بهبود شاخص شناسايي آسيب در صفحات برپايه‌ي اطلاعات شكل مودي با در نظر گرفتن ممان پيچشي

Improving the damage identification indicator for plate-like structures by considering twisting moment based on mode shape data

صفحات از مهمترين المان هاي سازهاي هستند كه آسيب در آنها مي تواند بصورت پيشرونده به ساير المان ها منتقل شده و سبب آسيب كلي شود. لذا شناسايي آسيب در اين اجزا،به كمك سيستم هاي شناسايي و مكان يابي آسيب مي توانند نقش بسيار مهمي را در ايمنسازي و به سازي سازه ها و جلوگيري از بوجود آمدن خسارات مالي و جاني ناشي از تخريب و فروريختن آنها ايفا نمايند. در اين پژوهش با كمك تجزيه و تحليل داده هاي شكل مودي و مشتقات آنها و با توسعه ي كدهاي عددي المان محدود و محاسبه ي شيب و انحناي صفحه بر اساس روش تفاضل محدود مركزي، تاثير پيچش علاوه بر خمش بر روي المان صفحهاي در فرآيند شناسايي آسيب در نظر گرفته شده است. همچنين با هدف بررسي توانايي اصلاح فرمول بندي در عملكرد شاخص هاي موجود در زمينه ي شناسايي آسيب در صفحات، شاخص بهبود يافته اي معرفي گرديده است كه اعتبار سنجي عملكرد شاخص بهبود يافته با داده هاي تجربي، نشان دهنده ي دقت مناسب آن مي باشد. همچنين مقايسه اي با كمك چندين سناريو از آسيب هاي منفرد و چندگانه با شدت هاي متفاوت و با المان هايي در نواحي مختلف در صفحه صورت پذيرفته است كه در آنها نتايج شاخص بهبود يافته، حالت اوليه آن و شاخصي بر پايه ي مطالعه تجربي بررسي گرديده است. اين نتايج كه به كمك مقايسه دوحالت سالم و آسيب ديده ي سازه به دست آمدهاند بيانگر خطاها و ضعف هاي شاخص پيشين در تشخيص مكان و تعداد المان هاي آسيب ديده بخصوص در نواحي مرزي كه اثر پيچش قابل توجه است و همچنين در آسيب هايي چندگانه كه در نواحي مختلف صفحه اند و درآنها انحنا منفي است، مي باشد كه اين ضعف با كمك اصلاح فرمول بندي در شاخص بهبود يافته بخوبي برطرف شده است و سبب افزايش قدرت و دقت شناسايي مكان آسيب هاي منفرد و چندگانه و تعداد المان ها به ويژه در لبه هاي صفحه حتي در صورت وجود آسيب هايي با شدت هاي متفاوت توسط آن گرديده است.

Plates are one of the most important structural elements in which failure can be progressively transferred to other elements and cause overall damage. Therefore, identification of damage in these components plays an important role in the control of structural health. Damage detection and locating systems have a critical role in retrofitting and improving of structures and preventing the financial and human damages caused by the collapse of structures and would increase theirs service life .The main purpose of this thesis is to study how to identify and evaluate damage in plate-like structures using nondestructive methods, and improving this operation process.. In this study, the effect of torsion in addition to bending on the plate element is considered in the damage identification process by analyzing the shape data and their derivatives and by developing finite element numerical codes, calculating the slope and curvature of the plate based on the central finite difference method, Efficiency and performance of this method has been studies by different scenarios of damage in plate with different characteristics and an improved index has been introduced. Comparison of the results in both healthy and damaged structures showed increased robustness and accuracy of identifying the location of individual and multi-step injuries, especially at the edges of the plate and also Improved indicator performance validation with experimental data indicates appropriate accuracy of this index.