局部破裂的声发射特性及基于遗传算法的破裂参数识别

摘要

利用数值方法来模拟结构体内部的声发射事件而引起的表面动态响应，目前是国内外研究的热点。本文就基于局部破裂产生的声发射现象，对破裂参数识别方法进行了初步研究。
　　首先基于弹性动力学有关基础知识包括格林函数和互易定理对声发射现象进行了相应的理论介绍和基础研究。利用位移表示定理给出局部破裂产生的声发射现象位移的具体形式，并给出一些特殊裂缝的声发射现象。然后对破裂参数识别问题进行了初步研究。破裂参数识别的模型是描述物体某处的位移、速度或加速度信号与物体中裂缝相关参数之间关系的方程组，由于此方程组非线性且病态，再加上测量值误差的影响，给求解带来很大困难，由此产生了包含误差的情况下如何寻求最优解的问题。本文采用基于遗传算法的最小二乘法，给出了全域内搜索的一种参数识别方法，所得参数为全局最优。最后,讨论了非线性方程组中方程数目和测量误差对上述方法识别结果的影响。
　　算例结果表明该方法可以有效地基于声发射现象识别结构中裂缝的相关参数。并可得到以下结论：(1)随着采用非线性方程组方程数目的增多，识别结果的精确度越好。(2)基于九个参数和十个参数两种破裂参数识别方法，都可以得到比较满意的结果。基于九个参数识别方法要利用识别的结果做第二次矩张量分析，可能会造成得到的裂缝法向和裂缝开展方向的夹角的识别结果误差很大。不过裂缝体积大小的计算结果误差比较小，且裂缝的位置参数没有经过二次计算，误差也在可接受范围。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要研究内容

第二章 AE波动理论基础

2.1 弹性动力学基础

2.2声发射理论

2.3一些特殊裂缝的声发射特性

2.4本章小结

第三章 基于遗传算法的非线性识别方法

3.1 引言

3.2非线性识别问题描述

3.3遗传算法简介

3.4 基于遗传算法的非线性反演问题求解

3.5数值算例

3.6本章小结

第四章 破裂相关参数识别

4.1引言

4.2矩张量分析

4.3裂缝参数识别的基本思想与实现

4.4算例分析

4.5本章小结

第五章 结论与展望

5.1本文工作总结

5.2未来研究工作建议

参考文献

致谢