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利用静力试验数据修正具有广义中心对称有限元模型

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谢冬秀[1] 黄宁军[1] 张忠志[2]

[1]北京机械工业学院数学系,北京100085 [2]东莞理工学院数学系,广东东莞523808

应用数学
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国际标准刊号:ISSN 1001-9847
国内统一刊号:CN 42-1184

摘  要:

设X,B分别是测得的位移矩阵和载荷矩阵,C是有限元方法得到的理论模型的估计,找广义中心对称的矩阵(A)使得(A)X=B,且是Frobenius范数意义下C的最佳逼近.并给出了解(A)的扰动分析,数值结果表明该方法是行之有效的.[著者文摘]

机械振动设计的重要工具.静力问题中有限元模型为Kx e—fi,其中.是第i个力列向量,z ∈R”是与厂相对应的静位移列向量.由实验我们测得m组载荷F= (,1,,2,?,f,n)以及相应的位移=(z ,zz,?,z )!如果认为实测的结果可靠,而用有限元方法计算的结果与实测的有差距,则需要对有限元模型进行修正,要求计算的位移与实测的位移相一致.在静力学问题中的有限元模型修正可概括成如下两个问题:问题I 给出位移矩阵x∈R ,载荷矩阵B∈R ,求刚度矩阵A使得AX = B.(1) 设C是理论模型的估计.模型修正就是找A满足约束(1)且是C的最佳逼近.即问题Ⅱ给定刚度矩阵的有限元估计C∈R ,求A∈使得I C—AI F=minI C—AI F,(2) A∈这里是问题I的解集合.因此,有限元模型修正问题归结为一类矩阵反问题,加上某些力学约束条件.

文章出处:

《应用数学》-2007年20卷4期 -675-680页

Mathematica Applicata

分 类 号:

O241.6

文献标识码:

A

文章编号:

1001-9847(2007)04-0675-06

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[参考文献]

Correcting a Generalized Centro-symmetric Finite Element Model by Using Test Data

XIE Dong-xiu , HUANG Ning-jun ,ZHANG Zhong-zhi ( Department of Mathematics, Beij ing Institute of Machinery Industry, Beij ing 100085, China; Department of Mathematics, Dongguan University of Technology, Dongguan 523808, China)

Abstract:

Let X,B be a displacement matrix and load matrix respectively by test data. Assume C (obtained by using the finite-element method) to be an estimate matrix of the analytical model. Find the generalized centro-symmetric matrix A to minimize the Frobenius norm of C-A and AX = B. The perturbation of the solution A is analyzed. Numerical results show that the method is feasible and effective.[著者文摘]

Key words:

Generalized centro-symmetric matrix; The optimal approximation; The perturbation

收稿日期: 2007-02-28

基金资助:

国家自然科学基金资助项目(10571012);北京市自然科学基金项目(1062005);北京市教委资助项目(KM200411232006)

作者简介:

谢冬秀,女,汉,湖南人,教授,博士,研究方向:数值代数.

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