基于响应灵敏度分析的结构损伤识别新方法及实验研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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基于响应灵敏度分析的结构损伤识别新方法及实验研究

项目名称：基于响应灵敏度分析的结构损伤识别新方法及实验研究
项目类别：面上项目
批准号：11172333
申请代码：A020313
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2012-01-01-2015-12-31

项目负责人：吕中荣
依托单位：中山大学
批准年度：2011

中文摘要：

本项目拟基于响应灵敏度分析，研究结构损伤识别的时域新方法，并进行实验验证。利用振动理论与有限元法建立结构在完好及有损伤时的动力学方程，研究结构损伤（含裂纹损伤）对系统振动响应影响的特征和规律。在损伤识别反问题研究中，发展基于时域响应灵敏度分析的有限元模型修正法，利用迭代线性化反演方法进行结构损伤定位及程度确定。研究改进自适应正则迭代方法，用于改善损伤识别的收敛性，提高识别精度。基于同伦延拓迭代算法，发展一种裂纹反演问题的新方法，增大解的收敛范围，以便更有效地识别裂纹损伤。以相对复杂的板类结构为对象，加工试件进行实验，通过测量振动响应进行损伤识别，验证本项目所提出的理论分析方法的正确性和有效性，并将这些方法应用于实际结构的损伤识别，探讨其工程实用性。本项目研究可为结构损伤识别提供新方法，不仅具有重要的理论意义和学术意义，且具有广阔的工程应用前景。

中文主题词：损伤识别；响应灵敏度分析；模型修正；正则迭代；同伦迭代

英文摘要：

damage identification；reponse sensitivity analysis；model updating；regularization iteration；homotopy iteration

英文主题词： damage identification；reponse sensitivity analysis；model updating；regularization iteration；homotopy iteration

结论摘要：

桥梁、高层建筑、机械等工程结构在各种复杂环境中工作和运行，常常会导致结构产生局部损伤。尽早准确地检测出结构的损伤以便及时修复，这对于保证结构的安全、减少重大损失、延长结构使用寿命等具有重要的意义，多年来结构损伤识别是力学和工程领域的研究热点之一。本项目将响应灵敏度分析推广应用于板类结构的损伤识别中。利用迭代线性化反演方法求解损伤识别的非线性方程，并研究自适应正则迭代方法，用于改善损伤识别的收敛性，提高识别精度，并通过实验验证了方法的有效性。在此基础上，将响应灵敏度方法分别与曲率法、模态应变能法、残余力向量法等频域方法进行结合，获得了多种时-频结合的损伤识别二步法，提高了原响应灵敏度法的计算效率和识别精度，能更好地解决损伤识别问题。针对梁类裂纹识别问题，我们提出了一种基于同伦延拓迭代算法的裂纹反演问题的新方法。该方法对裂纹识别时的初始值依赖性不强，是一种大范围收敛的方法，因此能更有效地解决裂纹参数识别问题。本项目研究丰富和发展了多种结构损伤识别新方法，不仅具有重要的理论意义和学术意义，且具有广阔的工程应用前景。本项目研究取得了较好的研究进展，在国内期刊和会议上发表学术论文50篇，其中SCI收录论文26篇。

成果综合统计