شناسایی خرابی در سازه ها با استفاده ازپاسخ های حوزه زمان و یک روش بهینه سازی

این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد

چکیده

شناسايي مقدار و محل خرابی در سازه ها بسیار حائز اهمیت است. با استفاده از روش هاي شناسایی خرابی در سازه ها می توان موقعیت خرابی را شناسايي و با انجام اقدامات ترمیمی لازم، از گسترش آسیب جلوگیری نموده و عمر سازه را افزايش داد. در این پایان نامه، ابتدا مسئله تعیین موقعیت و شدت خرابی در سازه به شکل یک مسئله بهینه سازی بیان مي شود. بدین صورت که با استفاده از شتاب های سازه آسيب ديده و شتاب های تحلیلی که از روش نیومارک بدست میآیند، تابع هدف در بهينه سازي تعريف مي شود. خرابی به صورت کاهش مدول الاستیسته اعضای سازه شبیه سازی میشود. سپس مسئله خرابي که تبدیل به یک مسئله بهینه سازی شده است را با الگوریتم تکامل تفاضلی حل نموده تا موقعيت و شدت دقیق خرابی در سازه تعيين شود. بمنظور بررسی کارایی روش پیشنهادی، تعدادی مثال عددی و یک مثال آزمایشگائی ارائه شده است. در این مطالعه تنها از دو حساسه[1] در مدلهای تئوری و آزمایشگاهی استفاده شده و با استفاده از تنها دو درجه آزادی از پاسخهای حوزه زمان توانستیم نشان دهیم که کارایی روش پیشنهادی جهت تعیین دقیق مکان و شدت خرابی با در نظر گرفتن اثر نویز بسیار خوب میباشد.

واژه های کلیدی: شناسایی خرابی، پاسخ های حوزه زمان، بهینه سازی، الگوریتم تکامل تفاضلی

فهرست مطالب

فصل اول: کلیات.. 1

1-5 اهداف پیش‌بینی‌شده در این پایان‌نامه.. 6

1-6 ساختار پایان‌نامه.. 7

فصل دوم : شناسایی آسیب در سازه‌ها.. 8

2-1 مقدمه.. 9

2-2 اهمیت آشکارسازی آسیب در سازه‌ها.. 9

2-3 تعریف آسیب در سازه‌ها.. 10

2-4 اشکال مختلف آسیب در سازه‌ها.. 11

2-5 روش‌های شناسایی آسیب در سازه‌ها.. 12

2-6 آشکارسازی خرابی با استفاده از داده‌های دینامیکی.. 15

2-6-1 آشکارسازی آسیب با استفاده از فرکانس‌های طبیعی.. 17

2-6-2 روشهای مبتنی بر بررسی تغییرات شکل مود.. 24

2-6-3 شناسایی آسیب با روش سختی.. 26

2-6-4 آشکارسازی آسیب با استفاده از روش نرمی.. 28

2-6-5 روش انرژی کرنشی مودال.. 31

2-6-6 آشکارسازی خرابی با استفاده از پاسخ فرکانسی.. 35

فصل سوم : مطالعه حاضر.. 37

3-1 مقدمه.. 38

3-2 کاربرد پاسخ در حوزه زمان جهت شناسایی خرابی.. 39

3-3 معرفی روابط اجزاء محدود.. 42

3-3-1 المان تیر.. 42

3-3-2 المان قاب.. 43

3-4 شناسایی خرابی با روش بهینه‌سازی.. 46

3-4-1 تابع هدف.. 46

3-4-2 الگوریتم تکامل تفاضلی.. 47

3-5 مراحل اجرای روش شناسایی خرابی پیشنهادی.. 49

فصل چهارم : مثال های عددی و تجزیه وتحلیل نتایج.. 51

4-1 مقدمه.. 52

4-2 بررسی نتایج عددی بدون درنظرگرفتن اثر نویز.. 53

4-2-1 تیر طره 15 المانی.. 53

4-2-2 تیر طره 20 المانی.. 58

4-2-3 تیر با دو تکیه گاه ساده24 المانی.. 63

4-2-4 قاب 15 المانی.. 68

4-3 بررسی نتایج با اعمال نویز اندازه‌گیری.. 73

4-3-1 تیر طره 15 المانی.. 74

4-3-2 تیر طره 20 المانی.. 79

4-3-3 تیر با دو تکیه گاه ساده24 المانی.. 84

4-3-4 قاب 15 المانی.. 88

4-4 نتایج آزمایشگاهی.. 93

4-4-1 بررسی مثال آزمایشگاهی.. 95

فصل پنج: نتایج و پیشنهادات.. 100

5-1 مقدمه.. 101

5-2 نتيجهگيري.. 101

5-3 پیشنهادات.. 101

منابع..........................................................................................................................................................107

فهرست جداول

جدول ‏4‑1 پارامترهای مورد نیازبرای بهینه‌سازی.. 53

جدول ‏4‑2 حالت های آسیب‌دیدگی اعمال‌شده به تیر طره 15 المانی.. 54

جدول ‏4‑3 پارامترهای مورد نیازبرای بهینه‌سازی.. 58

جدول ‏4‑4 حالت های آسیب‌دیدگی اعمال‌شده به تیر طره 20 المانی.. 59

جدول ‏4‑5 پارامترهای مورد نیازبرای بهینه‌سازی.. 64

جدول ‏4‑6 حالت های آسیب‌دیدگی اعمال‌شده به تیرساده 24 المانی.. 65

جدول ‏4‑7 پارامترهای مورد نیازبرای بهینه‌سازی.. 69

جدول ‏4‑8 حالت های آسیب‌دیدگی اعمال‌شده به قاب 15 المانی.. 70