本文基于优化的思想,把模型修正问题转化为优化问题来处理,并对该方法在多个领域的应用进行了探讨和研究。简要来讲,模型修正技术是一种基于可靠的实验实测数据去修改和调整有限元数值模型的方法。经过数十年的发展,模型修正技术几乎已经发展成为一门独立的学科,成为结构系统响应预测、状态监控、故障诊断和动态优化设计等领域的一个重要课题,被应用在于航空、航天、机械、古文物、建筑工程等方面。作为实验模型和理论模型的连接纽带,模型修正技术有着周期短、分析速度快、费用低等优点。在算法方面,模型修正各类算法在桁架、悬臂梁等简易结构上都得到了验证,并且由矩阵型修正法到参数型修正法的转变使得该技术更具有实际的物理意义。但是在大型复杂结构上的应用还比较少,并且作为反问题的一种,模型的修正结果存在着多解的弊端。总体而言,模型修正技术还存在着通用性、可靠性和实用性等问题。相对模型修正技术而言,结构优化技术在算法和应用方面相对比较成熟稳定,特别是近年发展起来的智能算法在全局寻优的能力上面有着无可比拟的优势。针对模型修正技术存在的问题,本文基于优化的思想,将模型修正问题转化为优化问题来处理,将修正参数、修正约束、修正目标和优化参数、优化约束、优化目标一一对应,借助成熟稳定的优化算法高效地获得全局最优的修正结果。该方法最关键的地方是根据实际问题建立合理的优化模型,进而借助于优化算法进行迭代计算。本文借助于自主研发的优化软件SiPESC.OPT完成了优化算法和商用有限元的集成,满足了优化算法和有限元分析类型多样性的需求,不仅提高了模型修正的效率,而且保证了有限元分析的精度,有着很高的工程实用性。本文将这种基于优化思想的模型修正方法应用到各类模型修正问题上,如基于自振分析、频响分析、非线性静力分析、瞬态分析和谱分析的模型修正问题,涉及到物理参数识别、几何参数识别、非线性本构关系识别、载荷识别和损伤诊断等技术领域。在基于模态分析的模型修正算例(桁架、Garteur飞机、输电塔)中,针对不同阶频率、振型重要性不同(如整体模态和局部模态)的特点,在频率相关性和模态相关性的基础上提出了加权的办法。为了避免有些修正参数灵敏度低但是误差大的情况,本文将修正参数的灵敏度分析结果划分为0和1两种。在基于频响分析的模型修正算例(悬索桥)中,选择关键节点频响曲线中的关键响应值及其频率对应值作为优化目标,得到了很好的修正结果,同时避免了大量数据的后处理工作。在基于非线性静力分析的模型修正算例(拉伸杆、钢筋混凝土)中,利用高精度的静力测量值,实现了结构的非线性本构关系以及几何参数的快速定位。在基于瞬态分析的模型修正算例(拉伸弹簧、高层建筑)中,为避免传统载荷识别方法中矩阵求逆病态以及误差积累等问题,采用优化的方法快速修正出结构所承受的动态载荷。在基于静力分析的损伤识别算例中,采用一种分级优化的方法,通过较小的迭代计算便得到了精度非常高的修正结果。通过这些算例,很好地证明了该方法的可行性、高效性以及很高的工程实用价值。