21116

۲۱۱۱۶

شناسايي خرابي درسازه ها به روش offline با استفاده از داده هاي ناقص مودال و پاسخ ديناميكي

كارشناسي ارشد

زلزله

۱۳۹۸/۲/۲۸

دكتر پدرام قادري

دكتر فريدون اميني

عمران

چكيده طي دو دهه گذشته سيستم هاي پايش سالمت سازهاي به طور وسيعي در مهندسي عمران مورد استفاده قرارگرفتهاند. با توجه به پيشرفتهاي حاصل شده در زمينه سنسورها وتكنولوژيهاي الكترونيك و همچنين استفاده از روشهاي عددي, روشهاي غيرمخرب تشخيص خرابي به روشهاييكارا در تشخيص خرابي تبديل شده است. اين روشها ازدادههاي مودال سازه استفاده ميكنند. مرور مطالعات موجود نشانگر آن است كه الگوريتم هاي تكاملي در تركيب با داده هاي مودال سازه)فركانس طبيعي,شكل مودي و...(، يكي از ابزار هاي مفيد در زمينه شناسايي ميزان خرابي سازه ها هستندكه عموما يك تابع هدف به صورت اختالف بين مقادير اندازه گيري شده و محاسباتي يك يا چند پارامتر سازه درنظرگرفته مي شود. سپس با تنظيم پارامترهاي خرابي به نحوي كه اختالف بين مقادير محاسباتي و اندازه گيري از بين برود مقدار آسيب تقريب زده مي شود. هدف از اين مطالعه ارائه روشي براي برآورد مقاديرخرابي سازه با استفاده از پاسخ ديناميكي سازه و مقايسه جوابهاي بدست آمده با نتايج بدست آمده از دادههاي مودال سازه ميباشد. علت استفاده از اين رويكرد آن است كه در مطالعات پيشين, فرض بر آن بوده كه دادههاي مودال بطوركامل قابل اندازه گيري هستند. درحالي كه اين امر خصوصا در سازههاي با درجات آزادي باال مشكل بوده و در مواردي ناممكن است. بنابراين بخشي از نوآوري اين مطالعه آن است كه فرايند شناسايي ميزان خرابي بر اساس اندازه گيري بخش محدودي از مشخصات مودال و مقايسه آن با اندازهگيري پاسخ ديناميكي سازه در تعداد محدودي از درجات آزادي، صورت خواهد پذيرفت. سپس دوتابع هدف تعريف شده كه به منظور و PSO 1 بهينهيابي آنها, يك الگوريتم جديد از تركيب الگوريتم GWO به اسم PS-GW تعريف و 2 مقايسه شده است. 3 نتايج حاصل از آن با الگوريتم هاي PSO وGA مثال هاي بررسي شده دراين مطالعه به منظوراثبات دقت وكارايي روش پيشنهادي و نيز بررسي سرعت و دقت همگرايي الگوريتم پيشنهادي ارائه گرديده است. واژههايكليدي: تشخيص خرابي سازه, داده هاي مودال, پاسخ ديناميكي,روشهاي بهينه سازي, الگوريتمهاي تركيبي

1398/07/01

Offline identification of damage in structures using partial modal and dynamic response

9/23/2019 12:00:00 AM

Abstract During the last two decades, structural health monitoring systems have been widely used in civil engineering to proceed with the damage detection in structural systems, in order to maintain the structures. Regarding the progresses in sensors and electronical technologies in conjunction with numerical methods, nondestructive damage detection methods have shown to be effective approaches in damage detection in structures.These approaches usually employ the changes of modal parameters for this aim. Previous conducted studies demonstrated that evolutionary algorithms in combining with the structural modal parameters, can be considered as one of the applicable methods in the structural damage detection field.In this approach, the difference between measured and calculated parameters are defined as objective function. Then with adjusting the damage parameters, damage content will be approximated so that the difference between calculated and measured parameters will be eliminated. This study’s aim is to introduce the approach to estimate the damage content by use of the structural dynamic response and comparison of its result with the result of modal parameters.The reason for using this method is that in previous studies, the assumption was that the modal parameters could be calculated completely, whereas in structures with high degree of freedom, this assumption is very difficult or in some cases are impossible.Therefore, the novelty of this study is that the detection of the damage content is based on calculating a finite part of the modal characteristic and comparing it with the structural dynamic response in finite numbers of degree of freedom.Besides that, objective function has been optimized with the hybrid algorithm and its result is compared with other algorithms. Some cases are presented in this study to proof the efficiently of proposed 888 method and also to examine the accuracy and rate of convergence of proposed algorithm. Keywords:structurel damage detection, modal parameters, optimization, metaheuristic method, hybrid algorithms