مقایسه روش های آنالیز مودال کلاسیک و آنالیز مودال بر مبنای فقط خروجی در عیب یابی سازه ها
چکیده
ایمنی سازه ها ، یکی از اصلی ترین مسائلی است که در سازه هایی مثل پل ها، ساختمان ها، هواپیماها، آنتن های مخابراتی و ... در نظر گرفته می شود. از همین رو امروزه، روش های پایش وضعیت سازه ها (shm ) به یکی از سرفصل های مهم تحقیقاتی-صنعتی تبدیل شده است. این روش ها، روش هایی هستند که برای نظارت مداوم بر وضعیت سلامتی سازه ها به کار گرفته می شوند. در این روش ها با استفاده از پارامتر های سیستم عیوب سازه ارزیابی می گردد. ارزیابی عیوب سازه به چهار مرحله تشخیص وجود عیب، یافتن محل عیب، اندازه عیب و پیش بینی طول عمر باقیمانده سازه تقسیم می شود که علی رغم روش ها و تحقیقات گسترده ای که در هر کدام از این مراحل انجام پذیرفته، همچنان مسائل حل نشده زیادی در هر مرحله وجود دارد. روش های متنوعی برای ارزیابی عیوب سازه ها با استفاده از پارامتر های ارتعاشی آنها وجود دارد. از جمله این روش ها، روش های غیر مخربی هستند که با استفاده از اندازه گیری پارامترهای ارتعاشی و بر اساس تغییری که تغییر مشخصات سازه مثل جرم یا سفتی یا ... در مشخصه های دینامیکی سازه مثل فرکانس های طبیعی، شکل مود ها و ... ایجاد می کنند عیب را تشخیص می دهند. وقتی صحبت از تست های ارتعاشی روی سازه های مکانیکی و عمرانی باشد، استفاده از محرک های مصنوعی مثل لرزاننده ها، رها کردن وزنه ها و ... در اکثر موارد، غیر عملی یا پر هزینه می باشد. محرک های محیطی مثل باد، موج های دریا، صدای ترافیک خیابان ها و ... می توانند جایگزین مناسبی برای آنها باشند. از طرف دیگر ترکیب روشهای محیطی، با روشهای مبتنی بر پارامتر های مودال، تشخیص مناسبی از عیوب برخی سازه ها خواهند داشت. هدف از انجام این پایان نامه مقایسه دو روش آنالیز مودال کلاسیک (cma ) و آنالیز مودال بر مبنای فقط خروجی (oma ) در عیب یابی سازه ها می باشد. برای نیل به این هدف ابتدا یک دکل سه بعدی در مقیاس آزمایشگاهی در محیط نرم افزاری به صورت المان محدود، مدل سازی می شود. سپس یک عیب سازه ایِ تغییرات سفتیِ عضو های برشی در مدل المان محدود وارد می شوند و با انجام آنالیز مودال عددی، تغییرات فرکانس های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی بررسی می گردند. سپس عیب مزبور، به صورت تجربی در مدل واقعی دکل در مقیاس آزمایشگاهی، اعمال شده و مودهای ارتعاشی و فرکانس های طبیعی از دو روش cma و oma محاسبه شده و نتایج با هم و همچنین با مدل عددی بررسی و مقایسه خواهند شد.