基于概率可靠度的結構損傷識別理論研究及應用.pdf

1、在多種不確定性因素的影響下，觀測數(shù)據(jù)及結構模型均具有強烈的本質不確定性，導致?lián)p傷識別問題同樣成為不確定性問題，因此必須在確定性損傷識別研究的基礎上，發(fā)展能夠充分反映問題不確定性性質的損傷診斷方法。同時，采用反演類方法進行復雜結構的損傷識別時，往往會由于求解規(guī)模過大而導致求解困難，使得方法失去可行性。本文圍繞阻礙損傷識別發(fā)展的兩個關鍵問題：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、傷識別過程，重點研究了模型修正與參數(shù)識別理論、具備全局收斂能力的非線性反演算法、損傷敏感指標的構造、基于證據(jù)理論的損傷定位以及損傷識別的概率可靠度方法?；诟怕式y(tǒng)計理論建立了相對完整的損傷識別方法體系，并對其理論和應用兩方面的關鍵問題進行了研究。作者主要完成了以下五個方面的工作。 首先，在對力學反問題的主要求解方法和模型修正理論進行系統(tǒng)總結的基礎上，提出了基于動力和靜力測試數(shù)據(jù)的參數(shù)識別正則化法；并在對傳統(tǒng)最優(yōu)化方法進行改進的基

3、礎上，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法進行結構損傷定位的關鍵問題，構造了三類損傷敏感指標用于不同結構及構件的損傷定位。就觀測噪聲、損傷程度對各指標定位效果的綜合影響進行了系統(tǒng)研究。 第三，對基于多源證據(jù)的損傷識別方法進行了研究。在獲得多源損傷信息的基礎上，引入證據(jù)理論進行有效信息的抽取與合成，為以較高的可靠性實現(xiàn)損傷的準確定位奠定基礎。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，提出了基于先驗和后驗可靠性聯(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信息，具有較好的穩(wěn)定性和可靠性。 第四，分別根據(jù)隨機有限元理論和概率可靠度理論考慮不同不確定性因素對損傷識別結果的影響，對損傷識別的概率可靠度法進行了系統(tǒng)研究，提出并發(fā)展了橋梁結構的自動損傷識別方法。分別根據(jù)模型試驗和數(shù)值模擬試驗驗證了方法的有效性。研究表明，該方法能夠有效解決損傷識別實際應用中由多種不確定性因素所導致的損傷誤判問題。 第五