加布里埃尔·L·S·席尔瓦。;丹尼尔·卡斯特罗（Daniel A.Castello）。;贾里·P·凯皮奥。 不确定质量密度分布下的损伤识别。 （英语） Zbl 1506.74340号 计算。方法应用。机械。工程师。 376，文章ID 113672，25 p.（2021）. 摘要：无损损伤识别是一项中心任务，例如在航空、民用和海军工程中。基于（物理）模型的识别方法依赖于正向模型的预测精度，通常会受到普遍存在的建模误差和不确定性的影响。本文研究了质量密度分布不确定情况下梁和板的缺陷识别问题，并用合成数据给出了一些实例。我们表明，在存在此类不确定性的情况下，即使实际损伤只能用几个参数进行参数化/描述，传统的最大似然法和传统的最大后验方法也会产生不可行的估计。为了部分补偿质量密度不确定性，我们对基于模型不确定性（近似）边缘化的反问题采用贝叶斯近似误差方法（BAE）。 MSC公司： 74卢比 脆性损伤 关键词：损伤识别;建模错误;不确定质量密度场;贝叶斯近似误差法 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{G.L.S.Silva}等人，计算。方法应用。机械。工程376，文章ID 113672，25 p.（2021；Zbl 1506.74340） 全文： DOI程序 参考文献： [1] Friswell，M.I.，《使用逆向方法进行损伤识别》，Phil.Trans。R.Soc.A，365，1851，393-410（2007） [2] 凯皮奥，J。；Somersalo，E.，《统计与计算反问题》，第160卷（2006年），Springer Science&Business Media [3] 凯皮奥，J。；Somersalo，E.，《统计反问题：离散化、模型简化和反犯罪》，J.Compute。申请。数学。，198, 2, 493-504 (2007) ·Zbl 1101.65008号 [4] Simoen，E。；罗克·G·D。；Lombaert，G.，《处理损伤评估模型更新中的不确定性：综述》，机械。系统。信号处理。，56-57, 123-149 (2015) [5] 莫阿韦尼，B。；Behmanesh，I.，环境温度变化对dowling hall人行天桥有限元模型更新的影响，工程结构。，43, 58-68 (2012) [6] Gayathri，P。；Umesh，K。；Ganguli，R.，《基体开裂和材料不确定性对复合板的影响》，Reliab。工程系统。安全。，95, 7, 716-728 (2010) [7] H·南丹。；Singh，M.P.，《热环境对结构频率的影响：第一部分——模拟研究》，《工程结构》。，81, 480-490 (2014) [8] H·南丹。；Singh，M.P.，《热环境对结构频率的影响：第二部分-系统识别模型》，工程结构。，81, 491-498 (2014) [9] Sepahvand，K.K。；谢夫勒，M。；Marburg，S.，复合材料板固有频率和辐射声功率的不确定度量化：分析和实验研究，Appl。灰尘。，87, 23-29 (2015) [10] 贝赫梅内什，I。；Moaveni，B.，《结构识别中环境变异性、建模误差和参数估计不确定性的解释》，J.Sound Vib。，374, 92-110 (2016) [11] Poulimenos，A.G。；Sakellariou，J.S.，《基于传输率的不确定性损伤检测方法：制造可变性受冲击损伤和不同操作条件影响的一组复合梁的应用》，结构。健康监测。，1838-333（2019），网址https://doi.org/10.1177/1475921718779190 [12] 米诺莱特，M.P。；Soize，C。；Avalos，J.，具有不确定边界条件/子结构之间耦合的结构的非参数随机建模，AIAA J.，51，6，1296-1308（2013） [13] 中耳炎，T。；斯科多斯，A.A。；Long，A.，《纤维热固性复合材料制造中的不确定性：综述》，复合材料A，57，67-75（2014） [14] 塔瓦夫，V。；Saadatzi，M。；Banerjee，S.，孔隙尺寸对单向复合材料有效材料性能的影响，（Fromme，P.；Su，Z.，结构和生物系统健康监测XIII，第10972卷。结构和生物系统健康监测XIII，第10972卷，国际光学和光子学学会（2019），SPIE），551-557，URLhttps://doi.org/10.1117/12.2514348 [15] I.Venanzi，A.Materazzi，《质量分布不确定的高层建筑控制装置稳健优化》，第11届结构安全与可靠性国际会议，2013年。 [16] Venanzi，I.，不确定参数高层建筑调谐质量阻尼器的稳健优化设计，结构。多磁盘。最佳。，51 (2014) [17] 古莱特，J.-A。；Smith，I.F.，具有系统误差和未知不确定性相关性的结构识别，计算。结构。，128251-258（2013），网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045794913002198 [18] Lipponen，A。；J.M.Huttunen。；Romakkaniemi，S。；科科拉，H。；Kolehmainen，V.，《模拟中模型简化误差的修正》，SIAM J.Sci。计算。，40、1、B305-B327（2018）·Zbl 1383.65004号 [19] Smyl，D。；Tallman，T.N。；布莱克，J.A。；Hauptmann，A。；Liu，D.，学习和纠正非高斯模型错误（2020），URL arXiv:2005.14592v1 [20] 贝赫梅内什，I。；莫阿韦尼，B。；朗伯特，G。；Papadimitriou，C.，结构识别的层次贝叶斯模型更新，机械。系统。信号处理。