بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله یک روش تخمین خسارت بر پایه اندیس خسارت و با استفاده از دادههاي تابع پاسخ فرکانسی - FRF - و استفاده از تکنیکهاي شناسایی الگو -جداول مراجعهاي- ارائه شده است. روش ارائه شده در این مقاله با استفاده از الگوریتم تحلیل دوبعدي مؤلفههاي اساسی - 2D-PCA - حجم دادههاي ورودي را کاهش داده و آنها را تبدیل به اندیسهاي خسارت میکند. کارایی روش پیشنهادي با استفاده از مدل عددي یک قاب دو طبقه با 14 عضو و براي سناریوهاي خرابی یک عضو آسیبدیده با درنظرگیري اثر نوفههاي مختلف مورد راستیآزمایی قرار گرفته است.
مقدمه
خرابیهاي ساختمانها و پلها بدون هیچ هشدار قبلی قابل مشاهده در بسیاري از نقاط دنیا در حال افزایش است. با توجه به افزایش شمار این خسارات، توسعه روشهایی براي تشخیص خرابیهایی که منجر به اینگونه خسارات میشوند بسیار ضروري به نظر میرسد. تعریف خرابی را میتوان تغییر وارد شده در سیستم که بر عملکرد حاضر و یا آینده آن اثر سوء میگذارد بیان کرد.[1] از این رو تعریف خرابی در سیستمهاي مهندسی به تغییرات در خصوصیات ماده و یا هندسه سیستم شامل شرایط مرزي و اتصالات که بر عملکرد سیستم اثر سوء دارند، محدود میشود.[3]
در دهههاي اخیر مطالعات زیادي بر روي تکنیکهاي شناسایی خرابی بر اساس ارتعاش انجام گرفته و الگوریتمهاي زیادي نیز توسعه داده شده است. بیشتر مطالعات انجام شده بر روي اطلاعات مودال از قبیل فرکانسهاي طبیعی و شکل مودها بوده است. در سالهاي اخیر، فرکانس هاي تشدید به علت سهولت استخراج به عنوان یک نشانگر خرابی در سازه بسیار مورد توجه قرار گرفته است . هر چند به دست آوردن فرکانسهاي طبیعی یک سازه کار بسیار راحتی است، اما استفاده از فرکانسهاي طبیعی به تنهایی براي تشخیص خسارت در یک سازه معمولا با نتایج ضعیفی روبرو خواهد شد. از این رو که خرابیهاي مختلف در نقاط مختلف سازه میتوانند تغییرات یکسانی بر روي فرکانسهاي طبیعی آن سازه داشته باشند. همچنین در بسیاري از موارد دیده شده است که فرکانسهاي طبیعی نسبت به برخی خرابیهاي موجود در سازه، به ویژه خرابیهاي جزئی با شدت کم حساس نیستند.
تمایل به استفاده از شکل مودهاي اندازه گیري شده در سال 1986 آغاز شد. براي نخستین بار آقاي وست [8] ب ه عنوان تست خرابی سازه از شکل مودهاي سازه سالم و آسیبدیده در محاسبه معیار اطمینان مودال - MAC - استفاده کرد. از آنجا که استفاده مستقیم از دادههاي تابع پاسخ فرکانسی نسبت به استفاده از شکل مودها داراي برخی مزایا است، در سالهاي اخیر روشی براي استفاده از دادههاي تابع پاسخ فرکانسی براي تشخیص خرابی پیشنهاد شده است.
[4] استفاده از دادههاي تابع پاسخ فرکانسی نیاز به نصب حسگرهاي کمتري بر روي سازه دارد و همچنین اندازهگیري هاي مربوط به آن در محل به سادگی صورت میپذیرد.[ 2] همچنین در میان همه مشخصات دینامیکی سازه به دست آوردن تابع پاسخ فرکانسی در زمان واقعی کار سادهتري است. دادههاي تابع پاسخ فرکانسی اندازه گیري شده معمولا از تستهاي لرزهاي بر روي سازه به دست میآیند و براي همین این دادهها اطلاعاتی را از رفتار دینامیکی سازه در اختیار قرار میدهند. همچنین تشخیص خرابی با استفاده از دادههاي تابع پاسخ فرکانسی نیاز به تحلیل مودال تجربی ندارد و دادهها هم راحتتر به دست میآیند و هم قابل اعتمادترند.
