基于逆有限元方法的结构变形重构研究

针对海洋平台结构健康状态难以实时监测的问题，提出一种利用应变信息重构位移场的逆有限元方法。基于Timoshenko梁和最小二乘变分理论，通过提取结构表面应变计算截面中性轴应变，推导应变场及位移场函数，并将应变信息作为逆有限元重构的输入条件，对结构变形进行回构。为提升该方法的容差性，分析了应变片位置偏差及信号噪声对精度的影响。以海洋平台立柱为试验对象，分别利用有限元分析结果及实测结构应变信息来重构位移场。试验结果表明，提出的逆有限元法在不同载荷形式下均有较高的重构精度。