结构固有频率不确定分析的证据理论方法  

Uncertainty quantification of structural natural frequency using evidence theory

作　　者：李大伟[1] 唐和生[1,2] 姚雯 薛松涛[1] 

机构地区：[1]同济大学结构工程与防灾研究所,上海200092 [2]同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092

出　　处：《振动工程学报》2017年第6期904-912,共9页Journal of Vibration Engineering

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51578140;51178337);科技部国家重点实验室基础研究项目资助(SLDRCE14-B-03);上海自然科学基金资助项目(17ZR1431900)

摘　　要：结构参数的不确定性导致结构固有频率的不确定性。针对结构动力特性分析中存在的认知不确定,提出一种基于证据理论的不确定量化及灵敏度分析方法。利用证据理论刻画结构参数(如材料属性、几何特征、荷载分布)的不确定性。将基于优化算法的区间分析策略应用于不确定结构的模态分析,研究了结构参数中认知不确定对结构固有频率的影响。提出基于焦元区间变化比的敏感性分析框架判别不确定结构参数对结构固有频率的重要程度。最后,通过一个平面桁架的动力特性分析,验证了所提方法的适用性和有效性。Uncertainties in structural parameters lead to the uncertainty in natural frequencies of structure. Aiming at the epi-stemic uncertainties rooted in structural dynamic characteristics analysis,the evidence-theory-based uncertainty quantification and sensitivity analysis method are developed. The evidence theory is used to model the uncertainties of the structural parame-ters （e. g. material properties,geometric features,distribution of load）. Then, the influence of epistemic uncertainty of struc-tural parameters on structural natural frequency is quantified by employing optimization based interval analysis into the modal analysis of uncertain structure. The sensitivity analysis framework using variation ratio of focal element is presented to distin-guish the degree of importance of each uncertain parameter. Finally the dynamic characteristics analysis of a plane truss is presented to investigate the feasibility and effectiveness of the proposed method.

关 键 词：结构动力特性 认知不确定 证据理论 微分演化算法 敏感性分析 

分 类 号：TB123[理学—工程力学] TU318[理学—力学]