基于参数化水平集的结构缺陷识别方法

来源：计算力学学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：付君健,喻凤祺,李响,周祥曼

单位：三峡大学 机械与动力学院, 宜昌 443002,水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室, 宜昌 443002,三峡大学 机械与动力学院, 宜昌 443002,三峡大学 机械与动力学院, 宜昌 443002,水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室, 宜昌 443002,三峡大学 机械与动力学院, 宜昌 443002,水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室, 宜昌 443002

摘要：无损识别技术能够在不破坏结构完整性的情况下,准确探测结构缺陷的空间分布与几何特征,这一技术为工程结构的安全性能评估与服役寿命预测提供了重要依据。本文提出了一种基于参数化水平集方法的结构缺陷识别算法。该方法通过引入径向基函数对水平集函数进行参数化表示,并结合有限元分析技术,实现对结构中缺陷的自动检测和精确定位。以最小化损伤结构与无损结构响应差异为目标函数,以径向基函数扩展系数的上下限为约束,建立缺陷识别的优化模型。二维悬臂梁和米歇尔梁的算例表明,本文提出的基于参数化水平集的缺陷识别方法可以对连续体结构中单个或多个孔洞类型缺陷进行有效识别,且该方法不依赖于特定的边界条件,并进一步将该缺陷识别方法扩展至三维悬臂梁问题验证了其通用性。

关键词：水平集方法,径向基函数,有限元分析,缺陷识别,

基金资助：国家自然科学基金面上项目(52475267)资助.