基於回響靈敏度分析的結構損傷識別新方法及實驗研究

《基於回響靈敏度分析的結構損傷識別新方法及實驗研究》是依託中山大學，由呂中榮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於回響靈敏度分析的結構損傷識別新方法及實驗研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：呂中榮
• 依託單位：中山大學

中文摘要

本項目擬基於回響靈敏度分析，研究結構損傷識別的時域新方法，並進行實驗驗證。利用振動理論與有限元法建立結構在完好及有損傷時的動力學方程，研究結構損傷（含裂紋損傷）對系統振動回響影響的特徵和規律。在損傷識別反問題研究中，發展基於時域回響靈敏度分析的有限元模型修正法，利用疊代線性化反演方法進行結構損傷定位及程度確定。研究改進自適應正則疊代方法，用於改善損傷識別的收斂性，提高識別精度。基於同倫延拓疊代算法，發展一種裂紋反演問題的新方法，增大解的收斂範圍，以便更有效地識別裂紋損傷。以相對複雜的板類結構為對象，加工試件進行實驗，通過測量振動回響進行損傷識別，驗證本項目所提出的理論分析方法的正確性和有效性，並將這些方法套用於實際結構的損傷識別，探討其工程實用性。本項目研究可為結構損傷識別提供新方法，不僅具有重要的理論意義和學術意義，且具有廣闊的工程套用前景。

結題摘要

橋樑、高層建築、機械等工程結構在各種複雜環境中工作和運行，常常會導致結構產生局部損傷。儘早準確地檢測出結構的損傷以便及時修復，這對於保證結構的安全、減少重大損失、延長結構使用壽命等具有重要的意義，多年來結構損傷識別是力學和工程領域的研究熱點之一。本項目將回響靈敏度分析推廣套用於板類結構的損傷識別中。利用疊代線性化反演方法求解損傷識別的非線性方程，並研究自適應正則疊代方法，用於改善損傷識別的收斂性，提高識別精度，並通過實驗驗證了方法的有效性。在此基礎上，將回響靈敏度方法分別與曲率法、模態應變能法、殘餘力向量法等頻域方法進行結合，獲得了多種時-頻結合的損傷識別二步法，提高了原回響靈敏度法的計算效率和識別精度，能更好地解決損傷識別問題。針對梁類裂紋識別問題，我們提出了一種基於同倫延拓疊代算法的裂紋反演問題的新方法。該方法對裂紋識別時的初始值依賴性不強，是一種大範圍收斂的方法，因此能更有效地解決裂紋參數識別問題。本項目研究豐富和發展了多種結構損傷識別新方法，不僅具有重要的理論意義和學術意義，且具有廣闊的工程套用前景。本項目研究取得了較好的研究進展，在國內期刊和會議上發表學術論文50篇，其中SCI收錄論文26篇。