روش تشخيص خرابي نوين با استفاده از تغييرات در شكل حالت انحناي مودي با وجود نويز برداشت اطلاعات و آسيب هاي جزئي

A new damage detection method using curvature mode shapes with considering the noise of the data transmission and minor damages

با افزايش جمعيت جهاني، تخريب و بازسازي سازه هاي قديمي قبل از بررسي ميزان خرابي موجود، به هيچ عنوان مقرون به صرفه نمي باشد. در چندسال اخير روش‌هاي تشخيص خرابي مبتني بر نوسان معرفي شدند. از ميان روش‌هاي مبتني بر نوسان روش‌هاي حوزه‌ي مودال به دليل سادگي در عملكرد مورد توجه عمده‌ي محققين بوده است. از جمله‌ي جديدترين اين روش‌ها، روش انحناي شكل مودي مي‌باشد كه توانايي ذاتي اين روش در شناسايي و مكان‌يابي آسيب بر همگان آشكار مي‌باشد. در اين پژوهش، روش جديد تشخيص خرابي بر مبناي اجزا محدود با در نظر گرفتن انحناي شكل مودي و اثرات نوفه حاصل از برداشت اطلاعات، توسعه داده شده است. دقت روش شناسايي خرابي پيشنهادي با نتايج آزمايشگاهي و عددي تحقيقات اخير به مورد تاييد گرفته است. در روش پيشنهادي، به منظور كاهش زمان تحليل و حفظ حداقل دقت مورد نياز، آناليز حساسيت تعداد المان هاي مورد استفاده در اجزا محدود براي شناسايي دقت آسيب صورت گرفته است. درصد نوفه در هنگام برداشت اطلاعات باعث به وجود امدن خطاي زيادي در امر شناسايي آسيب در روش هاي سنتي مي‌گردد. به همين در اين تحقيق، روش شاخص آسيب به منظور افزايش دقت به صورت توام با روش انحناي شكل مودي به كار گرفته شده است. نتايج مدلسازي تطابق بسيار خوبي با نتايج آزمايشگاهي داشته و نشان از دقت بالاي روش مورد نظر در شناسايي آسيب‌هاي دارد. روش تشخيص خرابي پيشنهادي در سناريوهاي مختلف آسيب با شدت پايين و درصد نوفه بالا در اطلاعات ورودي مورد بررسي قرار گرفت، كه در روش هاي ديگر تشخيص خرابي توانايي شناسايي آسيب با دقت بالايي را ندارد. نتايج حاكي از آن است كه روش تشخيص خرابي پيشنهادي با شناسايي آسيب در مودهاي بالاتر توانايي شناسايي خرابي هاي جزيي با درصد نوفه بالا را دارد.

With the increasing global population in recent decades and the increasing number of construction projects in the world, researchers and scientists from various sciences are thinking about restoration of civil engineering structures, which has reached to useful life of many of these structures. The failure of part of these structures leads to the destruction of the entire structure, which results in the wasting of large amounts of capital from owners and owners of these structures. Destruction and rebuilding of such structures are not at all cost-effective. Therefore, the science of health monitoring of structures in order to solve these problems has attracted researchers in recent years. So far, various methods, including X-rays and ... have been used to find the damaged member, but these methods can only be used on members of the structure that is available. an‎d they are not comprehensive for the whole structure. For this purpose, vibration-based methods were introduced. Among the vibration-based methods, modal field methods have been of major interest to the researchers for their simplicity in performance. One of these methods is the mode shape curvature method, whose intrinsic ability to detect and locate damage is obvious to everyone. In this study, taking into account the noise generated by the mode shape data acquisition, more careful attention is needed in the field of damage detection. For this reason, the damage index was used as an indicator of the damage. The results indicate high accuracy of the method in identifying low-intensity damage and high noise level in higher modes.