ارائه یک مدل بهینه یابی برای تشخیص محل و شدت خرابی در سازه بر اساس پاسخ دینامیکی

ساختمان ها، پل ها، سکو های دریایی، سدها و سایر سازه های بزرگ که برای داشتن عمر طولانی ساخته می شوند ممکن است در طول عمر مفید خود در معرض خرابی های گوناگون قرار بگیرند. این خرابی ها ممکن است ناشی از عوامل طبیعی مثل زلزله یا حاصل عوامل انسانی باشند و یا به مرور زمان اتفاق بیفتند. خرابی های چشمگیر در سازه ها اغلب باعث تغییر در ویژگی های فیزیکی سازه مثل کاهش سختی و تغییر در فرکانس های طبیعی می شود که اگر سلامت سازه سنجش نشود و به موقع اصلاح نگردد، خرابی سبب اخلال در عملکرد سازه می شود و هزینه های نگهداری سازه را افزایش می دهد. از دیدگاه عملکردی و امنیتی پیدا کردن سریع خرابی در سازه ها بسیار اقتصادی است. بنابراین شناسائی خرابی سازه ها امروزه جزء اصلی و حیاتی از مهندسی های جدید محسوب می شود که به سنجش سلامت سازه ها معروف است و قابل کاربرد در رشته های مهندسی سازه، مکانیک و هوا فضا می باشد. در این پایان نامه با ارائه یک مدل بهینه یابی روشی برای تشخیص محل و شدت خرابی در سازه از روی پاسخ دینامیکی ارائه می شود. در ابتدا با استفاده از بردار شبه نیروی باقی مانده ی مودی که از اطلاعات مودال سازه واقعی (سازه آسیب دیده) تولید می شود، المان های خراب در سازه تشخیص داده می شود و سپس با ارائه یک مدل بهینه یابی با استفاده از الگوریتم بهینه یابی جستجوی گرانشی، شدت خرابی المان های خراب تعیین می گردد. جداسازی درجات آزادی سالم در مرحله اول، منجر می شود فضای جستجو در مدل بهینه یابی کاهش یافته و محاسبه شدت خرابی با دقت مناسب، ضمن صرف زمان محاسباتی کوتاه امکان پذیر باشد. با توجه به گسترده بودن فضای جستجو برای حل مدل بهینه یابی از اَلگوریتم فراابتکاری جستجوی گرانشی استفاده می شود. با در نظر گرفتن سناریوهای خرابی متعدد، کارآیی روش پیشنهادی بر روی مثال هایی از انواع مختلف سازه (قاب و خرپا) نشان داده شده است. همچنین اثر نویز و خطای اندازه گیری احتمالی نیز در مثال ها بررسی شده است. نتایج بدست آمده در مثال ها نشان دهنده ی کارآیی مناسب روش پیشنهادی می باشد.