梁板結構的分布動載荷識別技術

《梁板結構的分布動載荷識別技術》是依託南京航空航天大學，由姜金輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：梁板結構的分布動載荷識別技術
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：姜金輝
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

動載荷識別（或重構）屬於動力學研究的第二類逆問題，也是動力學研究的難點問題之一，特別是針對分布動載荷模型的識別，研究難度更大。本項研究以Bernoulli -Euler梁結構、彈性薄板結構為研究對象，在結構線彈性體系範疇內，系統和深入地研究了複雜分布動載荷識別技術。將矩量法、不適定問題的正則化方法與結構動力學逆分析相結合，探討複雜形式的分布動載荷識別理論。主要研究內容包括：建立梁板結構複雜分布的確定性分布動載荷的時域識別理論；將確定性分布動載荷模型引申至隨機性分布動載荷，研究隨機分布動載荷的識別方法；探討分布動載荷識別過程中的不適定問題，指出改善識別精度的方法，同時針對動載荷識別精度的影響因素進行歸納和總結；通過本項研究，旨在從理論上完善和發展動力學逆問題，另一方面為工程上特別飛行器結構潛在的動載荷識別問題做技術鋪墊。

結題摘要

結構動載荷識別是結構動力學領域研究的難點和熱問題之一，動載荷的準確獲取對於結構的動力學分析、設計、最佳化、疲勞分析等方面具有十分重要的意義，因此具有十分廣闊的套用前景。該項目圍繞前沿的分布動載荷識別問題展開研究，以Bernoulli-Euler梁結構、彈性薄板結構為研究對象，在結構線彈性體系範疇內，針對一維分布動載荷與二維分布動載荷，研究分布動載荷的離散化方法，建立確定性分布動載荷和隨機性分布動載荷的識別理論，探討分布動載荷識別過程中的不適定問題，指出改善識別精度的方法和手段，並通過試驗驗證分布動載荷識別的方法的正確性和適用性。該項目綜合結構振動力學、數值計算、信號分析與處理等方法採用逆問題的分析手段對分布動載荷開展系統深入的研究，構造了多維的勒讓德正交多項式，並證明了其正交特性，提出了基於勒讓德正交多項式的分布動載荷的離散化方法，完成了將分布動載荷的無限維信息轉化為有限信息；通過正問題的研究，建立了分布載荷與結構系統、回響之間的內在聯繫，在此基礎之上，提出了基於矩量法的分布確定性和隨機性動載荷的動載荷識別模型，建立了Bernoulli-Euler梁結構、彈性薄板結構一維和二維分布動載荷的識別方法，引入了Tikhonov正則化算法，通過L-curve確定正則化參數，改善識動載荷別不適定性問題，進一步提高分布動載荷識別精度；通過理論分析、仿真計算與實驗研究驗證了分布動載荷方法的正確性，從而進一步充實和發展了動載荷識別的理論，為實際工程中遇到的振動動載荷識別問題提供前沿的技術積累，為明確結構上作用的動載荷提供了一種新的分析手段，進一步促進工程結構的動力學設計，保障了結構的安全性、可靠性。