胡磊, 吕中荣, 刘济科

(中山大学工学院,广东 广州 510006)

基于改进萤火虫算法的结构损伤识别*

胡磊, 吕中荣, 刘济科

(中山大学工学院,广东 广州 510006)

提出一种基于改进萤火虫算法的结构损伤识别方法。将结构损伤模拟成杨氏模量的减少。对于没有邻居的萤火虫，让它们在自身位置附近随机搜索，同时引入新的移动方式来提高算法的精度和收敛速度，避免算法过早的陷入局部最优，克服萤火虫算法在高维目标函数中寻优能力不足的问题。采取功能梯度梁(Axial functionally graded， AFG)作为研究对象，利用欧拉-伯努利梁单元建立力学模型。采用了简支梁作为算例，将结果和基本萤火虫算法、领导者萤火虫和自适应步长萤火虫算法作对比，说明改进的有效性。

损伤识别；萤火虫算法；功能梯度梁；高维目标函数

功能梯度梁有着出色的力学和热学性能，被广泛应用于各个领域，例如空间和平面桁架，航天器的热防护盾等[1-3]。由于功能梯度梁被应用于各种各样恶劣的环境中，对于它们的结构损伤识别显得尤为重要。

结构损伤识别主要分为时域和频域两种。频域法主要根据结构的固有频率、模态、柔度曲率、模态能量等数据去识别损伤[4-7]。而时域法直接利用结构的动力响应如加速度[8-9]，Law等[10]利用时域法检测了移动车辆荷载下的混凝土桥梁损伤。具有一定的工程应用价值。

近年来，由于计算机技术的发展，出现了许多群智能算法，如粒子群算法，遗传算法，人工蜂群算法等。这些算法被用来解决各种复杂的优化问题。……