شناسایی خرابی در سازه ها با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تکامل تفاضلی

بسیاری از سازه ها ممکن است در طول عمر مفید خود دچار خرابی شوند. خرابی در ابتدا به صورت جزئی ظاهر می شود که ممکن است منجر به کاهش عمر مفید و نهایتا خرابی کلی سازه گردد. امروزه هزینه بالای ساخت و اهمیت برخی سازه ها باعث شده تا شناسایی خرابی در سازه ها به عنوان بحث مهمی در مهندسی سازه مطرح شود. با استفاده از روش های تعیین خرابی در سازه ها، المان هایی که احتمال خرابی آن ها بیشتر است، شناسایی شده و با تعویض یا تقویت آن ها می توان عمر مفید سازه را افزایش داد. وقوع خرابی در سازه باعث کاهش جرم و سختی عضو می شود که این موضوع مستقیما بر روی پاسخ های سازه تاثیر می گذارد. بنابراین بسیاری از روش های شناسایی خرابی بر مشاهدات تغییرات در پاسخ های یک سازه استوارند. برای تعیین خرابی روش های متعددی وجود دارد که یکی از این روش ها استفاده از روش بهینه سازی می باشد. در این مطالعه ابتدا مسئله تعیین خرابی به شکل یک مسئله بهینه سازی استاندارد تبدیل می شود. سپس با در نظر گرفتن فرکانس های طبیعی سازه سالم و آسیب دیده تابع هدف ارزیابی می شود. تابع هدف مورد استفاده در این تحقیق از حساسیت مناسبی در برابر المان های سالم و خراب برخوردار است. ضمنا خرابی در سازه با کاهش مدول الاستیسیته یک المان شبیه سازی شده است. مسئله بهینه سازی استاندارد، با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی (differential evolution algorithm) حل شده تا موقعیت و مقدار دقیق خرابی تعیین شود. نتایج بدست آمده نشان می دهند که درصد خرابی محاسبه شده با درصد خرابی تعریف شده تقریبا یکسان می باشد که این موضوع کارایی روش استفاده شده در این تحقیق را بیان می کند.