شناسایی مکان یابی خرابی در سازه ها با استفاده از الگوریتم چندمرحله ای بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری

بیشتر سازه ها در طول عمر خود ممکن است تعدادی خرابی محلی را تجربه نمایند. چنانچه این آسیبهای موضعی بطور دقیق شناسایی شده و سپس در محدوده ی زمانی مناسب ترمیم شوند، این امر باعث افزایش عمر کلی سازه خواهد شد. علاوه بر این، نادیده گرفتن خرابی محلی ممکن است منجر به کاهش عمر مفید سازه ها یا حتی تخریب کلی آنها شود. روش های زیادی جهت شناسایی آسیب در سازه ها وجود دارد که یکی از این روش ها، استفاده از الگوریتم های بهینه سازی میباشد. مزیت اصلی این روش بر سایر روش ها، دقت بالا در شناسایی محل و اندازه ی خرابی می باشد. در این مطالعه، تغییرات فرکانس های طبیعی سازه بعنوان پاسخ دینامیکی برای شناسایی آسیب سازهای مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین روش المان محدود و اصول دینامیک سازه ها جهت بدست آوردن فرکانسهای طبیعی مورد نیاز، بکار گرفته شده است. ابتدا مساله شناسایی آسیب در سازه ها به شکل یک مساله بهینه سازی استاندارد تبدیل شده و سپس با در نظر گرفتن فرکانسهای طبیعی سازه سالم، سازه آسیب دیده و مدل تحلیلی سازه، تابع هدف 1ECBI بکار گرفته شده است. خرابی در مدل اجزا محدودی سازه های خرپایی با کاهش مدول الاستیسیته شبیه سازی گردیده است. آنگاه بوسیله ی الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری 2(TLBO) و الگوریتم چندمرحله ای بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری 3(MSTLBO) پیشنهادی، مساله بهینه سازی مورد نظر، حل شده تا محل و مقدار دقیق آسیب شناسایی گردد. این روش پیشنهادشده بوسیله ی داده های آزمایشگاهی و مثالهای عددی صحت سنجی شده و مشاهده شده زمانی که نویز اندازه گیری در نظر گرفته شده MSTLBO نسبت به TLBO در شناسایی خرابی سازه ای قابلیت بهتری دارد.

کلیدواژه ها:

شناسایی آسیب سازهای ، فرکانس های طبیعی ، روش المان محدود ، بهینه سازی ، الگوریتم چندمرحله ای بهینه سازی مبتنیبر آموزش و یادگیری