ارزیابی یک الگًریتم استخراج مشخصٍ جُُت عیب یابی سازٌ جکتی فراساحلی با استفادٌ از مذل فیسیکی ي بريزرساوی مذل المان محذيد
فرَاد حسیىلً 1*، علیرضا مجتُُذی2، محمذ علی لطف اللُی یقیه3

[email protected] دانشجوی دکتری، دانشگاه تبریز؛
[email protected] استادیار، دانشگاه تبریز؛
[email protected] استاد، دانشگاه تبریز؛ ۳
ػبل د اصدّن/ ؿوبسُ 23 / ثْبس ٍ تبثؼتبى 95 )93-104( وطزی مُىذسی دریــا
5428499984943

26173439984943

اطلاعات مقالٍ

چكيذٌ

چكيذٌ

ثشآٍٍسد ایو ی یىی اص هْن تشیي ثخؾ ّب دس ح صُ ی ه ٌذػی عشاحی ػبصُ ّب هی ثبؿذ. ایي ه ضَع ثِ دلیل ػذم لغؼیت ه خَد دس تؼییي ثؼیبسی اص پبساهتشّّبی حبئض اّّویت دس عشح ْبئی، هؼَو لاً اهش پیچیذ ای للوذاد هی گشدد. دس ایي همبل ثب اػتفبدُ اص ًتبیح حبكل اص آصهبیؾ ثش سٍ ی یهً هذل فیضیىی اص َع ػى ی خىتی فشاػبحٍلی، سٍٍؽ خِذیذی ثشای ثشٍٍصسػبًی هبتشیغ ػختی ػبصُ ثب لبثلیت تـخِیق آًػیت دَس ته ته اػضبء ثب ث شُ گیشی اص اعلاػبت هَدی ا ذاصُ گیشی ؿذُِ هحذٍٍد اسائ ؿذُ اػت و دس آى ثب اػتفبدُ اص تحلیل حؼبػیْت پبػخ ػیؼتن ثِ یه تحشیًه پبی س ی اًتخبة دسخبت آصادی غیش فؼبّل دس هشحلِ وبّّؾ هذل ثب یه هؼیبس هٌٌبػت هَسد اسصیبثی لشاس هیِ گٍیشد. ایي ػولىشد هٌدش ثِ ّوگشائی ػشیغ تش آلگَسیتن تىشاس هی ؿَد. ّن چ یي دس ایي هغبلؼ ثب اػتفبدُ اص فشآیٌٌذ ثشٍ صسػبًی هذل الوبى هحذٍٍد ثش اػبع هذِل تدشثی، تب حذ اهىبى فبئك آهذى ثش هؼئِل ػذم لغؼیت دس هذل ػبصی یض دس عَل فشآیٌذ، دس ًظش گشفت ؿذُ اػت . تبسیخچ همِبِلِ:
تبسیخ دسیبفت همبل : 30/01/1394 تبسیخ پزیشؽ همبلِهمبلِ: 22/01/1395

ولوبت ولیذی:
ػى ی خىتی فشاػبحلی، ػیتَ یبثی،
ثش صسػبی هذل، سٍٍؽ وبّّـی گ یبى، تحلیل حؼبػیت.

Evaluating A Feature Extraction Algorithm For Damage Detection of
Offshore Jacket Platforms Using Physical Model And Finite Element
Model Updating

Farhad Hosseinlou 1*, Alireza Mojtahedi2, Mohammad Ali Lotfollahi3

Ph.D Condidait, Department of Civil Engineering, University of Tabriz, [email protected]
Assistant Professor, Department of Civil Engineering, University of Tabriz, [email protected]
Professors, Department of Civil Engineering, University of Tabriz, [email protected]

Keywords:
Offshore jacket platforms,
Damage detection, Model updating,
Model reduction, Sensitivity analysis.
individual members, when limited modal data is available by using results of the experiment on physical model of the offshore jacket platforms. We evaluated selection procedure inactive degrees of freedom in the process reduced model with a reasonable criterion by using the sensitivity analysis of system response under base excitation. This performance leads to faster convergence of iterative algorithm. Also, in this study, with using the finite element model updating based on the empirical models, it was considered during the process as much as possible to overcome the problem of uncertainty in modeling.
52162926846

ARTICLE INFO

ABSTRACT

ABSTRACT

Article History:
Received: 19 Apr. 2015
Accepted: 10 Apr. 2016
One of the most important items in the field of engineering and design of structures is safety assessment. It is usually complicated, due to uncertainty in determining the most important parameters in the final design. This paper describes a new method for updating stiffness matrix structure that is capable of identifying the damage to

