انتخاب نقاط مرجع به كمك روش موقعيت مستقل موثر در آزمايش مودال محيطي سازه‌ها

Selection of reference coordinates using effective independence technique in operational modal testing of structures

آزمايش مودال كلاسيك سازه‌هاي بزرگ به دليل عدم امكان تحريك يا اندازه‌گيري نيروهاي وارد به آن‌ها دشوار يا غيرممكن مي‌باشد. بنابراين براي شناسايي خصوصيات ديناميكي چنين سازه‌هايي بايد از روش‌هاي آناليز مودال محيطي استفاده كرد. يكي از مشكلات مهم در آزمايش مودال محيطي سازه‌هاي بزرگ، عدم امكان اندازه‌گيري همزمان پاسخ سازه در تمام نقاط اندازه‌گيري مي‌باشد كه به دليل محدوديت در تعداد شتاب‌سنج‌ها و يا تعداد كانال‌هاي اندازه‌گيري است. بنابراين اين سازه‌ها بايد در چندين مرحله تحت آزمايش قرار بگيرند. براي ارتباط بين مراحل مختلف آزمايش، نقاطي از سازه بايد به عنوان نقاط مرجع انتخاب شوند. در اين مقاله يك شاخص جديد براي انتخاب نقاط مرجع ارايه شده است كه براساس مدل المان محدود سازه، نقاط مرجع را انتخاب مي‌كند. به منظور بررسي عددي روش، از مدل المان محدود يك تير كمك گرفته شده و به كمك روش پيشنهادي، نقاط مرجع انتخاب و پارامترهاي مودال تير محاسبه شده‌اند. همچنين با استفاده از آزمايش يك تير فلزي، روش بصورت تجربي ارزيابي شده است. نتايج عددي و تجربي حاصل، نشان دهنده كارايي مناسب شاخص پيشنهادي براي انتخاب نقاط مرجع و محاسبه پارامترهاي مودال سازه مي‌باشد.

Conventional modal testing of large structures is always associated with difficulties in artificial excitation of the structure. Operational Modal Analysis (OMA) is one approach to overcome the excitation problem. In OMA only the responses are measured and the structure is excited by ambient forces. For large structures the simultaneous measurement of responses in all selected points is usually impossible due to not having enough available accelerometers or measurement channels. Therefore, the structure is tested in several steps. As a result, some reference points should be selected to correlate all of the measurements. In this article a new criterion is introduced for selection of reference points based on finite element model of structure. A beam is used for numerical validation of the method. A steel beam is also used for experimental case study. Both numerical and experimental results demonstrate the effectiveness of this criterion.