بروزرسانی مدل اجزای محدود دینامیکی سازه ها با استفاده از روش های بهینه سازی ذاتی
چکیده
زیرساخت های عمرانی مانند پل ها، سدها و ... در طی عمر بهره برداری ممکن است دچار آسیب شوند. شناسایی این آسیب و خرابی در سازه ها، از این جهت که غفلت از آن می تواند منجر به تغییر و اختلال در عملکرد سازه شود، از اهمیت بالایی برخوردار است. پیامد نهایی آسیب سازه ای می تواند حتی تخریب کلی سازه نیز باشد. از این رو ضروری است تا روش شناسی کارآمدی برای تشخیص خرابی در سازه های موجود اتخاذ گردد. روش های گوناگونی بر اساس خصوصیات مختلف سازه، برای شناسایی خرابی سازه ای مطرح است؛ در این میان، روش های متکی بر داده های دینامیکی یا همان خواص مودال سازه به میزان مناسبی به خرابی های درونی و سطحی سازه حساس هستند. مقایسه ی اختلاف میان داده های دینامیکی اندازه گیری شده از مدل اجزای محدود سازه ی موجود و سازه ی سالم، و حداقل سازی آن با فرایندی به نام بروز رسانی مدل اجزای محدود دینامیکی توصیف می گردد؛ در واقع بروزرسانی مدل، یک مسئله ی بهینه سازی است که در آن خصوصیات مکانیکی سازه به عنوان متغیرهای بهینه سازی تعریف می شود و به کمک آن می توان کیفیت آسیب و خرابی در سازه را آشکار نمود. در این پایان نامه، بروزرسانی مدل اجزای محدود، بصورت کاهش در سختی المان، مدل و به جای نتایج آزمایش ارتعاش دینامیکی، از داده های شبیه سازی عددی استفاده شده و کمینه سازی اختلاف مدل سازه ی موجود و سازه ی سالم، به کمک الگوریتم های ذاتی(فرا ابتکاری) صورت گرفته است. از اَشکال مودی سازه، برای تشکیل تابع هدف بهینه سازی و از دو الگوریتم ازدحام ذرات(pso) و کرم شب تاب(fa) برای حل مسئله ی بهینه سازی، استفاده شده است. چند مثال عددی در سازه های با شرایط گوناگون، با طرحهای خرابی متفاوت بررسی گردید. نتایج نشان دهنده ی کارایی مطلوب روش مطرح شده می باشد و هر دو الگوریتم بهینه سازی در اغلب موارد نتایج مشابهی داشته اند، با این وجود در برخی موارد الگوریتم ازدحام ذرات عملکرد مناسبتری از خود نشان می دهد.