1 – مقذمٍ
ػىَ ّبی فََلادی اص َع خىت، هتذاٍ ٍلتشیي َع اص ػبصُ ّبی دسیبیی ؼتٌذ وِ ثِ عَس گؼتشد ای خْت ث ش ثشداسی اص هٌبثغ ًفتی گبصی هَسد اػتفبد لشاس هُی گیشًذ. ػبصػبصُ ّبی دسیبیی دس عَل ػوشٍ خذهت خََد، ثِ عَس هذاٍٍم دس هؼشم آػیت ّبی ًبؿی اص لََع ػیََة لشاس داسًًذٍ. ایي ػیََة ؿبهل اثش خؼتگی، خََسدگی اػضبء ،ثشخََسد وـتی ؿ بٍ سّب، افتبدى اؿیبء اص ػٍشؿِ ػىَ، ًیشٍ ّبی
ًبؿی اص عََفبى ّبی ؿٌذیذ ٍ فؼبلیت ّبی ًلت ساساُ اًذاصی تؼویش گْذاسی هی ثبؿ ذ وِ هی تَ اً ٌذ هٌدش ثِ وبّؾ هذٍٍل الاػًتیؼیتِ دس اػضبءٌ ػبصُ ای گشدًًذ] 1[. تَ ػؼِ تى یه ّبی هؤثش ثشای تـخیق آػیت ّبی اٍٍلیِ ، دس خلَگیشی اص لَع ؿىؼت ّبی ػبصُ ای فبخؼِ ثبس ثؼیبس هَثش هی ثبؿٌذ. اص آى خبیی وِ آػیت ّبی هَ خََد ثبػث تغییش دس پبساهتشّبی خشم یب تََصیغ ػختی ػیؼتن ػبصُ ای هی ؿَ ًذ، دس ًتیدِ هٌدش ثِ ایدٍبد تغییش دس خََاف هََدال ظیش فشوبًًغ ّبی عجیؼی ٍ ؿىل ّبی هَدی هی گشدًذ. سٍٍؽ ّبی تـخیق آػیت ثب اػتفبداػتفبدُ اص تىتىٌیه ثشٍ صسػبً ی ثش اػبع پبساهتشّبی هََدال سا هی تَاى ثِ دٍ ثخؾ، سٍٍؽ ّبی هؼتمین سٍٍؽ ّبی تىشاسؿَ ذِتىشاسؿًَذُ تمؼین وَد. دس سٍٍؽ ثشٍ صسػبًی هؼتمین، ثٍب حل یه هؼبلِ ث یً ػبصی همٍیذ، هبتشیغ ّبی ثشٍٍص سػبً ی ؿذ ثِ -دػت هی آیٌذ. اختلٌاف ثیي سٍؽ ّبی هؼتمین گَ بگَى ث اػغٍاػغِ اختلاف دس تبثغ ّذف اًًتخبثی، لیذّبی تؼشیف ؿذً سٍٍؽ ػذدی هََسد اػتفبد ثشای ث ی ػبصی اػت. هـخلِ هْن سٍٍؽ ّبی هؼتمین ثبصػُبصی كحیح اِعلاػبت اًذاص گیشی ؿذ اػتٍ. ّن چٌیي ایي سٍٍؽ ّب ًیبص ثِ تىشاس ذاؿتًِذاؿتِ دس تیدًِتیدِ اهُىبى اگشایی دس هحبػجبت خَد ًذاسد. اص هؼبیت اكلی سٍٍؽ ّبی هؼتمین ایي اػت وِ پبساهتشٍّبی هَدال هذل ثشٍ صسػبًًی ؿذٍؿذُ اغلت داسای هف َم فیضیىی جَ دًجَدُ تغییش دس هبتشیغ ّبی خشم ػختی سا ًوی تََاى ثِ تغییشات فیضیُىٍی دس الوبى ّبی هذل اكلی اثؼتٍِاثؼتِ وََد. سٍٍؽ ّبی تىشاسؿَ ذ ًؼجت ثِ سٍٍؽ ّبی هؼتمین، اسخحیت داسًًذ، صیشا وِ پبساهتشّبیُ ثشٍ صسػبًًی ؿذ دس ایي سٍٍؽ ّب داسای هف َم فیضیىی ؼتٌذ. اص عشفی، دس سٍِ ٍؽّبِی ثشٍ صسػبًی تىِشاسؿَتىشاسؿًَذ ، فشآیٌذ اكلی