有限元反分析

1、有限元反分析有限元反分析v位移量測信息位移量測信息v內(nèi)力量測信息內(nèi)力量測信息v壓力量測信息壓力量測信息v應(yīng)變量測信息應(yīng)變量測信息絕對位移絕對位移相對位移相對位移表面應(yīng)變表面應(yīng)變域內(nèi)應(yīng)變域內(nèi)應(yīng)變 根據(jù)結(jié)構(gòu)變形、內(nèi)力及地層水平和垂直變形等，待求根據(jù)結(jié)構(gòu)變形、內(nèi)力及地層水平和垂直變形等，待求未知參數(shù)未知參數(shù)X X可設(shè)定為各地層彈性模量和初始地應(yīng)力參數(shù)?？稍O(shè)定為各地層彈性模量和初始地應(yīng)力參數(shù)。 關(guān)于待求未知量關(guān)于待求未知量X X建立最小二乘目標(biāo)函數(shù)如下建立最小二乘目標(biāo)函數(shù)如下： KiiiiFFwXF10)(iiKjjiKjjjiFF FFF12012*,單純形法單純形法 單純形法的思想是通過對維空間上

2、頂點的函數(shù)值進行比較，單純形法的思想是通過對維空間上頂點的函數(shù)值進行比較，通過反射、收縮、延伸來排除函數(shù)值最大的點，找到函數(shù)值最小通過反射、收縮、延伸來排除函數(shù)值最大的點，找到函數(shù)值最小的點，并形成新的單純形，這樣逐步逼近極小值點。的點，并形成新的單純形，這樣逐步逼近極小值點。阻尼最小二乘法阻尼最小二乘法 阻尼最小二乘法在給定參數(shù)初值的領(lǐng)域內(nèi)，把函數(shù)通過泰勒阻尼最小二乘法在給定參數(shù)初值的領(lǐng)域內(nèi)，把函數(shù)通過泰勒級數(shù)展開，通過反復(fù)迭代逐漸逼近目標(biāo)函數(shù)的極小值，得到參數(shù)級數(shù)展開，通過反復(fù)迭代逐漸逼近目標(biāo)函數(shù)的極小值，得到參數(shù)的最優(yōu)解。的最優(yōu)解。 遺傳算法遺傳算法 遺傳算法是模擬自然進化過程搜索全局最

3、優(yōu)解的方法。遺傳算法是模擬自然進化過程搜索全局最優(yōu)解的方法。 遺傳算法的遺傳算法的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在它在搜索過程中不容易陷入局部最優(yōu)解，即使在所定義的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在它在搜索過程中不容易陷入局部最優(yōu)解，即使在所定義的適應(yīng)函數(shù)是不連續(xù)的、非規(guī)則的情況下，它也能以很大的概率找到全局最優(yōu)適應(yīng)函數(shù)是不連續(xù)的、非規(guī)則的情況下，它也能以很大的概率找到全局最優(yōu)解。解。遺傳模擬退火算法遺傳模擬退火算法 模擬退火算法是局部搜索算法的擴展，它以一定地概率選擇領(lǐng)域中適模擬退火算法是局部搜索算法的擴展，它以一定地概率選擇領(lǐng)域中適應(yīng)值較好的解空間。它是遺傳算法與模擬退火算法的耦合，對雜交和變異后應(yīng)值較好的解空間。它是遺傳

4、算法與模擬退火算法的耦合，對雜交和變異后個體引入個體引入BoltamannBoltamann接受準(zhǔn)則。接受準(zhǔn)則?；旌线z傳算法混合遺傳算法 將最小二乘法應(yīng)用到遺傳算法，增加阻尼算子，加快收斂速度和精度。將最小二乘法應(yīng)用到遺傳算法，增加阻尼算子，加快收斂速度和精度。 從計算搜索速度來看，阻尼最小二乘法要優(yōu)于其他優(yōu)從計算搜索速度來看，阻尼最小二乘法要優(yōu)于其他優(yōu)化方法，混合遺傳算法次之，遺傳算法最差。化方法，混合遺傳算法次之，遺傳算法最差。 從反演參數(shù)的相對誤差來看，遺傳算法和遺傳模擬從反演參數(shù)的相對誤差來看，遺傳算法和遺傳模擬退火算法較好，混合遺傳算法和阻尼最小二乘法次之，單退火算法較好，混合遺傳算

5、法和阻尼最小二乘法次之，單純形法較差。純形法較差。 從目標(biāo)函數(shù)真值來看，阻尼最小二乘法同遺傳算法、從目標(biāo)函數(shù)真值來看，阻尼最小二乘法同遺傳算法、遺傳模擬退火算法基本一樣，混合遺傳算法次之，單純形遺傳模擬退火算法基本一樣，混合遺傳算法次之，單純形法最差。法最差。 從算法的可靠性方面來看，單純形法可靠性稍差，從算法的可靠性方面來看，單純形法可靠性稍差，主要由于參數(shù)相差較大時導(dǎo)致搜索空間退化低維空間而失主要由于參數(shù)相差較大時導(dǎo)致搜索空間退化低維空間而失敗。敗。有限元反分析算例有限元反分析算例1 1、工程概況、工程概況 測線測線1 1收縮收縮0.05m0.05m，測線測線2 2收縮收縮0.05m0.0

6、5m，測，測線線3 3收縮收縮0.08m0.08m。 地層參數(shù)為地層參數(shù)為E E200000kPa200000kPa， 0.40.4， 21kN/m21kN/m3 3,c,c12kPa12kPa，2020o o ，RtRt5kPa,k5kPa,k0.460.46。反。反演地層的力學(xué)參數(shù)彈演地層的力學(xué)參數(shù)彈性模量性模量E E。 2 2、隧道施工全過程受力分析、隧道施工全過程受力分析啟動曙光軟件，選擇計算模塊啟動曙光軟件，選擇計算模塊通過 繪制 菜單建立幾何模型材料的定義輸入材料參數(shù)單擊自動 尋找封閉面施加邊界條件全自動網(wǎng)格生成完成后Thanks for your concerns地址地址:上海市赤峰路上海市赤