基于布谷鸟算法的结构损伤识别-论文.pdf

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1、第54卷第4期中山大学学报(自然科学版)Vo1．54No．42015年7月ACTASCIENTIARUMNATURALIUMUNIVERSITATISSUNYATSENIJu1．2015DOI：10．13471／j．cnki．acta．snus．2015．04．004基于布谷鸟算法的结构损伤识别徐浩杰，刘济科，吕中荣(中山大学力学系，广东广州510275)摘要：布谷鸟算法作为一种模拟布谷鸟寻窝产卵行为提出的优化算法，通过各布谷鸟个体的局部寻优行为，最终在群体中突显全局最优解，具有较好的收敛速度和精度。基于频率残差和模态保证准则(MAC)构建损伤结构的目标

2、函数，并运用布谷鸟算法对结构进行局部损伤的识别。双跨简支梁及桁架的数值模拟算例表明此方法能有效地检测出结构的局部损伤，对噪声不敏感，具有高效率、高精度等优点，有望应用于实际工程。关键词：损伤检测；布谷鸟算法；模态保证准则；数值模拟中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：0529—6579(2015)04—0019—04StructuralDamageIdentificationBasedonCuckooSearchAlgorithmXUHaojie，LIUJike，LUZhongrong(DepartmentofAppliedMechanics，S

3、unYat—senUniversity，Guangzhou510275，China)Abstract：Cuckoosearch(CS)algorithmisanemergingapproachtosolvestructuraldamagedetection．Byutilizingthemodalassurancecriteria(MAC)，theobjectivefunctionofthecertainstructureisbuilt．ThentheCSalgorithmisadoptedtosolvethece~ianobjectivefunction

4、toachievethedamagelocationandextentofthesystem．Adual—spanbeamandatrussareuesdasnumericalsimulationcasestoprovethevalidityoftheCSalgorithm．ThesimulationresultsshowthattheCSalgorithmisefficientandaccu—rateevenundermeasurementnoise．Keywords：damagedetection；Cuckoosearchalgorithm；moda

5、lassurancecriteria；numericalsimula—ton结构损伤无损检测因其具有便捷、非损伤性和伤识别问题可看作为全局优化问题，通过定义一个成本低廉的优点¨J，在工程结构健康检测和损伤关于损伤系统模型的目标函数，利用智能优化的手识别中具有广阔的应用前景。近几十年来，如何更段对目标函数进行寻优以此来实现结构损伤参数的好的运用动力响应进行结构损伤识别一直是国内外识别。学者的研究热点J。较成熟的基于振动的传统结布谷鸟算法作为一种模拟布谷鸟种群寻窝产卵构损伤检测方法主要包括基于模态频率J、模态的智能优化算法，具有参数设置简单、易现的特和残余力

6、等J。点¨，具有广阔的工程应用前景。目前，布谷鸟近年来，随着计算机的迅猛发展，基于优化思算法在优化问题中已得到应用，但是在结构损伤识想涌现出新的群智能识别方法，如基于遗传算法以别中研究较少。本文基于模态保证准则(MAC)及蚁群、粒子群和人工鱼群算法等。结构损和频率残差建立损伤识别问题的目标函数，利用布收稿日期：2015—01—19基金项目：国家自然科学基金资助项目(1117233，11272361)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(131gzd06)；广东省科技计划资助项目(2012A030200011)作者简介：徐浩杰(1991年生)，男；研究

7、方向：结构损伤识别；通讯作者：吕中荣；E—mail：lvzhr@mail．sysu．edu．cn中山大学学报(自然科学版)第54卷谷鸟算法对该目标函数求解以获得系统局部损伤情=∑(1一Oli)霹(4)况。本文选用双跨简支梁及桁架结构进行局部损伤刚度的变化会导致结构频率和模态的变化，故采用的数值模拟识别，算例表明本文方法能够高效地识频率残差和模态置信准则建立目标函数，具体如别相应结构的局部损伤，并且具有对人工噪声不敏下：感的特点，表明本文方法有应用于工程实际的潜力。(5)I，‘’If。，l1布谷鸟算法=(1一MACj)+∑(1(6)布谷鸟算法是一种由模拟布

8、谷鸟寻窝产卵以及、鸟类莱维飞行行为提出的优化算法。布谷鸟会在一其中ⅣF为提取的频