شناسایی آسیب در قاب برشی با استفاده از ترکیب تبدیل موجک پیوسته و معیارهای آنتروپی

این پژوهش، شناسایی آسیب در قاب برشی تحت تحریکات لرزه ای را با روشی ترکیبی مبتنی بر تبدیل موجک پیوسته و آنتروپی تقریبی، نمونه و فازی ارائه می دهد. استفاده از آنتروپی به عنوان معیاری برای کمی سازی بی نظمی سیگنال پاسخ سازه امکان سنجش تغییرات ناشی از آسیب را فراهم می کند. ابتدا پاسخ های شتاب سازه با تبدیل موجک پیوسته با موجک مادر مورلت به حوزه زمان–فرکانس نگاشت می شوند تا تحلیل ویژگی های محلی سیگنال ممکن گردد. سپس، معیارهای آنتروپی مبتنی بر ضرایب موجک در هر مقیاس برای حالات مختلف آسیب و تمام طبقات محاسبه شده و رخداد آسیب با رصد تغییرات شاخص آسیب شناسایی و عملکرد آن ها از نظر دقت مقایسه می گردد. برای شناسایی مودهای حساس به آسیب، فرکانس های معادل مقیاس در موجک با فرکانس های طبیعی سازه سالم در هر مود تطبیق داده می شوند تا تاثیر آسیب بر مودهای ارتعاشی سازه مورد بررسی قرار گیرد. برای ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، یک قاب برشی پنج طبقه در نرم افزار متلب مدل سازی شده و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی تحت دو رکورد زلزله انجام می گیرد. نتایج نشان می دهد وقوع آسیب منجر به تغییر شاخص های مبتنی بر آنتروپی در برخی نواحی فرکانسی شده که بیانگر رشد بی نظمی در رفتار دینامیکی سازه می باشد. میانگین شاخص مبتنی بر آنتروپی نمونه طبقات سازه در اغلب حالات آسیب بیشتر از آنتروپی تقریبی و فازی است و توانایی بالاتری در آشکارسازی تغییرات ناشی از آسیب دارد. بیشترین اختلاف بین آنتروپی ها در حالت سالم و آسیب دیده در محدوده فرکانسی نزدیک به فرکانس های طبیعی سازه سالم مشاهده می شود که امکان شناسایی مودهای حساس به آسیب را فراهم می کند. همچنین، آنتروپی نمونه مبتنی بر ضرایب موجک معمولا در مود اول حساسیت بیشتری نسبت به آسیب دارد، در حالی که آنتروپی تقریبی و فازی بیشترین حساسیت خود را در مود سوم نمایش داده اند.

کلیدواژه ها:

پایش سلامت سازه ، پردازش سیگنال ، تبدیل موجک ، موجک مورلت ، آنتروپی ، پیچیدگی