تشخيص آسيب در سازه‌ها با استفاده از روش زير سازه و بهينه‌ياب‌هاي فراكاوشي

كارشناسي ارشد

چكيده عيب يابي يكي از شاخه¬هاي كنترل سلامت سازه¬ها مي¬باشد كه در دو دهه اخير توجه بسياري از محققين را به خود جلب كرده است. امروزه، تحقيقات بر روي روش¬هاي عيب يابي سازه¬ها بر پايه پاسخ¬هاي ديناميكي، بسيار گسترش يافته است زيرا از اين روش¬ها مي توان به عنوان روشهاي بررسي دائمي و بهنگام سازه¬ها جهت جلوگيري از به وجود آمدن آسيب¬هاي بيشتر استفاده كرد. در اين پايان¬نامه يك روش سه مرحله¬اي جديد براي عيب يابي ساز¬هاي پر عضو مانند قابهاي چند طبقه ارائه مي¬شود. در اثر خرابي يك سازه، ويژگي¬هاي استاتيكي و ديناميكي سازه تغيير كرده، كه با در نظر گرفتن نحوه اين تغييرات مي¬توان مكان و شدت خرابي را درسازه¬ها شناسايي كرد. براي سازه هاي با تعداد عضو زياد، آسيب محلي تغيير اندكي در اطلاعات مودال كلي ايجاد مي¬كند، كه تشخيص آسيب محلي را دشوار مي¬سازد. با افزايش داده هاي ورودي به الگوريتم بهينه سازي در فرآيند عيب يابي سازه، دقت نتايج كاهش يافته و با جمع اين دو عامل، مشكل دو چندان مي‌گردد. براي رفع اين نقيصه در اين پايان نامه از روش زيرسازه جهت تفكيك سازه اصلي به زيرسازه‌هاي مستقل به منظور كاهش فضا و افزايش حساسيت نسبت به آسيب استفاده شده است. پس از تفكيك سازه اصلي به زير سازه‌هاي مستقل در مرحله دوم با استفاده از تغييرات انرژي كرنشي مودال المان‌ها، انديس خرابي هر المان بدست آمده و با توجه به آن محل المان‌هاي محتمل خرابي تعيين مي‌شود. در مرحله سوم با استفاده از انديس خرابي مبتني بر اختلاف بين فركانس‌هاي سازه¬ي خراب واقعي و سازه بروز شونده به عنوان تابع هدف الگوريتم بهينه سازي فاخته، شدت خرابي در المان‌هاي سازه مشخص مي¬شود. براي بررسي عملكرد روش پيشنهادي چندين سازه مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه روند سه مرحله اي ارائه شده، محل وقوع و شدت خرابي را در سازه‌ها، حتي در صورت وجود چند المان معيوب، با دقت بسيار خوبي تعيين مي كند. همچنين با مقايسه نتايج حاصل از الگوريتم فاخته با الگوريتم هاي اجتماع ذرات، جستجوي گرانشي، هارموني و سيستم شارژ مشخص شد كه اين الگوريتم دقت و سرعت همگرايي بيشتر در بحث عيب يابي سازه¬ها دارد. بعلاوه بررسي ها نشان داد، استفاده از راهكار زير سازه علاوه بر كاهش قابل توجه زمان محاسبات باعث افزايش در دقت روند عيب يابي حتي در صورت وجود نويز در داده ها ميگردد. واژه‌هاي كليدي: عيب يابي سازه¬ها، الگوريتم بهينه سازي فاخته، زير سازه، انرژي كرنشي مودال، شدت ومكان خرابي

188875

دانشگاه علم و صنعت ايران

سازه

دكتر رضا عباس نيا