安徽建筑大学;清华大学合肥公共安全研究院;合肥工业大学周宇获国家专利权
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龙图腾网获悉安徽建筑大学;清华大学合肥公共安全研究院;合肥工业大学申请的专利一种基于BP神经网络的桥梁有限元模型修正方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116541920B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310283904.9,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权一种基于BP神经网络的桥梁有限元模型修正方法是由周宇;石英迪;李舒;贺文宇;陈建国;吴德义;张宁;赵小龙;汪正兴;甘露一设计研发完成,并于2023-03-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于BP神经网络的桥梁有限元模型修正方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于BP神经网络的桥梁有限元模型修正方法,属于有限元模型修正技术领域,包括建立目标函数,选取修正参数等步骤。本发明采用BP神经网络对桥梁有限元模型进行修正,可避免构建复杂函数表达式;并通过构建带有反向传播算法的两层前馈神经网络,能够快速有效地实现应变影响线误差目标最小化求优,更全面地评价修正前后模型误差,更完整地反映桥梁力学特性,可将初始模型计算相对误差由38%降至10%以内。
本发明授权一种基于BP神经网络的桥梁有限元模型修正方法在权利要求书中公布了:1.一种基于BP神经网络的桥梁有限元模型修正方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:建立目标函数,选取修正参数; S2:进行桥梁应变影响线测试,提取实测应变影响线,同时建立初始有限元模型,提取计算应变影响线; S3:建立BP神经网络,利用训练后的BP神经网络对初始有限元模型进行修正; 在所述步骤S1中,修正参数包括纵向主梁的弹性模量E、顶板厚度T1、底板厚度T2、腹板厚度Tw; 在所述步骤S2中,提取实测应变影响线的具体过程如下: S201:根据实际桥梁结构定义试验工况并布置测点; S202:利用试验加载车辆对测点在既定试验荷载下的应变影响线展开测试; S203:提取桥梁测点的应变时程响应,利用构造试验加载车辆信息矩阵剥离车辆多轴效应,进而将桥梁应变时程响应还原为单位集中荷载作用下的桥梁应变影响线,即实测应变影响线,试验加载车辆选取单辆两轴重车; 在所述步骤S2中,提取计算应变影响线的具体过程如下: S211:依据设计图纸与现场复合得到的桥梁结构尺寸信息,建立初始有限元模型; S212:采用应变影响线加载定义移动荷载分析工况; S213:以单位集中荷载模拟应变影响线加载,提取初始有限元模型的计算应变影响线;对初始有限元模型结构参数进行30次随机缩放,提取对应结构参数下的桥梁应变影响线,即计算应变影响线,作为30个BP神经网络训练样本,将30个样本数据导入所建立的BP神经网络,对BP神经网络展开训练、验证与测试; 在所述步骤S3中,对初始有限元模型进行修正的具体过程如下: S301:建立BP神经网络,将样本数据导入所建立的BP神经网络,对BP神经网络展开训练、验证与测试; S302:当BP神经网络经过训练满足计算误差要求后,保存训练后的BP神经网络; S303:提取桥梁实测应变影响线中的5个形状控制点,并作为输入参数导入训练后的BP神经网络; S304:将训练后的BP神经网络预测得到的修正参数输入初始有限元模型,实现对有限元模型的修正。
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