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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
结题报告
批准号:
11172333
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
吕中荣
依托单位:
学科分类:
A0803.波动、振动与噪声
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
罗绍湘、黄敏、陈伟欢、傅奕臻、卢栩斌、王文洁
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
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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。
英文摘要
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。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.compstruc.2014.10.011
发表时间:2015
期刊:Computers and Structures
影响因子:4.7
作者:Z. D. Zheng;Z.R. Lu;W.H. Chen;J.K. Liu
通讯作者:J.K. Liu
DOI:10.1016/j.jsv.2013.08.028
发表时间:2013-12
期刊:Journal of Sound and Vibration
影响因子:4.7
作者:Y.Z.Fu;Z.R. Lu;J.K.Liu
通讯作者:J.K.Liu
A Two-Step Approach for Structural Damage Localization and Quantification Using Static and Dynamic Response Data
使用静态和动态响应数据进行结构损伤定位和量化的两步方法
DOI:10.1260/1369-4332.18.9.1415
发表时间:2015-08-01
期刊:ADVANCES IN STRUCTURAL ENGINEERING
影响因子:2.6
作者:Zhu, J. J.;Li, H.;Liu, J. K.
通讯作者:Liu, J. K.
DOI:10.1016/j.jsv.2012.08.025
发表时间:2013-01
期刊:Journal of Sound and Vibration
影响因子:4.7
作者:X. B. Lu;J. Liu;Zhengqi Lu
通讯作者:X. B. Lu;J. Liu;Zhengqi Lu
DOI:10.1080/17415977.2015.1017489
发表时间:2016-02
期刊:Inverse Problems in Science and Engineering
影响因子:1.3
作者:Z.T. Wei;J. K. Liu;Z.R. Lu
通讯作者:Z.R. Lu
数据驱动粘-弹-塑性力学行为建模以及参数识别
  • 批准号:
    11972380
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    吕中荣
  • 依托单位:
国内基金
海外基金