تشخيص آسيب سازه اي با استفاده از پارامتر هاي مودال سازه (ماتريس نرمي و سرعت زاويه اي)

كارشناسي ارشد

در جامعه مهندسي عمران، نياز به نظارت موثر بر سلامت سازه ها در طول عمر مفيدشان پذيرفته شده است. حوادثي همچون زلزله، طوفان و انفجار به شدت مي توانند زيرساخت هاي عمراني را مورد آسيب قرار دهند. موارد مذكور سبب شده است تا تشخيص آسيب موجود در سازه (شدت، نوع، زمان و محل آسيب) و پايش سلامت سازه به يكى از مسائل مهم در علوم مهندسى، از جمله مهندسى عمران بدل گردد . يكي از روش هايي كه امروزه مورد توجه قرار گرفته است روش هاي تشخيص خرابي مبتني بر ارتعاش سازه مي باشند. اين روش ها با استفاده از استخراج خصوصيات مودال سعي در تشخيص خرابي در سازه ها دارند. در اين روش‌ها آسيب ايجاد شده مي تواند به عنوان كاهش سختي تعريف شود، كه بر خواص مودال سازه تأثير مي گذارد. محققان زيادي سعي نموده اند به كمك ماتريس نرمي سازه، كه از نظر دقت اندازه گيري شرايط بهتري نسبت به ماتريس سختي دارد، به عنوان روشي براي عيب يابي سازه ها استفاده نمايند. مزيت ماتريس نرمي در آن است كه فركانس هاي بالاتر مشاركت كمتري در آن دارد و فركانس هاي پايين در آن تاثير گذار هستند. در دنياي واقعي فركانس هاي مودهاي پايين تر با دقت بيشتري قابل محاسبه هستند، در نتيجه استفاده از ماتريس نرمي به جاي ماتريس سختي جهت تعيين مشخصات سيستم ها، تشخيص آسيب و پيدا كردن محل آسيب انتخاب بهتري محسوب مي گردد. در مهندسي سازه ها بهينه يابي در موضوعات گسترده اي شامل طراحي وتحليل بهينه سازه ها، تشخيص محل و شدت خرابي اعضا و بسياري ديگر از زمينه ها كاربرد دارد. مبحث بهينه يابي، طيف گسترده اي از روش ها را شامل مي شود كه بهينه يابي فراكاوشي از مهم ترين آنها مي باشند. روش هاي فراكاوشي، طيف گسترده اي را شامل مي شوند كه عمدتا از طبيعت الهام گرفته شده اند. الگوريتم گرگ خاكستري از جمله مؤثرترين اين روش ها مي باشد كه در اين تحقيق مورد استفاده قرار گرفته است.الگوريتم هاي فراكاوشي قادر به يافتن پاسخ خوب ونه لزوماً بهترين پاسخ، در زماني نسبتاً اندك براي مسائل بزرگ و پيچيده هستند. از جمله كاربرد روش هاي مذكور در شناسايي آسيب در سازه ها مي باشد. در اين پايان نامه به معرفي يك روش براي تشخيص موقعيت و محاسبه مقدار خرابي در سازه ها بر اساس ماتريس نرمي و سرعت زاويه اي سازه آسيب ديده با استفاده از به روز رساني مدل مي پردازيم. روش پيشنهادي موقعيت و مقدار خرابي سازه ها را با استفاده از بهينه سازي تابع هدف با الگوريتم فراكاوشي گرگ خاكستري تعيين مي كند.سه مثال با درنظرگرفتن شدت هاي مختلف در خرابي، سناريوهاي مختلف خرابي و تأثير نوفه موجود در داده هاي مودال بررسي شده اند. نتايج حاصل نشانگر عملكرد موفق و موثر روش پيشنهادي در تشخيص صحيح شدّت و محل خرابي است. واژه هاي كليدي: تشخيص خرابي، به روزرساني مدل، الگوريتم هاي فرا كاوشي، تابع هدف.

193166

دانشگاه علم و صنعت ايران

سازه

دكتر قدرتي اميري