بهبود روش ردیابی چند ترک همزمان در تیر اویلر-برنولی به کمک آنالیز فرکانسهای ارتعاشی تیر‏

ردیابی ترک در مراحل اوّلیه ایجاد آن، به منظور تعمیر و نگهداری سازه و در مواردی حفظ جان آدمی از اهمیت فراوانی ‏برخوردار است. در طول سه دهه گذشته تلاشهای فراوانی به منظور گسترش و بهبود روشهای ردیابی غیر مخرب انجام شده است. ‏این تلاشها از آن جهت ارزشمند می باشد که بدانیم سالیانه مبالغ زیادی صرف تعمیر و نگهداری سازه هایی مانند پلهای بزرگراهها و ‏یا تجهیزات دوار موجود در پالایشگاهها و نیروگاهها می شود. ‏ در قسمت اول این پایان نامه، به مطالعه روش ردیابی ترک، بر مبنای تغییرات فرکانس ارتعاشی سازه پرداخته شده است. ‏ترک به کمک مدل فنر چرخشی مدلسازی شده و به کمک روش ماتریس انتقال، معادله مشخصه ارتعاشی تیر ترکدار با شرایط ‏مرزی متفاوت بدست آمده است. سپس معادلاتی که تغییرات فرکانس طبیعی تیر را به پارامتر نشان دهنده ترک مربوط می سازد، ‏بدست آمده است. این دستگاه معادلات به روشی دقیق تر از سایر مراجع حل گردیده و نتایج ردیابی ترک بهبود یافته است. به ‏کمک چند مثال، دقت روش پیشنهادی برای ردیابی موقعیت و اندازه ترک با سایر مراجع مقایسه گردیده است. همچنین بر خلاف ‏مراجع دیگر که برای ردیابی چند ترک همزمان اثر هر ترک را به صورت جداگانه در نظر گرفته و از معادله مشخصه تیر حاوی یک ‏ترک به ردیابی ترکها پرداخته اند، در پژوهش حاضر از معادله مشخصه تیر حاوی دو ترک برای ردیابی دو ترک همزمان استفاده ‏شده و در نتیجه نتایج ردیابی عمق و موقعیت ترکها بهبود یافته است.‏ در قسمت دوم پایان نامه به کمک روش بروزرسانی مدل المان محدود به ردیابی ترک پرداخته شده است. برای مدلسازی تیر ‏ترکدار از مدل کاهش ممان اینرسی تیر در اطراف ترک استفاده شده است. در این بخش نشان داده میشود که بدون استفاده از ‏روش بروز رسانی مدل المان محدود و تنها با رسم رویه سه بعدی جذر میانگین مربعی ‏ درصد خطای فرکانسها برحسب موقعیت و ‏عمق ترک و یافتن مینیمم این رویه نیز میتوان به ردیابی ترک پرداخت. همچنین نشان داده میشود که مدل ارائه شده برای ‏شرایط مرزی تیر یکسرگیردار چندان دقیق نیست، در نتیجه موقعیت و عمق ترک را نمیتوان در این حالت به کمک این دو روش ‏با دقت مناسبی پیش بینی نمود.‏ دربخش پایانی به مدلسازی تیر ترکدار در نرم افزارansys‏ به کمک مدل فنر چرخشی و مدل کاهش سفتی خمشی ‏پرداخته شده است. برای مدلسازی تیر از المانهای مختلفی مانند المان ‏beam2d، المان ‏plane82‎‏ و همچنین المان سه ‏بعدیsolid95‎‏ استفاده شده است. نتایج حاصل از مدلسازیها به خوبی بر نتایج تجربی که در سایر مراجع به آنها اشاره شده است، ‏منطبق می باشد. همچنین مزایا و معایب دو روش ردیابی ترک، که در بخشهای پیشین به آنها اشاره گردید، با ذکر چند مثال بیان ‏گردیده است.‏