عیب‌یابی سازه‌های تیر مانند با استفاده از بروزرسانی مدل تقلیل یافته و روش تکرار

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده فنی مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز

2 فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز

چکیده

امروزه عیب‌یابی سازه‌های مهندسی با استفاده از سیگنال‌های ارتعاشی به منظور تشخیص زود هنگام عیوب ایجاد شده در سازه هنگام کارکرد معمول یا بعد از حوادثی نظیر زلزله،از اهمیت ویژه‌ای در پژوهش‌های دانشگاهی و صنعتی برخوردار است. از میان روش‌های زیادی که برای عیب‌یابی سازه‌ها پیشنهاد گردیده است، روش‌های مبنتی بر بروز‌‌رسانی مدل المان محدود سازه با استفاده از داده‌های آنالیز مودال به علت کاربردی بودن این روش در عمل، از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش، سرعت و دقت عیب‌یابی با استفاده از روش تکرار جدید بر پایه مدل بروزرسانی و مدل تقلیل‌یافته، افزایش داده می‌شود. همچنین به منظور بررسی قابلیت این روش در عیب‌یابی، ابتدا روش مذکور در MATLAB روی مدل المان محدود تیر معیوب شبیه‌سازی شده و اثرات نویز روی دقت روش به صورت مبسوط به کمک روش مونت-کارلو، مورد مطالعه قرار می‌گیرد؛ سپس نتایج روش عیب‌یابی پیشنهادی با نتایج متناظر با روش عیب‌یابی موجود در ادبیات فن مورد مقایسه قرار گرفته، نشان داده می‌شود که سرعت و دقت عیب‌یابی روش پیشنهادی به مراتب بیشتر است، همچنین به منظور بررسی قابلیت عیب‌یابی این روش به صورت عملی، روش مذکور را بر روی یک تیر آزمایشگاهی پیاده کرده، نتایج عیب‌یابی بررسی می‌شود. نتایج حاصل، نشان‌دهنده دقت و سرعت بالای روش پیشنهادی، نسبت به سایر روش‌های موجود در ادبیات فن است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Doebling SW, Farrar CR, Prime MB (1998) A summary review of vibration-based damage identification methods. Shock Vib Dig 30(2): 91–105.

[2] Nair KK, Kiremidjian AS, Law KH (2006) Time series-based damage detection and localization algorithm with application to the ASCE benchmark structure. J Sound Vib 291:349–368.

[3] Stubbs N, Kim JT (1996) Damage localization in structures without baseline modal parameters. AIAA J 34(8): 1644–59.

[4] Barroso LR, Rodriguez R (2004) Damage detection utilizing the damage index method to a benchmark structure. J Eng Mech-ASCE 130(2): 142–151.

[5] Feng MQ, Kim DK, Yi JH, Chen Y (2004) Baseline models for bridge performance monitoring. J Eng Mech-ASCE 130(5): 562–582.

[6] Friswell MI, Mottershead JE (1995) Finite element model updating in structural dynamics. Dordrecht, the Netherlands, Kluwer Academic.

[7] O’Callahan J (1989) A procedure for improved reduced system (IRS) Model. Proc. IMAC, Las Vegas 17–21.

[8] O’Callahan J, Avitabile P, Riemer R (1989) System equivalent reduction expansion process (SEREP). Proc. IMAC, Las Vegas 29–37.

[9] Zhang DW, Li S (1995) Succession-level approximate reduction (SAR) technique for structural dynamic model. Proc. IMAC 435–441.

[10] Berman A, Nagy EJ (1983) Improvement of a large analytical model using test data. AIAA J 21(8): 1168–1173.

[11] O’Callahan J (1986) An efficient method of determining rotational degrees of freedom from analytical and experimental model data. Proc. IMAC, Los Angeles 50–58.

[12] Lin RM, Ewins DJ (1994) Analytical model improvement using frequency response functions. Mech Syst Signal Pr 8(4): 437–458.

[13] Gravitz SI (1958) An analytical procedure for orthogonalization of experimentally measured modes. Journal of the Aerospace Sciences 25: 721–722.

[14] Deraemaeker A, Ladeveze P, Leconteb PH (2002) Reduced bases for model updating in structural dynamics base donconstitutive relation error. Comput Method Appl M 191: 2427–2444.

[15] Kanev S, Weber F, Verhaegen M, (2007) Experimental validation of a finite-element model updating procedure. J Sound Vib 300(1–2): 394–413.

[16] Carvalho J, Datta BN, Gupta A, (2007) A direct method for model updating with incomplete measured data and without spurious modes. Mech Syst Signal Pr 21(7): 2715–2731.

[17] Wei-Ming L, Jia-Zhen H (2011) New iterative method for model updating based on model reduction. Mech Syst Signal Pr 25: 180–192.

[18] Li H, Zhang M, Hu SJ (2008) Refinement of reduced-models for dynamic systems. Prog Nat Sci 18: 993–997.

[19] Li H, Wang J, Hu SJ (2008) Using incomplete modal data for damage detection in offshore structures. Ocean Eng 35: 1793–1799