Inverse and Crack Identification Problems in Engineering Mechanics

مشکلات شناسایی معکوس و ترک برای اهداف نظارت بر سلامت و کنترل کیفیت که در کاربردهای حیاتی در مهندسی مکانیک عمران، هوانوردی، هسته‌ای و عمومی ایجاد می‌شوند، از اهمیت بالایی برخوردار هستند. مدل‌سازی ریاضی و مطالعه عددی این مسائل نیازمند شایستگی بالایی در مکانیک محاسباتی و بهینه‌سازی کاربردی است. این اولین تک نگاری است که تمام اطلاعات لازم را در اختیار خواننده قرار می دهد. مدل‌سازی مکانیک محاسباتی ظریف، از جمله اثرات تماس یک‌طرفه غیر هموار، با استفاده از تکنیک‌های المان مرزی انجام می‌شود که دارای مزیت خاصی برای ساخت مدل‌های مکانیکی پارامتری است. هر دو مسائل الاستواستاتیک و هارمونیک یا گذرا دینامیکی در نظر گرفته شده است. مسائل معکوس به عنوان مسائل کمینه سازی خطای خروجی فرموله می شوند و از نظر تئوری به عنوان یک مسئله بهینه سازی دوسطحی مورد مطالعه قرار می گیرند که به عنوان یک مسئله ریاضی با محدودیت های تعادل نیز شناخته می شود. فراتر از بهینه‌سازی عددی کلاسیک، ابزارهای محاسباتی نرم (شبکه‌های عصبی و الگوریتم‌های ژنتیک) و الگوریتم‌های فیلتر برای حل عددی استفاده می‌شوند.
این کتاب تمام مواد مورد نیاز را برای مدل‌سازی ریاضی و عددی روش‌های تست شناسایی ترک در استاتیک و دینامیک فراهم می‌کند و شامل چندین کاربرد کاملاً بحث‌شده، به عنوان مثال، تکنیک ارزیابی غیرمخرب ضربه - اکو است.
مخاطبان: این کتاب برای مهندسین سازه و مکانیک درگیر در پروژه‌های آزمایش غیرمخرب و کنترل کیفیت و همچنین مهندسان محقق و ریاضیدانان کاربردی که مسائل معکوس مرتبط را مطالعه و حل می‌کنند، مورد علاقه خواهد بود. افرادی که بر روی بهینه‌سازی کاربردی و محاسبات نرم کار می‌کنند، مشکلات جالبی را برای استفاده در روش‌های خود و تمام مواد لازم برای ادامه تحقیقات در این زمینه پیدا خواهند کرد.

Inverse and crack identification problems are of paramount importance for health monitoring and quality control purposes arising in critical applications in civil, aeronautical, nuclear, and general mechanical engineering. Mathematical modeling and the numerical study of these problems require high competence in computational mechanics and applied optimization. This is the first monograph which provides the reader with all the necessary information. Delicate computational mechanics modeling, including nonsmooth unilateral contact effects, is done using boundary element techniques, which have a certain advantage for the construction of parametrized mechanical models. Both elastostatic and harmonic or transient dynamic problems are considered. The inverse problems are formulated as output error minimization problems and they are theoretically studied as a bilevel optimization problem, also known as a mathematical problem with equilibrium constraints. Beyond classical numerical optimization, soft computing tools (neural networks and genetic algorithms) and filter algorithms are used for the numerical solution.
The book provides all the required material for the mathematical and numerical modeling of crack identification testing procedures in statics and dynamics and includes several thoroughly discussed applications, for example, the impact-echo nondestructive evaluation technique.
Audience: The book will be of interest to structural and mechanical engineers involved in nondestructive testing and quality control projects as well as to research engineers and applied mathematicians who study and solve related inverse problems. People working on applied optimization and soft computing will find interesting problems to apply to their methods and all necessary material to continue research in this field.