شناسایی خواص مودال به‌منظور پایش سلامت پل‌ها در حوزه زمان ‌بر اساس روش رد‌‌گیری پیچیدگی

Abstract

امروزه، نگهداری و پایش سلامت سازه‌ها و زیرساخت‌های کشور از اهمیت بسیار زیادی در بین مهندسین برخوردار است. برای برداشت پاسخ‌های پل از حسگرهای (شتاب‌سنج­های‌) نصب شده روی سازه پل استفاده می­شود و حتی در تحقیقات اخیر این حسگرها روی شاسی خودروهای عبوری از روی پل نیز نصب شده­اند که پاسخ سازه را برداشت می‌کنند. از این‌رو، روشی نیاز است که بتوان بر اساس آن خواص دینامیک (فرکانس، نسبت‌های میرایی و شکل مود) را بر اساس همان خروجی شناسایی و اندازه‌گیری نمود. در نتیجه، از روش‌ آنالیز مودال عملیاتی (مبتنی بر فقط خروجی) استفاده می‌شود. در این مقاله، روش جدیدی به­نام رد‌گیری پیچیدگی (CP) برای اندازه‌گیری و جداسازی خواص دینامیک در حوزه زمان ‌بر اساس الگوریتم جداسازی کور منابع مورد بررسی قرار می‌گیرد. روش رد‌‌گیری پیچیدگی به‌عنوان روشی شناخته‌شده است که قادر به بازیابی منابع مخفی (پاسخ‌های مستقل هر درجه آزادی) است و همچنین ماتریس اختلاط منابع تنها با استفاده از خروجی مختلط برداشت‌شده را میسر می‌کند. اندازه‌گیری‌ها در شرایط مختلف از جمله سیستم جرم- فنر 3 درجه آزاد با میرایی‌های مختلف، در حضور نویز اعمال شده به روش نویز سفید گوسی، در شرایط میرایی غیرقطری، مودهای نزدیک به‌هم و در نهایت سیستم جرم- فنر با 12 درحه آزادی انجام گرفته است. مقایسه نتایج به‌دست آمده از روش CP در همه شرایط با روش آنالیز مودال نشان می‌دهد که این روش با قدرت و خطای کمتر از 3 درصد و در اکثر موارد با خطای 1 درصد، خواص مودال را شناسایی، اندازه‌گیری و استخراج می‌کند.