Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Fadaei Tehrani,Saeed Behbahani,Hamidreza Mirdamadi
علیرضا فدائی تهرانی (استاد راهنما) سعید بهبهانی (استاد مشاور) سیدحمیدرضا میردامادی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ramin Bighamian
رامین بیغمیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
Detection, localization and quantification of damages in structures have received a considerable attention over the past two decades. These processes are utilized to decrease the probability of failure, improve the performance, and increase the useful lifetime of the structural systems. This thesis presents a number of basic techniques to detect, localize, and quantify multi-damage levels in damaged structures. First, the first three Markov parameters of the collocated multi-input/multi-output structure, before and after the presence of the damage, are used to examine how the system matrices change. The relationship between the change in the Markov parameter matrices and the change in the system matrices is shown. This method could also be used in on-line monitoring of the structures by recursive algorithms. Second, a new approach is presented for simultaneous assessment of the degree of damages in structures. Before and after a damage, some system digital pulse response data related tosome selected collocated sensor-actuator DOFs are used to assess the extension of damages. By this method, an Equivalent Virtual Damped Single Degree of Freedom (EVDSDOF) system is identified through the pulse responses extracted from the instrumented DOFs.Monitoring changes, in mass and stiffness properties, results in identifying the size of that damage. The Differential Evolution algorithm is used as an intelligent optimizer performing a curve fitting by introducing an EVDSDOF system.In the third place, an inverse problem is configured to compute the physical property matrices from the identified modal parameters. We obtain some elements of the mass matrix directly from the state-space model, and then we solve an optimization problem to find the full mass, stiffness, and damping matrices, without any assumption about either normalizing eigenvectors or orthogonality conditions.Two time-domain system identification algorithms, i.e., ERA/DC and SRIM, are comprehensively surveyed. Also, based on identified state-space models of an assembled structure and its substructures, a joint identification procedure is explained which may be utilized in order to joint monitoring. Eventually, depends on modal parameters extracted from structural testing, three approaches are explained for model-order reduction. Two methods find a reduced mass/stiffness/damping model where one of them realizes the characteristic equation of the reduced model; and the other decreases the modal energies of the reduced model. The third method reduced the identified modal matrix by curve fitting of frequency response function. Key Words: System Identification; Structural Health Monitoring; SRIM; ERA/DC; Markov Parameter; EVDSDOF; Model-Order Reduction; Structural Joint Identification.
هدف از پژوهش حاضر، گسترش‌ الگوریتم‌‌های شناسایی موقعیت و وسعت آسیب بر اساس سیگنال‌های بدست آمده از سازه می‌باشد. از آن‌جا که اکثر روش‌های پایش سازه بر اساس تغییرات پارامترهای مودال پیش و پس از بروز آسیب می‌باشند و با توجه به حساسیت کم این پارامترها نسبت به بروز آسیب، در این پایان‌نامه، روشی جدید برای شناسایی موقعیت و وسعت آسیب بر اساس تغییرات در پارامترهای مارکوف گسترش داده شده است. این روش برای نخستین بار قادر است آسیب‌های ترکیبی جرم و سختی را به طور هم‌زمان شناسایی نماید. از آن‌جا که محاسبه‌ی پارامترهای مارکوف سیستم به صورت بازگشتی امکان‌پذیر می‌باشد، این روش جهت آسیب‌یابی به صورت بهنگام نیز گسترش داده شده است. به منظور ارزیابی وسعت آسیب نیز راهکاری وارون ارائه شده که قادر به شناسایی مدل‌های جرم/سختی/میرایی یک درجه آزادی، جایگزین درجه‌های آزادی مد نظر سازه می‌باشد. برای این منظور، الگوریتم تکامل تفاضلی به عنوان بهینه‌‌یاب هوشمند مورد استفاده قرار گرفته است. از آن‌جا که جهت شناسایی پارامترهای مارکوف، در اختیار داشتن الگوریتم‌های سیستم‌شناسی امری ضروری می‌باشد، دو الگوریتم شناخته‌ی شده‌ی سیستم‌شناسی در حوزه‌ی زمان ERA/DC(ERA) و SRIM به طور مفصل شرح داده می‌شوند. خروجی الگوریتم‌های شناسایی بیان شده، مدل فضای‌ حالت سیستم می‌باشد که جهت پایش لازم است به مدل فیزیکی جرم/سختی/میرایی تبدیل شود. برای این منظور، روشی نوین بر پایه‌ی بهینه‌یابی جهت تحقق هم‌زمان مقدارهای ویژه و شکل مودهای سیستم ارائه شده است که از پیش‌فرض‌های انجام شده در تحقیقات گذشته خودداری می‌کند. هم‌چنین روشی برای شناسایی مدل اتصال‌های به کار رفته در سازه‌های اسمبل شده بیان شده است که می‌تواند به صورت کارا در آسیب‌یابی اتصال‌های سازه‌ای مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به در دسترس بودن پارامترهای مودال سازه به کمک الگوریتم‌های سیستم‌شناسی، سه روش جدید جهت کاهش مرتبه‌ی مدل سیستم‌ها ارائه شده است. هر دو روش نخست جهت شناسایی ماتریس‌های جرم/سختی/میرایی کاهش یافته به کمک پارامترهای مودال شناسایی شده می‌باشند و بر اساس تحقق معادله سرشت‌ نمای سیستم کاهش یافته و کمینه سازی انرژی‌های مودال سیستم کار می‌کنند. روش سوم نیز ماتریس شکل مود سیستم مرتبه کامل را به کمک برازش تابع پاسخ فرکانسی در بازه‌های مورد نظر فرکانسی کاهش می‌دهد. نتیجه‌های این روش با روش EIDV مقایسه شده است. کلیه‌ی الگوریتم‌های بررسی شده در محیط MatLab شبیه‌سازی شده‌اند. کلمات کلیدی: دینامیک سازه‌ها؛ سیستم‌شناسی؛ پایش سازه‌ها؛ سلامت سنجی سازه‌ها؛ الگوریتم SRIM ؛ الگوریتم ERA/DC ؛ پارامتر‌های مارکوف؛ کاهش مرتبه‌ی مدل سازه؛ کاهش ماتریس شکل مود؛ شناسایی اتصال‌های سازه‌ای؛ مدل المان محدود؛ آسیب‌شناسی سازه‌ها.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی