شناسايي آسيب در سازه پل با استفاده از روش هاي شبيه سازي بهينه و قابليت اعتماد

دكتري

در اين كار تحقيقاتي، يك روش نوين احتمالاتي بر مبناي قابليت اعتماد براي شناسايي همزمان بار عبوري و آسيب سازه اي پيشنهاد شده است. روش پيشنهادي با استفاده از به روز رساني مدل المان محدود و بر اساس پاسخ ارتعاشي اندازه گيري شده، به كشف آسيب سازه اي و بار عبوري مي¬پردازد. مسأله معكوس شناسايي آسيب نوعي مسأله بهينه سازي است كه در پژوهش حاضر براي حل آن از آناليز حساسيت به روش مشتق گيري مستقيم و عادي سازي تيخونوف استفاده شده است. سيستم ديناميكي پل-وسيله نقليه ذاتاً داراي عدم قطعيت هايي است كه كارايي روشهاي قطعي (غير احتمالاتي) پيشنهاد شده تا كنون را محدود مي¬كند. در اين مطالعه تلاش شده تا كارايي روش قابليت اعتماد براي شناسايي آسيب احتمالاتي با استفاده از مدلهاي عددي المان محدود در فضاي دو بعدي و سه بعدي اثبات و مزيت آن نسبت به روشهاي قطعي و احتمالاتي ساده نمايش داده شود. بر مبناي نتايج عددي، روش قابليت اعتماد قادر است آسيب هاي سازه پل را در حضور منابع مختلف عدم قطعيت با دقت بالا شناسايي كند. عدم اطلاع از مقدار بار عبوري (جرم محور) يكي از چالشهاي پايش سلامت پل ها است كه منجر به نتايج غلط در شناسايي آسيب مي-شود. از آنجا كه روش پيشنهادي قابليت شناسايي بار و جرم متحرك را نيز داراست، مي تواند حتي در حضور بار نامشخص با دقت كافي آسيب هاي سازه اي را شناسايي كند. نويز هاي محيطي و تداخلات سيستمي اثر نامطلوبي در اندازه گيري سيگنال ارتعاشي سازه ايفا مي¬كنند. بدين منظور در پژوهش حاضر نويز گوسي سفيد با استفاده از توابع تصادفي توليد و به سيگنال اصلي اضافه شده است تا كارايي روش پيشنهادي در حضور مقادير متفاوت نويز ارزيابي شود. بعلاوه تأثير پارامترهاي كليدي مختلفي همچون روش شبيه سازي، جرم و سرعت وسيله نقليه، ميرايي، نامنظمي هندسي ريل و ... بر دقت شناسايي آسيب مطالعه شده است. به صورت خلاصه مي توان گفت: ورودي¬هاي مسأله تحقيق عبارتند از: حدث اوليه از مقدار بار عبوري و مدل المان محدود سازه سالم و خروجي هاي مسأله عبارتند از: وزن شناسايي شده محورهاي عبوري، بردار انديس خرابي كه موقعيت و شدت آسيبهاي وارده را مشخص مي¬كند و بردار قابليت اعتماد كه احتمال وقوع آسيب و ميزان قابليت اعتماد آسيبهاي شناسايي شده را ارائه مي دهد.

194831

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر اكبر ميرزايي

سازه

دكتر مرتضي رييسي دهكردي