شناسايي خرابي سكوي دولف ن اسكله پهلوگ ري كشتي از طريق بهنگام سازي مدل اجزا محدود

Damage detection in dolphin platform of a wharf by finite element model updating

سازه‌هاي مستقر در تاسسيسات ساحلي نظير اسكله‌هاي پهلوگيري كشتي در طول عمر خود شرايط كاركرد سختي را تحمل مي‌نمايند و بنابراين در معرض خرابي و افت سختي در اجزا قرار دارند. در اين مقاله، كاركرد روش شناسايي خرابي مبتني بر طيف چگالي توان پاسخ ، در مورد سكوي دولفين اسكله تامين خوراك نفت خام پالايشگاه مورد بررسي قرار گرفته است. اين بررسي با استفاده از مدلسازي عددي صورت گرفته و خرابي به صورت افت درصدي از سختي اجزا لحاظ شده است. مدل اجزا محدود دولفين توسط نرم افزار متلب ايجاد شده و اثر آب مجاور به صورت جرم افزوده بر المان‌ها افزوده شده است. چند سناريوي خرابي فرضي براي بررسي كاركرد روش در مورد خرابي‌هاي كم و زياد در مناطق مختلف سازه در نظر گرفته شده است. بعلاوه، راهكاري براي محاسبه طيف چگالي توان نيروي تحريك با استفاده از تابع پاسخ فركانسي تقريبي معرفي شده است. نتايج به دست آمده نشاندهنده آن است كه روش در شناسايي پارامترهاي اين مدل عليرغم صلبيت زياد آن، موفق است. همچنين، بررسي‌ها نشان مي‌دهد كه جرم افزوده آب تاثير زيادي بر شناسايي پارامترها دارد. كيفيت نتايج به دست آمده در مطالعه عددي، الهام بخش براي توسعه روش در فاز عملياتي با داده برداري از سازه سكوي دولفين مي‌باشد.

The coastal structures such as wharves withstand severe operational conditions during their service life; hence, they are susceptible to damage and reduction in the stiffness of their elements. In this paper, the performance of a damage detection method based on power spectral density is numerically investigated on the dolphin platform of the oil wharf used for the unloading of crude oil to the refinery. This investigation is held numerically, and the damage is modeled as a percent reduction in stiffness of the elements. For this purpose, the finite-element model of the dolphin is made in the MATLAB software and the effect of surrounding water is considered as the added mass on the elements. To probe the performance of the method on the dolphin model, several assumed damage scenarios with different levels of damage in the structure, are considered. Furthermore, an approach for calculation of the spectral density of excitation using an approximate FRF is introduced. Results prove the success of the method in the identification of the parameters of a stiff coastal structure like a dolphin. Besides, the results from these investigations prove that the added mass significantly affects the damage detection results. The quality and accuracy of the numerical results prove the merits of damage detection by finite-element model updating in the frequency domain. The results of the present study urge the practical assessment of the performance of the method in the future.