11720

11720

تشخيص و تعيين ميزان آسيب در سازه هاي صفحه اي شكل با استفاده از تبديل پيچك و الگوريتم ژنتيك

دكتري

عمران - مهندسي زلزله

اسفند ماه 1391

اسفند ماه 1391

دكتر غلامرضا قدرتي اميري - دكتر رضا عباس نيا

چكيده امروزه پايش سلامتي سازه هاي مهم به يكي از مهمترين چالشهاي مهندسي تبديل شده است . چرا كه با بالارفتن اهميت سازه ها لزوم حفظ كارايي آن‌ها و در صورت وجود اختلال، اطلاع رساني سريع مي تواند از بروز يك فاجعه جلوگيري نمايد . يكي از مهمترين مراحل پايش سلامتي در ساز ها تشخيص موقعيت و تعيين ميزان آسيب وارده خواهد بود كه در رساله حاضر به اين موضوع پرداخته شده است. در اين پايان‌نامه دو دستة روش كلي شناسايي آسيب معرفي شده است: الف) روش‌هاي مبتني بر سيگنال كه فقط محل آسيب را تعيين مي‌كنند. قسمتي از پژوهش روش شناسايي خرابي بر اساس ارتعاش شكل مودي و رفع اثر نويز مربوط به آن در سازه‌هاي دو بعدي با بهره‌گيري از تبديل موجك و پيچك است. قابليت اطمينان روش پيشنهادي از طريق مثال‌هاي عددي بررسي شده است. نتايج مطلوبيت و عملكرد بالاي روش پيشنهادي در تشخيص خرابي در سازه‌ها و حذف اثر نويز را نشان مي‌دهد. ب) روش‌هاي مبتني بر بهينه‌يابي كه هم محل و هم مقدار خرابي را تعيين مي‌كنند. يكي ديگر از اهداف رسالة حاضر ارائه الگوريتم‌هاي نوين جهت آشكارسازي آسيب در سازه‌ها بر اساس تغييرات فركانس‌هاي طبيعي و شكل‌هاي مودي سازة آسيب ديده با استفاده از بهينه‌يابي بيان گرديده است. الگوريتم‌هاي جستجوي مستقيم، جستجوي الگو و ژنتيك براي تعيين خرابي در سازه‌ها با بهينه‌سازي تابع خسارت استفاده شده‌اند. در الگوريتم‌هاي پيشنهادي با استفاده از اطلاعات مودال ناقص و يا پاسخ‌هاي استاتيكي سازه اقدام به آشكارسازي آسيب خواهد شد. الگوريتم‌هاي پيشنهادي در قالب يك مسئله بهينه‌يابي مطرح خواهند شد كه مي‌بايست شامل تابع هدف و قيود مسئله باشند، فلذا سعي مي‌گردد با ارائه يك تابع هدف با استفاده از اطلاعات مودال ناقص سازه و حل مسئله بهينه‌يابي با استفاده از الگوريتم‌هاي غير كلاسيك بتوان پارامترهاي مسئله مورد نظر را يافت. پارامترهاي مسئله بيانگر وضعيت آسيب در سازه خواهند بود و بصورت كاهش سختي لحاظ مي‌گردد. در واقع مسئله آشكارسازي آسيب يك مسئله معكوس مي‌باشد كه در حل مستقيم با داشتن ماتريس‌هاي جرم و سختي سازه نسبت به يافتن مقادير و بردارهاي ويژه اقدام مي‌شود كه در مسئله آشكارسازي آسيب بالعكس خواهد بود. همچنين براي شبيه‌سازي نتايج واقعي مقادير فركانس و اشكال مودي از تحليل‌هاي مستقيم استفاده خواهد شد كه اثرات نويز (ممكن است ناشي از دستگاه‌هاي اندازه‌گيري و يا ساير عوامل باشد) نيز در آنها لحاظ مي‌گردد. شناسايي خرابي، تصميم‌گيري در مورد بهسازي و افزايش عملكرد سازه اهداف پايش سلامتي سازه‌اي هستند. در نهايت بر اي نشان دادن كارآئي روش پيشنهادي از مثال‌ها و مدلسازي‌هاي عددي به روش اجزاء محدود و همچنين نتايج موجود بدست آمده از آزمايش استفاده خواهد شد. نتايج بدست آمده بيانگر كارآيي روشهاي پيشنهادي با وجود ناقص بودن اطلاعات و وجود نويز در اندازه‌گيري‌هاي صورت گرفته است. واژه‌هاي كليدي: پايش سلامت سازه‌اي، شناسايي خرابي، تبديل موجك، تبديل پيچك، الگوريتم جستجوي الگو، الگوريتم ژنتيك، اطلاعات مودال.