度以及精度，以实现在较低运算成本的前提下获得更加接近实际结构的有限元模型的目的。中国专利CN111460368A公开了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于贝叶斯优化与GP代理模型的有限元模型修正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)根据结构已有图纸，建立初始有限元模型；步骤2)针对实际结构进行荷载试验，获得结构实测响应数据；步骤3)基于实测响应数据与有限元模型的结构数据构造优化目标函数并选择待优化参数；步骤4)定义各个待优化参数的变化区间并在变化区间内将参数划分为多个水平，划分后参数相互组合以获取用以构建模型的第一样本空间以及用以检验模型精度的第二样本空间；步骤5)基于第一样本空间内的参数组合进行有限元模型运算，获得的结果用以构建GP代理模型；步骤6)基于第二样本空间内的参数组合进行有限元模型运算，通过贝叶斯优化方法，调整GP代理模型的超参数，优化拟合效果；步骤7)基于贝叶斯优化方法，在经过优化后的GP代理模型内寻找使得优化目标函数最小的参数组合，得到最优参数组合；步骤8)根据最优参数组合进行有限元模型运算，获得基准有限元模型。2.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯优化与GP代理模型的有限元模型修正方法，其特征在于，所述荷载试验的试验方式包括静力荷载试验和动力荷载试验，如选取方式为静力荷载试验，则获取反映结构刚度特性的数据；如选取方式为动力荷载试验，则获取测点加速度，并经过分析后得到反映结构动力特性的数据。3.根据权利要求2所述的一种基于贝叶斯优化与GP代理模型的有限元模型修正方法，其特征在于，所述反映结构刚度特性的数据具体包括测点挠度、应力；反映结构动力特性的数据具体包括结构的频率、振型。4.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯优化与GP代理模型的有限元模型修正方法，其特征在于，所述优化目标函数为基于动力响应及静力响应结合的目标函数，其标准表达式为：在优化目标函数U(θ)中，α1、α2为权重，其代表含义为目标函数内静力分析指标SAI、动力分析指标DAI的重要程度；n、k两个参数分别代表SAI、DAI两项指标内包含的元素个数。5.根据权利要求4所述的一种基于贝叶斯优化与GP代理模型的有限元模型修正方法，其特征在于，当静力分析指标SAI内仅包含结构频率响应时，其方程表示为：SAI
i
(θ)＝Fr
i
(θ)其中，Fr
i
(θ)代表频率响应指标函数，f
i0
(θ)为实测数据对应的i阶频率，f
i
(θ)为模型对应的i阶频率。6.根据权利要求4所述的一种基于贝叶斯优化与GP代理模型的有限元模型修正方法，其特征在于，当静力分析指标SAI内同时包含频率响应以及阵型相似度时，其方程表示为：
SAI
i
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，曹宇，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：