基于概率可靠度的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別理論研究及應(yīng)用.pdf

1、在多種不確定性因素的影響下，觀測數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)模型均具有強(qiáng)烈的本質(zhì)不確定性，導(dǎo)致?lián)p傷識(shí)別問題同樣成為不確定性問題，因此必須在確定性損傷識(shí)別研究的基礎(chǔ)上，發(fā)展能夠充分反映問題不確定性性質(zhì)的損傷診斷方法。同時(shí)，采用反演類方法進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別時(shí)，往往會(huì)由于求解規(guī)模過大而導(dǎo)致求解困難，使得方法失去可行性。本文圍繞阻礙損傷識(shí)別發(fā)展的兩個(gè)關(guān)鍵問題：損傷誤判問題和求解困難問題開展研究工作。將隨機(jī)有限元理論、超單元理論、概率可靠度理論、證據(jù)理論引入損

2、傷識(shí)別過程，重點(diǎn)研究了模型修正與參數(shù)識(shí)別理論、具備全局收斂能力的非線性反演算法、損傷敏感指標(biāo)的構(gòu)造、基于證據(jù)理論的損傷定位以及損傷識(shí)別的概率可靠度方法?；诟怕式y(tǒng)計(jì)理論建立了相對(duì)完整的損傷識(shí)別方法體系，并對(duì)其理論和應(yīng)用兩方面的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。作者主要完成了以下五個(gè)方面的工作。 首先，在對(duì)力學(xué)反問題的主要求解方法和模型修正理論進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出了基于動(dòng)力和靜力測試數(shù)據(jù)的參數(shù)識(shí)別正則化法；并在對(duì)傳統(tǒng)最優(yōu)化方法進(jìn)行改進(jìn)的基

3、礎(chǔ)上，提出了一種具備全局收斂能力的最優(yōu)化算法。 其次，研究了基于損傷敏感指標(biāo)法進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷定位的關(guān)鍵問題，構(gòu)造了三類損傷敏感指標(biāo)用于不同結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的損傷定位。就觀測噪聲、損傷程度對(duì)各指標(biāo)定位效果的綜合影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究。 第三，對(duì)基于多源證據(jù)的損傷識(shí)別方法進(jìn)行了研究。在獲得多源損傷信息的基礎(chǔ)上，引入證據(jù)理論進(jìn)行有效信息的抽取與合成，為以較高的可靠性實(shí)現(xiàn)損傷的準(zhǔn)確定位奠定基礎(chǔ)。為充分反映不同證據(jù)源在可靠性、重要性等方面的差

4、異，提出了基于先驗(yàn)和后驗(yàn)可靠性聯(lián)合校正的證據(jù)合成方法。研究表明，該方法不依賴于先驗(yàn)信息，具有較好的穩(wěn)定性和可靠性。 第四，分別根據(jù)隨機(jī)有限元理論和概率可靠度理論考慮不同不確定性因素對(duì)損傷識(shí)別結(jié)果的影響，對(duì)損傷識(shí)別的概率可靠度法進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出并發(fā)展了橋梁結(jié)構(gòu)的自動(dòng)損傷識(shí)別方法。分別根據(jù)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬試驗(yàn)驗(yàn)證了方法的有效性。研究表明，該方法能夠有效解決損傷識(shí)別實(shí)際應(yīng)用中由多種不確定性因素所導(dǎo)致的損傷誤判問題。 第五