成果来源于中国国家自然科学基金重大研究计划重点项目《大型建筑及桥梁结构动力损伤过程的实时混合试验方法与技术》（编号：90715036）、国家自然科学基金重大国际合作项目《建筑及桥梁抗倒塌性能的分布式大型子结构试验方法及平台》（编号：51161120360）、国家自然科学基金重大研究计划集成项目《大型复杂结构地震灾变过程混合模拟关键技术及其开放式通用试验平台》（编号：91315301-9）、国家高技术研究发展计划(863计划)子课题《新型平台结构智能阻尼减振隔震控制技术》（编号：2001AA602015）。 成果包括混合试验关键科学问题、混合试验平台开发、大型验证与示范试验应用三大方面。针对混合试验关键科学问题，主要集中解决了混合试验中的数值计算精度和物理边界条件实现两大方面理论难题。数值计算问题主要包括时间域上运动方程离散求解的稳定性问题、空间域上数值子结构的模型精度问题；边界条件问题主要包括实时试验的加载控制问题和边界条件不完整问题。 主要成果和技术性能指标如下： （1）针对时间域数值离散问题，在国际上首次发现将拟动力试验的显式算法直接应用于实时子结构试验时，其稳定性会降低，提出了多种实时子结构试验逐步积分方法，并开展了试验验证。对实时子结构试验等效力控制方法进行了深入研究，利用反馈控制原理求解隐式差分方程，巧妙地避免了隐式积分算法的迭代过程。修正了经典Simo算法的理论缺陷，提出了共旋梁单元能量一致方法，该方法不仅成功地应用于结构混合试验，也可应用于结构动力有限元分析。 （2）针对空间域数值模型问题，在国际上率先提出了基于本构模型更新的混合试验方法，从单元、截面、材料三个层次上全方位地建立了本构模型更新技术，利用观测数据在线识别试验子结构的本构模型参数，并实时更新数值子结构模型，显著降低了强非线性构件的数值模型误差。 （3）针对边界实现问题，提出时滞补偿及加载控制方法。为解决变时滞补偿问题，提出了基于时滞上界的补偿方法，该方法对时滞有很好的鲁棒性，大幅提高了混合试验的精度和稳定性。将滑动模态与等效力控制相结合，提高了实时混合试验加载控制的鲁棒性。提出了基于控制点的加载控制方法，解决了多维复杂试件加载控制问题。 （4）针对不完整边界问题，在国际上率先提出了基于有限元本构模型更新的在线数值模拟方法，该方法对全结构进行数值模拟，利用测得的数据识别试验子结构的本构参数，并更新计算模型中的本构参数，显著降低了不完整边界带来的误差。 （5）针对混合试验平台问题，研发了全球首例面向工程应用的通用结构混合试验平台软件-HyTest，解决了通用结构混合试验软件研制的关键技术瓶颈，并在世界最大结构试验室中成功应用。 （6）混合试验研究成果成功应用于大型足尺结构混合试验，涉及结构类型包括消能减振结构、装配式混凝土结构、海洋平台、高墩桥等，为真实揭示各类型结构的抗震性能提供经济、有效的试验手段。

哈尔滨工业大学

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