基于响应灵敏度分析的结构损伤识别新方法及实验研究

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。