，64-65、360-376（2015），网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S088327201501455 [21] 贝赫梅内什，I。；莫阿韦尼，B。；Papadimitriou，C.，存在建模错误时使用模态数据对设计的9层建筑进行概率损伤识别，工程结构。，131，542-552（2017），网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141029616309786 [22] Muto，M。；Beck，J.L.，使用随机模拟的滞回结构模型的贝叶斯更新和模型类别选择，J.Vib。控件，14，1-2，7-34（2008），URLhttps://doi.org/10.1177/1077546307079400 ·Zbl 1229.74065号 [23] Lam，H.F。；Yang，J.H。；胡，Q。；Ng，C.T.，基于马尔可夫链蒙特卡罗贝叶斯方法的铁路道碴损坏检测，结构。健康监测。，17、3、706-724（2018），网址https://doi.org/10.1177/1475921717717106 [24] 黄，Y。；邵，C。；吴，B。；Beck，J.L。；Li，H.，《结构系统识别和损伤评估中贝叶斯推断的最新进展》，高级结构。工程师，22，6，1329-1351（2019），网址https://doi.org/10.1177/1369433218811540 [25] Tarvainen，T。；科莱赫梅宁，V。；Pulkkinen，A。；Vauhkonen，M。；施威格，M。；Arridge，S.R。；Kaipio，J.P.，《弥散光学层析成像中用于补偿辐射传输方程和扩散近似之间建模误差的近似误差方法》，《逆问题》，26，1，第015005页，（2010）·Zbl 1180.35574号 [26] Nissinen，A。；海基宁，L.M。；科莱赫梅宁，V。；Kaipio，J.P.，电阻抗断层成像中离散化、域截断和未知接触阻抗引起的误差补偿，Meas。科学。技术。，第20、10条，第105504页（2009年） [27] 科莱赫梅宁，V。；Tarvainen，T。；Arridge，S.R。；Kaipio，J.P.，《反问题中无趣分布参数的边缘化——扩散光学层析成像的应用》，《国际不确定性杂志》。数量。，1, 1-17 (2011) ·Zbl 05949804号 [28] Arridge，S.R。；凯皮奥，J.P。；科莱赫梅宁，V。；施威格，M。；萨默萨洛，E。；Tarvainen，T。；Vauhkonen，M.，光学扩散层析成像中应用的近似误差和模型简化，反问题，22，1，175-195（2006）·Zbl 1138.65042号 [29] 卡斯特罗，D.A。；Kaipio，J.P.，损伤识别中Timoshenko近似引起的建模误差，国际。J.数字。方法工程，120，9，1148-1162（2019） [30] Silva，G.L。；卡斯特罗，D.A。；博尔赫斯，L。；Kaipio，J.P.，不确定边界条件下板的损伤识别，机械。系统。信号处理。，144，第106884条pp.（2020），URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888327020302703 [31] Lähivaara，T。；达德利·沃德，N。；Huttunen，T。；罗林森，Z。；Kaipio，J.，在材料和来源不确定性存在的情况下，根据被动地震信号估算含水层尺寸，地球物理。《国际期刊》，200，3，1662-1675（2015） [32] 卡斯泰罗，D.A。；Stutz，L.T。；Rochinha，F.A.，基于连续损伤模型的结构缺陷识别方法，计算。结构。，80、5、417-436（2002），网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045794902000159 [33] Stutz，L.T。；卡斯特罗，D.A。；Rochinha，F.A.，一种基于柔性的连续损伤识别方法，J.Sound Vib。，279、3、641-667（2005），网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022460X0400015X [34] Souza，M。；卡斯特罗，D.A。；罗特曼，N。；Ritto，T.G.，损伤识别中阻尼模型的影响，冲击振动。，2019年1月13日（2019年），URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022460X0400015X [35] Mottershead，J.E。；林克·M。；Friswell，M.I.，《有限元模型更新中的灵敏度方法：机械教程》。系统。信号处理。，25、7、2275-2296（2011），网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S088832701003316 [36] 孔，X。；蔡春生。；Hu，J.，《基于振动的结构损伤识别决策框架的最新进展》，应用。科学。，7, 5, 497 (2017) [37] 卢，Z。；Law，S.，区分结构构件的损伤效应与时间响应，机械。系统。信号处理。，24、8、2914-2928（2010），网址http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S08883270101135 [38] Fu，Y。；卢，Z。；Liu，J.，利用时域有限元模型更新进行板损伤识别，J.Sound Vib。