Numerical Analysis Technique for Stiffness Parameters Identification of Spatial Structures by Minimizing the Difference between the Calculated (Finite Element) and Natural Dynamic Characteristics

В статье приводится описание разработанной математически формализованной численно-аналитиче­ской методики идентификации параметров жесткости пространственных конструкций на основе минимизации расхождений расчетных и натурных динамических характеристик. Методика позволяет решать обратные некорректные динамические задачи параметрической идентификации жесткостных характеристик пространственных конструкций на основе инструментально выявленных частот и форм собственных колебаний значимой части спектра с применением современных численных методов моделирования механических систем и процедур нелинейного программирования, реализованных в универсальных программных комплексах ANSYS Mechanical и MATLAB. Методика основана на оригинальной формулировке задачи нелинейного программирования с ограничениями в виде неравенств для расчетных частот собственных колебаний. На начальном этапе, до старта минимизации, предусмотрено выделение приоритетных компонент минимизации, что позволяет решать динамические обратные задачи в условиях «контрастного» изменения значимой части спектра и кратно увеличить вычислительную эффективность процесса минимизации. Подход применим для исследования сложных расчетных схем. Методика может применяться как составная часть информационно-аналитико-математических моделей цифровых двойников (digital twins) на этапе валидации, идентификации математических моделей реальных, структурно сложных строительных объектов в составе современных систем динамического мониторинга.