توسعه روش هاي شناسايي آسيب مبتني بر اطلاعات مودال بر اساس مطالعه آزمايشگاهي

دكنري تخصصي

امروزه شناسايي به موقع آسيب در سازه ها در جلوگيري از صدمات محتمل در آينده و بهبود عملكرد در جهت افزايش امنيت ساكنين و عمر مفيد سازه، نقش بسيار مهم و قابل توجهي دارد. در طي سال هاي اخير براي رسيدن به اين هدف، تلاش هاي بسيار زيادي به منظور ارائه روش هاي متنوع و كارآمد در اين زمينه انجام شده است. در بين روش هاي ارائه شده، روش هاي به روز رساني مدل مبتني بر پارامتر هاي مودال به دليل كارآيي مناسب، سهم بسيار زيادي از مطالعات را به خود اختصاص داده اند. در بيشتر روش هاي ارائه شده شناسايي آسيب، اساس كار بر مقايسه سازه و پارامتر هاي مودال مربوط به آن، قبل و بعد از آسيب استوار است. نداشتن اطلاعات دقيق اوليه سازه، اطلاعات محدود مودال سازه و وجود خطا در اطلاعات اندازه گيري شده از جمله محدوديت هايي است كه در اين روش ها وجود دارد. لذا بر اين اساس در تمامي روش هاي ارائه شده در نظر گرفتن محدوديت هاي ذكر شده امري ضروري و غير قابل اجتناب است. در اين مطالعه¬ چهار روش براي شناسايي آسيب موجود در سازه ها پيشنهاد شده است. در هر كدام از روش هاي پيشنهادي، يك تابع هدف مبتني بر پارامتر هاي مودال تعريف شده است. شبه انرژي كرنشي مودال، شكل مودي، جابجايي استاتيكي و ماتريس نرمي تعميم يافته به عنوان پارامتر هاي مودال در توابع هدف پيشنهادي مورد استفاده قرار گرفته اند. براي بهينه سازي توابع هدف پيشنهادي از چهار الگوريتم بهينه يابي فراابتكاري شعله و پروانه، ملخ، نهنگ و دسته¬ي پروانه ها استفاده شده است.براي ارزيابي عملكرد توابع هدف پيشنهادي محدوديت هاي اطلاعات مودال و اعمال نوفه بر روي پارامتر هاي مودال بدست آمده جهت شبيه سازي شرايط واقعي ارتعاش سازه، در نظر گرفته شده است. عملكرد توابع هدف پيشنهادي به همراه الگوريتم هاي بهينه يابي ارائه شده بر روي ده مثال عددي شامل انواع خرپاهاي دوبعدي و سه بعدي، قاب هاي خمشي دوبعدي و قاب هاي برشي مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين در شرايط آزمايشگاهي يك قاب برشي 6 طبقه ساخته شد و عملكرد توابع هدف پيشنهادي نيز بر روي اين مثال آزمايشگاهي مورد برررسي قرار گرفت. تمامي نتايج بدست آمده در روش هاي مختلف تشخيص ميزان و شدت آسيب در مثال هاي عددي و آزمايشگاهي، خطايي كمتر از ۲/۵ درصد را نشان مي دهند. نتايج بدست آمده در اين مطالعه حاكي از عملكرد دقيق توابع هدف پيشنهادي و همگرايي مناسب الگوريتم هاي بهيه يابي ارائه شده در شناسايي محل و ميزان آسيب است.

193368

دانشگاه علم و صنعت ايران

سازه

دكتر غلامرضا قدرتي اميري