كمي‌‌سازي عدم اطمينان در تخمين ويژگي‌هاي مودال طيف امپدانس الكترومكانيكي وصله پيزوالكتريك مستطيلي

روش امپدانس الكترومكانيكي از جمله روش‌هاي مؤثر جهت شناسايي آسيب در حوزه تعمير و نگهداري بر خط به شمار مي‌رود. در اين روش از قابليت وصله‌هاي پيزوالكتريك جهت عملگري و حسگري هم‌زمان استفاده مي‌شود. تخمين طيف امپدانس الكترومكانيكي به كمك مدل‌هاي عددي يا تحليلي مزاياي ويژه‌‌اي در فرايند شناسايي آسيب فراهم مي‌آورد. اين در حالي است كه وجود منابع عدم اطمينان مختلف منجر به اختلاف قابل‌توجه بين نتايج مدل‌هاي عددي و نتايج تجربي مي‌شود. ازاين‌رو كمي سازي عدم اطمينان در پاسخ ارتعاشاتي فركانس بالاي وصله پيزوالكتريك ضرورت پيدا مي‌كند. در اين تحقيق به بررسي احتمالاتي تخمين طيف امپدانس الكترومكانيكي پرداخته مي‌شود. در اين راستا از مدل‌هاي جايگزين مبتني بر بسط آشوبناك چندجمله‌اي جهت تحليل احتمالاتي ويژگي‌هاي مودال طيف امپدانس استفاده شد. ممان‌هاي احتمالاتي و توزيع احتمال كميت‌هاي پاسخ مورد نظر به‌صورت تحليلي توسط مدل‌هاي جايگزين محاسبه شدند. تحليل حساسيت سراسري جهت رتبه‌بندي اهميت متغيرهاي احتمالاتي بر واريانس مقادير پاسخ از طريق پس‌پردازش ضرايب مدل‌هاي آشوبناك چندجمله‌اي و با هزينه محاسباتي بسيار كم امكان‌پذير است. طبق نتايج، به‌ازاي مقادير عدم اطمينان رايج در خواص و هندسه وصله پيزوالكتريك، ضريب تغييرات در دامنه فركانس‌هاي قله (%50/70) بسيار بيشتر از فركانس‌هاي مودال (%4/20) است. به‌علاوه، فركانس‌هاي مودال بيشترين حساسيت را به خواص مكانيكي (مدول نرمي و چگالي) و دامنه‌هاي مودال بيشترين حساسيت را به ضريب ميرايي مكانيكي، ضريب گذردهي الكتريكي و ثابت پيزوالكتريك دارند.