IDENTIFICAZIONE DEL DANNEGGIAMENTO DI STRUTTURE SOGGETTE A CARICHI STATICI E DINAMICI (DETERMINISTICI E STOCASTICI)

    Progetto: Research project

    Dettagli progetto

    Description

    An objective of the research program of the Unit is devoted to structural identification problems on the basis of responsemeasurements under both static and dynamic loading. Since structural identification problems can be defined as identification ofstructural parameter variations, damage diagnosis problems will also be treated, the damage being modeled as decay of suitablestructural parameter properties.Initially, the research program will be devoted, with particular attention, to set static identification procedures since they allowhighlighting the general properties of the problem, leading to explicit solutions which are of great importance in the engineeringpractice. On the basis of the results achieved by the development of static identification procedures, in the subsequent researchphase the extension to the case of dynamic loading will be studied.The identification procedures, known in the literature, based on the execution of static tests, aim at providing the values of thoseparameters influencing the stiffness matrix by means of definition of an error function as the difference between the analytical modeland the real structure responses. Such procedures are usually formulated as constrained, non convex, optimization problems of theresponse error function. In particular, they differ from each other for the definition of the error function to be minimized and for theadopted solution techniques. The procedures based on optimization problems, although able to treat complex structural systems, donot lead to explicit formulations.In the research program, here proposed, a procedure currently under study will be adopted for identification of structuralparameters on the basis of displacement measurements by static tests based on a variational formulation of the direct analysisproblem of continuous bodies. In particular, aim of the research is obtaining a consistent and robust formulation for the solution oflarge classes of identification problems. The proposed procedure, rather than optimizing an error function measuring the differencebetween the model and the real displacements, requires the minimization of the well known Hu-Washizu functional suitably modified.The modification relies on treating the displacement measurements, given by loading tests, as imposed displacements of fictitiousconstraints applied to the measurement points. The formulation of the modified Hu-Washizu principle allows to obtain the values ofthose parameters selected for identification by imposing that the reactions of the fictitious constraints are null (compatibility loadingcondition).In those cases where the dependence of the stiffness matrix on the parameters to be identified does not allow an explicit identificationsolution, the "virtual distortion method" will be adopted. According to the virtual distortion method, variations or imperfections ofstructural parameters, or possible damages, can be considered as inelastic distortions imposed on the undamaged structure leadingto an explicit formulation of the inverse problem and an easier solution. In such a way, the known stiffness matrix of a referencestructure can be adopted where the non linear dependence of the original stiffness matrix on the parameters to be identified isavoided.The research program, will be developed in the first semester of the first year as follows:1) Identification of structural parameters of simple systems, such as straight beams, aiming at obtaining explicit solutions asfunctions of displacements measured by loading tests.2) Applications to cases of damaged beams in presence of

    Layman's description

    Un obiettivo del programma di ricerca dell'Unità è rivolto ad affrontare problemi di identificazione di parametri strutturali sullabase della conoscenza di misure della risposta sotto l'azione di forzanti sia statiche che dinamiche. Poiché è possibile definire iproblemi di identificazione con riferimento a variazioni dei parametri strutturali, verranno trattati anche problemi di diagnostica deldanno, modellato come decadimento delle proprietà di opportuni parametri strutturali.L'attività del gruppo di ricerca dell'Università di Palermo sarà rivolta, durante il primo anno verso la messa a punto di procedure diidentificazione in campo statico poiché consentono con più facilità di mettere in luce le proprietà generali del problema epermettono di ottenere soluzioni esplicite, usualmente non disponibili, di grande ausilio nella pratica tecnica.Nella ricerca che si intende svolgere si adotta una procedura attualmente in studio per l'identificazione di parametri strutturali sullabase di misure di spostamento da prove statiche basata su una formulazione variazionale del problema di analisi diretta di solidicontinui. In particolare, lo scopo della ricerca è ottenere una base consistente e robusta per la risoluzione di ampie classi diproblemi di identificazione. La procedura proposta, invece di ottimizzare una funzione errore che misura la differenza tra glispostamenti del modello e della struttura reale, richiede la minimizzazione del ben noto funzionale di Hu-Washizu opportunamentemodificato. La modifica consiste nel trattare le misure di spostamento acquisite dalle prove di carico come spostamenti imposti divincoli fittizi all'uopo introdotti in corrispondenza dei punti oggetto delle misure. La formulazione del principio di Hu-Washizumodificato consente di ottenere i valori dei parametri selezionati come oggetto di identificazione imponendo che le reazioni deivincoli fittizi risultino nulle (condizione di congruenza sui carichi).Nei casi in cui la dipendenza della matrice di rigidezza dai parametri da identificare renda impossibile una soluzione esplicita delproblema di identificazione si adotterà il metodo delle distorsioni virtuali. Secondo il metodo delle distorsioni virtuali unavariazione o una imperfezione di un parametro strutturale o un eventuale danno presente possono essere considerati comedistorsioni anelastiche imposte sulla struttura integra consentendo una formulazione esplicita del problema inverso ed una soluzionepiù agevole. In tal modo infatti si farebbe riferimento alla matrice di rigidezza nota di una struttura di riferimento escludendo ladipendenza non lineare della matrice di rigidezza originaria dai parametri da identificare.L'attività di ricerca, sarà articolata durante il primo semestre del primo anno secondo le seguenti fasi:1. Identificazione di parametri strutturali in semplici sistemi, quali travi rettilinee, allo scopo di ottenere soluzioni esplicite infunzione degli spostamenti misurati da prove di carico.2. Applicazioni al caso di travi danneggiate con riferimento a danni concentrati e distribuiti e studio delle proprietà generali deiproblemi di identificazione del danno.3. Individuazione di criteri per il riconoscimento "a priori" del numero di danni presenti.4. Estensione al caso di travi continue su più appoggi ed al caso di strutture ad arco.5. Individuazione di condizioni sufficienti che garantiscano l'esistenza e l'unicità della soluzione per diverse condizioni di vincolo,con particolare riferimento alla scelta dei punti di misura ed al numero di misure disponibili.6. Formulazione di procedure tecniche pe
    StatoAttivo
    Data di inizio/fine effettiva1/1/06 → …