基于EEP法的杆系结构裂纹损伤识别有限元自适应求解研究

项目名称： 基于EEP法的杆系结构裂纹损伤识别有限元自适应求解研究

项目编号： No.51608301

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 建筑科学

项目作者： 王永亮

作者单位： 清华大学

项目金额： 9万元

中文摘要： 杆系结构的裂纹损伤识别是结构工程领域的重要研究课题，基于频率的损伤识别是自由振动这一结构特征值问题的逆问题。申请人建立了基于单元能量投影(EEP)法的一维有限元和二维有限元线法特征值问题的自适应求解方法，对多种梁、板、壳等自由振动的精确求解取得成功，其中误差估计的EEP超收敛算法和网格细分的均差法显示出很强的求解效力。自由振动问题的成功求解，使得挑战损伤识别问题成为可能。本项目旨在建立基于频率的杆系结构裂纹位置、大小、数目等损伤信息精确识别的有限元自适应方法，引入裂纹模拟的弹簧模型、EEP法和均差法，解决含损伤杆系结构自由振动求解的自适应逆幂(子空间)迭代和多裂纹损伤识别的自适应Newton迭代等求解模式问题，形成频率解答和实测频率之间误差不断减小、裂纹损伤信息渐趋准确的技术路线。本项目将构建精确高效的损伤识别求解算法，并发展适于变截面、曲线型杆系结构的计算技术，具有理论意义和实用价值。

中文关键词： 有限元；裂纹损伤识别；自由振动；误差估计；自适应分析

英文摘要： The crack damage detection of frame structure is one of the central challenges in the research field of structure engineering, in which damage detection based on frequencies is the inverse problem of free vibration. The adaptive approach of finite elemen

英文关键词： FEM；crack damage detection；free vibration；error estimation；adaptive analysis