بررسی فرایند به روزرسانی مدل اجزای محدود با استفاده از شکل مودهای POD و معیار انعطاف پذیری

در این پژوهش، فرایند به روزرسانی مدل اجزای محدود یک پل فولادی با عرشه بتنی با استفاده از شکل مودهای معمولی و شکل مودهای حاصل از تجزیه متعامد مناسب (POD) مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی، مقایسه دقت و کارایی این دو روش در سه سناریوی مختلف آسیب، شامل کاهش ارتفاع تیر اصلی، کاهش ضخامت بال و جان تیر، و کاهش مدول الاستیسیته، است. برای این منظور، دو مدل عددی از پل، یکی در حالت سالم و دیگری در شرایط آسیب دیده، در نرم افزار SAP۲۰۰۰ ایجاد شده و داده های دینامیکی هر دو مدل استخراج شده اند. سپس، الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) برای بهینه سازی پارامترهای مدل آسیب دیده بر اساس تطابق با مدل مرجع به کار گرفته شده است. در این فرایند، دو تابع هدف مبتنی بر معیار انعطاف پذیری و معیار اطمینان مودال (MAC) مورد ارزیابی قرار گرفته اند. علاوه بر این، تاثیر تعداد مودها در فرایند به روزرسانی و اثر نویز بر استخراج فرکانس های طبیعی نیز بررسی شده است. نتایج نشان داد که استفاده از شکل مودهای POD باعث بهبود همگرایی الگوریتم بهینه سازی و کاهش خطای محاسباتی می شود. همچنین، دو مود اول در روش POD عملکردی معادل پنج مود اول در روش معمولی ارائه می دهند. معیار انعطاف پذیری، به ویژه در ترکیب با شکل مودهای POD، دقت بالاتری در به روزرسانی مدل نشان داد. علاوه بر این، تحلیل اثر نویز نشان داد که افزایش نویز تاثیر بیشتری بر مودهای بالاتر دارد، درحالی که دو مود اول پایداری بیشتری دارند. هرچند افزایش نویز منجر به افزایش گام های همگرایی می شود، اما مقدار بهینه پارامترهای مدل همچنان به مقدار واقعی نزدیک خواهد شد.

کلیدواژه ها:

به روزرسانی مدل اجزای محدود ، شکل مودهای POD ، معیار انعطاف پذیری ، تحلیل دینامیکی سازه ها ، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات