پایش سلامتی سکوهای ثابت فلزی دریایی با استفاده از روش تبدیل موجک
Abstract
سکوهای ثابت فلزی مرسومترین نوع سازه دریایی میباشند، که به طور گسترده برای استخراج نفت و گاز در دریا مورد استفاده قرار میگیرند. این سازهها به دلیلی قرارگیری در شرایط محیطی سخت مستعد آسیب دیدگی زیاد هستند، بنابراین اطمینان از فعالیت ایمنی آنها امری ضروری است. آسیب میتواند ناشی از خستگی، خوردگی، تصادم بر اثر کشتی، سقوط اجسام از روی عرشه ایجاد شود. به همین علت نیاز به روشهایی پیشرفته، سریع، قدرتمند و با هزینه اندک که در نگاه اول به منظور تشخیص و در نهایت به منظور جلوگیری از پیشرفت آسیب میباشد. روش شناسایی آسیب را میتوان به دو روش محلی و کلی طبقه بندی نمود. در این پایان نامه با روشی که پیشنهاد شده است به تشخیص آسیبهای کلی پرداخته شده است. اغلب روشهای ارزیابی آسیب مبتنی بر لرزش، به خواص مودال که از سیگنال اندازهگیری شده که از طریق سیستمهای شناسایی، مانند تبدیل فوریه به دست آمدهاند، نیاز دارند. متاسفانه اطلاعات زمان یا مکان، ممکن است در طول انجام تبدیل مخدوش شوند و بعضی خصوصیات سیگنال کاسته شود و در بعضی اوقات تشخیص زمان و مکان یک رویداد خاص غیر ممکن باشد. تحلیل موجک قادر میباشد بسیاری از منظرهای پنهان دادههایی که دیگر روشهای تحلیل سیگنال در شناسایی آنها ناتوان هستند، را شناسایی کند. این خصوصیات به ویژه برای کاربردهای تشخیص آسیب مهم میباشند. عیب بارز و مشخص تبدیل موجک، وضوح فرکانسی ضعیف در نواحی یا فرکانسهای بالا است. برای رفع این مشکل تبدیل موجک بستهای که حالت توسعه یافته تبدیل موجک معمولی میباشد که تجزیه سطح به سطح کاملی از سیگنال تولید میکند، پیشنهاد میشود. در پژوهش حاضر امکان شناسایی آسیب در یکی از سکوهای منطقه خلیج فارس در مدل مقیاس شده و آزمایشگاهی که قبلا مورد آزمایش قرار گرفته شده است )آزمایشات در پروژهای دیگر صورت گرفته است و در این پایان نامه صرفا از دادههای این آزمایشات بهره گرفته شده است( و همچنین مدلی نرم -افزاری با مقیاس واقعی بررسی شده است. ابتدا دادههای حاصل از کار آزمایشگاهی با استفاده از روش پیشنهادی که به محاسبه نرخ انرژی بر پایه موجک بستهای میپردازد بررسی میگردد. آزمایشات بر دو شرایط تکیهگاهی مختلف صورت گرفته است که اول بر روی کفی صلب و در مرحله بعد بر روی خاک انجام گرفته است. دادههای به دست آمده با استفاده از برنامه نوشته شده توسط محقق در محیط نرمافزار متلب مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته شده است. در ادامه مدلسازی عددی از سکوی واقعی با استفاده از برنامه opensees انجام پذیرفت و نتایج حاصله از هر حالت آسیب با استفاده از برنامه تهیه شده در محیط نرمافزار متلب تجزیه و تحلیل گردیده و نمودارهای لازم ارائه شده است. در مدلسازی عددی سازه بر بستری خاکی با استفاده از شمع مستقر گردیده است. در نهایت نتایج بیانگر کارآمدی روش موجود که در این پایاننامه برای گرهها پیشنهاد شده است، برای تشخیص آسیب میباشد.