شناسایی آسیب در مسائل تنش– کرنش مسطح بااستفاده از داده‌های مودال

Abstract

وجود آسیب یا ترک در سازه‌ها باعث تغییر در پارامترهای مودال می‌شود و فرکانس­های طبیعی و شکل ­مودهای ارتعاشی آنها را تحت تأثیر قرار می‌دهد؛ بنابراین می­توان از تغییر پارامترهای مودال، برای شناسایی آسیب در سازه­ها استفاده نمود. تاکنون بیشتر تحقیقات انجام‌شده در تشخیص آسیب در مسائل یک­بعدی نظیر تیرها متمرکز بوده‌است و تحقیقات جامعی برای شناسایی آسیب در سازه‌های دوبعدی و بالاتر وجود ندارد. به‌نظر می‌رسد، دلیل این کار مدت‌زمان بسیار زیاد تحلیل درصورت مدل‌سازی با روش اجزای محدود باشد که در این مقاله دو راهکار برای کاهش هزینۀ محاسبات ارائه شده‌است. ابتدا با انجام تحلیل حساسیت از شبکه‌های اجزای محدود درشت‌تری استفاده شده‌است. در راهکار دوم به‌جای استفاده از الگوریتم ژنتیک در مسائل مورد بررسی، از الگوریتم بهینه‌سازی اجتماع ذرات استفاده شده‌است که زمان لازم برای تشخیص آسیب‌ها را کاهش دهد. هدف این تحقیق شناسایی وجود، مکان و شدت آسیب در سازه­های دوبعدی تنش یا کرنش مسطح بااستفاده از ترکیب اطلاعات فرکانس‌های ارتعاشی و شکل مودهای ارتعاشی سازه‌ها می‌باشد. برای این منظور، با مدل‌سازی اجزای محدود سازه‌های دوبعدی با برنامه‌نویسی در محیط MATLAB، اعمال سناریو­های مختلف آسیب و بااستفاده از توابع هدف پیشنهادی، مکان و شدت هر نوع آسیب احتمالی از تکنیک بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک تعیین می­شود. مثال­های عددی ارائه‌شده نشان می‌دهد که وجود آسیب، مکان آسیب و شدت آسیب در مسائل دوبعدی با راهکارهای ارائه‌شده به‌طور کامل قابل‌شناسایی می‌باشند.