基于三维边界元法计算挠度影响面的简支梁损伤定位研究

摘要

基于现有二维边界元法难以有效计算空间结构影响面的情况，该文采用三维边界元法（Boundary Face Method,BFM）计算三维结构挠度影响面（Deflection Influence Surfaces,DIS），并用于损伤识别定位研究。通过自编内置循环BFM程序，结合静力法计算方板和简支T梁结构的内力及变形，并通过指定二元多项式函数（Bivariate Polynomial Function,BPF）阶数定义域，建立二次优化影响面程序，从而得到均方误差最小DIS。该计算方法与解析解法结果误差不超过1.8‰，验证了BFM方法计算DIS的精确性和有效性。基于高精度DIS开展损伤定位研究，并通过简支T梁试验验证该方法的有效性。结果表明：与传统DIS损伤定位方法相比，所提方法在单、双损伤工况下的损伤定位精度分别提高了28.6%和16.7%，为桥梁等空间结构的损伤诊断提供了更高效的数值工具。

关键词

三维边界元法 / 挠度影响面 / 静力法 / 二元多项式函数 / 损伤定位 / 简支T梁 / 结构健康监测