基于结构灵敏度分析与稀疏约束优化的结构损伤识别方法

摘要：

在反问题求解中引入稀疏约束条件是当前应用数学领域的研究热点，结构损伤识别是典型的结构动力学反问题，且结构的损伤具有空间稀疏性，也即结构损伤发生时，只有部分单元或子结构出现损伤，基于结构灵敏度分析与稀疏约束优化，提出了一种结构损伤识别方法。通过结构灵敏度分析，建立结构损伤刚度参数的变化量与模态参数变化量之间的线性方程组，由于实测自由度有限，引入结构损伤稀疏性的条件，采用最小化 l1范数优化求解。通过桁架模型的数值模拟，在考虑测量噪声的基础上，对多损伤工况进行了识别，与不考虑稀疏约束的损伤识别结果进行了对比，并对测点布置与数量对识别结果的影响进行了研究。仿真分析结果表明该方法可以在较少的测点下，有效地识别结构损伤的位置与程度，并且考虑稀疏约束可以明显增加损伤识别结果的准确性。

关键词：结构健康监测、结构损伤识别、压缩感知、结构灵敏度、稀疏约束优化

所属期刊栏目：35

分类号：TU317;TU392.5(建筑结构)

资助基金：973计划课题2013CB036305；国家自然科学基金面上项目51738154

在线出版日期：2016-06-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：135-140