روش تشخیص خرابی نوین با استفاده از تغییرات در شکل حالت انحنای مودی با وجود نویز برداشت اطلاعات و آسیب های جزئی

نوع مقاله: یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، واحد پرند، دانشگاه آزاد اسلامی، پرند، ایران

2 استادیار گروه عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شرق، تهران، ایران

چکیده

با افزایش جمعیت جهانی، تخریب و بازسازی سازه های قدیمی قبل از بررسی میزان خرابی موجود، به هیچ عنوان مقرون به صرفه نمی-باشد. در چندسال اخیر روش‌های تشخیص خرابی مبتنی بر نوسان معرفی شدند. از میان روش‌های مبتنی بر نوسان روش‌های حوزه‌ی مودال به دلیل سادگی در عملکرد مورد توجه عمده‌ی محققین بوده است. از جمله‌ی جدیدترین این روش‌ها، روش انحنای شکل مودی می‌باشد که توانایی ذاتی این روش در شناسایی و مکان‌یابی آسیب بر همگان آشکار می‌باشد. در این پژوهش، روش جدید تشخیص خرابی بر مبنای اجزا محدود با در نظر گرفتن انحنای شکل مودی و اثرات نوفه حاصل از برداشت اطلاعات، توسعه داده شده است. دقت روش شناسایی خرابی پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی و عددی تحقیقات اخیر به مورد تایید گرفته است. در روش پیشنهادی، به منظور کاهش زمان تحلیل و حفظ حداقل دقت مورد نیاز، آنالیز حساسیت تعداد المان های مورد استفاده در اجزا محدود برای شناسایی دقت آسیب صورت گرفته است. درصد نوفه در هنگام برداشت اطلاعات باعث به وجود امدن خطای زیادی در امر شناسایی آسیب در روش های سنتی می‌گردد. به همین در این تحقیق، روش شاخص آسیب به منظور افزایش دقت به صورت توام با روش انحنای شکل مودی به کار گرفته شده است. نتایج مدلسازی تطابق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی داشته و نشان از دقت بالای روش مورد نظر در شناسایی آسیب‌های دارد. روش تشخیص خرابی پیشنهادی در سناریوهای مختلف آسیب با شدت پایین و درصد نوفه بالا در اطلاعات ورودی مورد بررسی قرار گرفت، که در روش های دیگر تشخیص خرابی توانایی شناسایی آسیب با دقت بالایی را ندارد. نتایج حاکی از آن است که روش تشخیص خرابی پیشنهادی با شناسایی آسیب در مودهای بالاتر توانایی شناسایی خرابی های جزیی با درصد نوفه بالا را دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A new damage detection method using curvature mode shapes with considering the noise of the data transmission and minor damages

نویسندگان [English]

  • Masoud Zabihi Samani 1
  • Mohammad Ghanooni-Bagha 2
1 Civil Eng. Dept., Faculty of Civil Eng., Islamic Azad University, Parand, Iran
2 Department of Civil Engineering, Tehran-East Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

With the increasing global population in recent decades and the increasing number of construction projects in the world, researchers and scientists from various sciences are thinking about restoration of civil engineering structures, which has reached to useful life of many of these structures. The failure of part of these structures leads to the destruction of the entire structure, which results in the wasting of large amounts of capital from owners and owners of these structures. Destruction and rebuilding of such structures are not at all cost-effective. Therefore, the science of health monitoring of structures in order to solve these problems has attracted researchers in recent years. So far, various methods, including X-rays and ... have been used to find the damaged member, but these methods can only be used on members of the structure that is available. And they are not comprehensive for the whole structure. For this purpose, vibration-based methods were introduced. Among the vibration-based methods, modal field methods have been of major interest to the researchers for their simplicity in performance. One of these methods is the mode shape curvature method, whose intrinsic ability to detect and locate damage is obvious to everyone. In this study, taking into account the noise generated by the mode shape data acquisition, more careful attention is needed in the field of damage detection. For this reason, the damage index was used as an indicator of the damage. The results indicate high accuracy of the method in identifying low-intensity damage and high noise level in higher modes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Structure health monitoring
  • Locating the damage
  • Mode shape curvature
  • Damage index
  • Noise

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 11 شهریور 1397
  • تاریخ دریافت: 22 فروردین 1397
  • تاریخ بازنگری: 18 تیر 1397
  • تاریخ پذیرش: 11 شهریور 1397