تعیین مکان و شدت آسیب در خرپاهای فولادی سه بعدی با استفاده از شاخصی بر مبنای بردار باقیمانده مودال و توابع پاسخ فرکانسی

امروزه شناخت خرابی ها در سازه به عنوان حل مسئله معکوس در تمامی رشته های مهندسی شناخته شده است که قادر است شرایط لازم را به منظور بالا بردن عمر مفید سازه و همچنین جلوگیری از گستردگی آسیب را فراهم نماید. از اثراتی که آسیب ها روی پاسخ های دینامیکی و یا استاتیکی سازه ها می گذارند، می توان به عنوان شاخصی به منظور شناسایی خرابی استفاده کرد. سه پرسش اساسی که در زمینه تشخیص خرابی وجود دارد عبارت است از وجود و یا عدم وجود، مکان و شدت آسیب. در این مقاله با کمک روشی دوگامه، به سه سوال مطرح شده با دقت بالایی پاسخ داده شده است. در گام اول با استفاده از معیاری بر مبنای بردار نیروی باقیمانده مودال، وجود آسیب و همچنین مکان های محتمل آسیب دیده تعیین می شود. با استفاده از این گام اعضای سالم از دایره جستجو حذف شده اند و محدوده احتمالی آسیب تا حد ممکن کوچک شده است. بنابراین فقط بر روی اعضای مشکوک به آسیب، به منظور تعیین مقدار آسیب تمرکز می شود. درگام دوم روش مطرح شده، به منظور شناسایی مقادیر آسیب تابع هدفی بر اساس توابع پاسخ فرکانسی سازه سالم و سازه آسیب دیده ایجاد شده است که با کمک الگوریتم ژنتیک بهینه یابی می شود. به منظور تعیین دقت و صحت تئوری ارائه شده، مدل عددی که جزء سازه های بزرگ مقیاس و پیچیده می باشد، شامل خرپای فولادی سه بعدی 120 المانی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشانگر آن است که تئوری ارائه شده می تواند وجود، مکان و شدت عضوهای آسیب دیده را با وجود اطلاعات نویزدار با دقت بسیار بالایی تعیین نماید.

کلیدواژه ها:

اشکال مودی ، بردار نیروی باقیمانده مودال ، تابع پاسخ فرکانسی ، الگوریتم های بهینه سازی ، خرپای فضایی فولادی