，332, 26, 7018-7032 (2013) [39] I.Venanzi，A.Kita，N.Cavalagli，L.Ierimonti，F.Ubertini，意大利佩鲁贾SCIRI塔内损伤检测和定位的连续OMA，收录于：第十一届第八届国际作战模态分析会议（IOMAC’19），丹麦哥本哈根，2019年5月12日至14日。 [40] Choi，S。；南帕克。；Yoon，S。；Stubbs，N.，《利用模态顺应性变化对板结构进行无损损伤识别》，NDT E Int.，38，7，529-540（2005） [41] Ritto，T。；桑帕约，R。；Aguiar，R.，实验数据中的不确定边界条件贝叶斯识别：悬臂梁的案例研究，Mech。系统。信号处理。，68-69, 176-188 (2016) [42] Reddy，J.N.，《有限元方法简介》，第2卷（1993年），McGraw-Hill:McGraw-Hill纽约 [43] 费什，J。；Belytschko，T.，有限元第一课程（2007），John Wiley&Sons·Zbl 1135.74001号 [44] 格雷丁，M。；Rixen，D.J.，《机械振动：结构动力学理论与应用》（2014），John Wiley&Sons [45] Reddy，J.N.，《弹性板壳理论与分析》（2006），CRC出版社 [46] Tarantola，A.，模型参数估计的反问题理论和方法（2004），SIAM [47] Nissinen，A。；海基宁，L.M。；Kaipio，J.P.，阻抗层析成像的贝叶斯近似误差方法——实验结果，Meas。科学。技术。，19，1，第015501条第（2007）页 [48] Nissinen，A。；Kolehmainen，V.P。；Kaipio，J.P.，阻抗层析成像中未知域边界引起的建模误差补偿，IEEE Trans。医学成像，30，2，231-242（2011） [49] Nissinen，A。；科莱赫梅宁，V。；Kaipio，J.P.，《使用近似误差方法重建电阻抗断层成像中的畴边界和电导率》，国际期刊《不确定性》。数量。，1, 3, 203-222 (2011) ·Zbl 1350.92030 [50] Tarvainen，T。；科莱赫梅宁，V。；Pulkkinen，A。；Vauhkonen，M。；施威格，M。；Arridge，S.R。；Kaipio，J.P.，《弥散光学层析成像中用于补偿辐射传输方程和扩散近似之间建模误差的近似误差方法》，《逆问题》，26，1，第015005页，（2009）·Zbl 1180.35574号 [51] Lähivaara，T。；沃德，N.F.D。；Huttunen，T。；Koponen，J。；Kaipio，J.P.，利用近似波传播模型从被动地震信号估算含水层尺寸，反演问题，30，1，第015003页，（2013）·兹比尔1284.86003 [52] 拉希瓦拉，T。；达德利·沃德，N.F。；Huttunen，T。；罗林森，Z。；Kaipio，J.P.，在存在材料和来源不确定性的情况下，根据被动地震信号估算含水层尺寸，地球物理。国际期刊，200，31662-1675（2015） [53] Koponen，J。；Huttunen，T。；Tarvainen，T。；Kaipio，J.P.，全波超声断层成像中的贝叶斯近似误差方法，IEEE Trans。超声波。铁电极。频率控制，61,101627-1637（2014） [54] Tarvainen，T。；科莱赫梅宁，V。；凯皮奥，J.P。；Arridge，S.R.，使用近似误差建模对漫反射光学层析成像线性方法的修正，生物医学。选择。快递，1209-222年1月1日（2010年） [55] Calvetti，D。；凯皮奥，J。；Somersalo，E.，亚里士多德先验边界条件，国际数学杂志。计算。科学。，1, 63-81 (2006) ·邮编1095.94005 [56] Lehikoinen，A。；芬斯特尔，S。；Voutilainen，A。；海基宁，L.M。；Vauhkonen，M。；Kaipio，J.P.，地球物理层析成像应用中计算域的近似误差和截断，逆问题。成像，1,2371-389（2007）·Zbl 1121.65113号 [57] J.M.J.Huttunen。；Kaipio，J.P.，非线性状态估计中的近似误差分析及其在状态空间识别中的应用，反问题，23，5，2141-2157（2007）·Zbl 1123.62068号 [58] Pulkkinen，A。；考克斯，B.T。；Arridge，S.R。；Goh，H。；凯皮奥，J.P。；Tarvainen，T.，定量光声层析成像中从光声时间序列直接估计光学参数，IEEE Trans。医学影像学，35，112497-2508（2016） [59] 哈图恩，J。；凯皮奥，J。；Haario，H.，时空混沌模型中的近似误差方法及其在Kuramoto-Sivashinsky方程中的应用，计算。统计师。数据分析。，123, 13-31 (2018) ·Zbl 1469.62084号 [60] 凯皮奥，J。；Kolehmainen，V.，逆向问题中建模误差和不确定性的近似边缘化，（贝叶斯理论与应用（2013），牛津大学出版社：牛津大学出版社，英国牛津），644-672 [61] 科罗拉多，M.J。；Dulikravich，G.S.，《单目标优化和响应面生成的基本确定性、启发式和混合方法综述》（《热测量和反演技术》第1卷（2009年）） [62] Pedersen，M.E.H.，《粒子群优化技术的良好参数》。代表HL1001（2010），Hvass实验室：Hvass Lab，丹麦哥本哈根 [63] Lord，G.J。；鲍威尔，C.E。；Shardlow，T.，《计算随机偏微分方程导论》（2014），剑桥大学出版社·Zbl 1327.60011号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。