شناسايي آسيب در سازه ها مبتني بر تركيب ماتريس نرمي و فركانس طبيعي سازه با استفاده از هيبريدهاي الگوريتم ازدحام ذرات

كارشناسي ارشد

به دليل اهميت سياسي، اقتصادي و اجتماعي سازه‌هاي عمراني و لزوم حفظ كارايي آن‌ها، پايش سلامت سازه‌ها يكي از چالش‌هاي محققين در حوزه عمران قرارگرفته است. تشخيص به‌موقع آسيب مي‌تواند موجب كاهش خسارات مالي و جاني محتمل شود. آسيب در سازه با تغيير در مشخصات ديناميكي سازه همراه است و مي‌توان تغييرات به وجود آمده در سازه را مبني بر وجود آسيب فرض كنيم. ايده اصلي شناسايي آسيب در سازه اين است كه پارامترهاي مودال سازه مانند شكل مودها، ماتريس نرمي، فركانس طبيعي و انرژي كرنشي مودال تابع مشخصات فيزيكي سازه مانند جرم، ميرايي و سختي هستند. لذا در صورت وجود آسيب در سازه، سختي كاهش يافته در نتيجه خواص دينامكي و پارامترهاي مودال نيز تغيير خواهند كرد. بر همين اين اساس ، با مقايسه اطلاعات سازه سالم و آسيب‌ديده مي توان آسيب‌هاي محتمل را پيدا كرد. براي تعريف بهتر آسيب يك سري مدل بر اساس روابط فرض شده بين متغيرهاي ورودي و خروجي سيستم سازه‌اي تعريف مي‌شود كه به اين روش به‌روزرساني مدل مي گويند. روش به‌روزرساني مدل يك مسئله بهينه يابي است كه مدل اجزا محدود اوليه تا زماني كه تفاوت نتايج مدل و مقادير اندازه‌گيري شده به حداقل مقدار ممكن برسد به‌روزرساني مي‌شوند؛ براي بهينه يابي مدل هاي اجزا محدود مي‌توان از الگوريتم‌هاي بهينه يابي استفاده مي‌شود. در اين مطالعه، تابع هدف در نظر گرفته شده تركيبي از تابع هاي مبتني بر پارامترهاي ماتريس نرمي و فركانس طبيعي سازه است و از روش به‌روزرساني مدل استفاده شده است. براي بهينه يابي مسئله نيز از الگوريتم‌هاي فراكاووشي ازدحام جمعيت گرگ خاكستري (PSOGWO) و ازدحام جمعيت جستجوي گرانشي (PSOGSA) استفاده شده است. براي ارزيابي عملكرد روش پيشنهاد شده، شناسايي آسيب در سه سازه خرپاي مسطح 25 عضوي، قاب خمشي دو بعدي 27 عضوي و قاب برشي 15 طبقه مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد هر دو الگوريتم در شناسايي موقعيت و ميزان آسيب خوب عمل مي كنند. حداكثر خطا در خرپاي مسطح 25 عضوي با استفاده از الگوريتم‌هاي بهينه يابي PSOGSA و PSOGWO حدود 1 درصد است. حداكثر خطا در قاب خمشي دو بعدي 27 عضوي با استفاده از الگوريتم‌هاي PSOGSA و PSOGWO به ترتيب حدود 1 درصد و 2 درصد است اين در حالي است كه در قاب برشي 15 طبقه اين ميزان تا 2.5 درصد افزايش مي يابد.

194584

دانشگاه علم و صنعت ايران

زلزله

دكتر غلامرضا قدرتي اميري