ؿبهل حل یه هؼبل ث یثْیٌِ ػبصی اػت و دس آىُ اختلاف ثیي پبساهتشّبی هََدال تحلیلیْ ٍ اًذاص گیشی ؿذ ثب اػتفبدُ اص تٌظین پبساهتشّبی هد َل هذلٍ ثِ حذالل سػبًذُسػبًذُ هی ؿََدٍ. پبساهتشّبی هََدال ّوبى فشوبًًغ ّب ؿىل ّبی هَدی ؼتٌذ پبساهتشّبی هد َل هذل ّوبى پبساهتشّبی ثشٍ صسػبًی )ضشایت تلحیح ثذٍٍى ثؼذ( هی ثبؿٌذ. دس ایي سٍٍؽ ّب ثبیذ هَ دّبی تحلیلی اًذاصُ گیشی ؿذ ثثِ عَس كحیح ثب ّن تشویت ؿ ًذ] 2 3[. توشوضٍ ایي همبلِ دس ساػتبی ثشٍ صسػبًی هبتشیغ ػختی دس یه ػىَ ی فَلادی َع خىت ثب ّذف ؿٌبػبئی آػیت ّبی هَ خََد دس ػبصُ هََسد ًظش ثب ث شثْشُ گیشی اص اعلاػبت هََدی اًذاص گیشی ؿذؿذُ دس چٌذ
هحذٍٍد
هَد اٍٍل هی ثبؿذ، ثِ ح ی وِ ثب دػتشػی ثِ تؼذاد ووی اص پبساهتش ّبی هََدال لبثل اًػتخشاج، الذام ثِ تـخیق آػیت هی ًوبیذ.
سٍٍؽ حبضٍش )سٍٍؽ CMCM1 ث جََد یبفتِ( اص هضایبیِ ّش دٍِ سٍٍؽ هؼتمین تىشاس ؿَ ذ ث ش هی گیشد. ّوبى عَس و گفتٍ ؿذ ،سدگیشی تغییشات پبسًاهتُشّبیُ هَدال ه یتَ اًذ ثِ ػ َاى پبیِ اػبع سٍ ٍؽّبی هختلف تـخیق آػیت هجتٌ ی ثش استؼبؽ هَسد اػتفبدُ لشاس گیشد. ثِ ػ َاى هثبل، ًؼجت تغییشات ایدبد ؿذؿذُ دس فشوبًًغ ثیي پبساهتشّبی هََدال تحلیلی اًذاصُ گیشی ؿذ ثِ ػ َاى یه ؿبخق خؼبست دس ًظش گشفتِ ه یٍؿََد] 4[. فشوبًًغُ ّبی عجیؼی سا هی تََاى اص پبػخ ّبی هٌحلش ثِ فشد ثِ دػت آهذ دس ّش مغ ثش سٍ ی یه ػبص هحبػجِ دلیمبً ؿٌبػبیی وَد. ثشُ ایي اػبع، اِخیشاً سٍٍؽ ّبی هتؼُذدی ثشای تؼییي هحل ٍ ثشآٍٍسد ؿذت آػیت ثب اػتفبد اص فشوبًًغ ّبی هَدال تَ ػؼِ یبفتِ اػت] 5[. سٍ ٍؽّبیِ ؿٌبػبیُی آػیت هؼو لاً دس چْبس ػغح عجم ثٌذی هی ؿَ ًذ وِ ث تشتیت ػغح اٍٍل؛ ت ْب ؿبهل تؼییي آػیت هَ خَد دس ػبص، ػغح دٍٍم؛ ؿبهل تؼییي آػیت هَ خَد ثب ؿٌبػبیی هىبى ٌذػُی آىٍ ،ػغح ػََم؛ ؿبهل تؼییي آػیت هَ خََد ثب ؿٌبػبیی هىبّى ٌّذػٌذػی ؿذت خؼبست ْبیتبً ػغح چْبسم؛ ؿبهل ػغح ػََم وشا ثب پیؾ ثی ی ػوش ثبلیوبًذ اص ػبصُ هی ثبؿٌذ] 6[. دس ایي صهیُ ، تحمیِمبتٌ هختلفی دسِ اسُتجبط ثب ػىَ ّبی دسیبیی َع خىت اًدٌبم گشفت اػت. اص خول هی تَاى ثِ هغبلؼبتی ثش هجٌبی اػتفبد اص سٍٍؽ ّبی اًًشطی وشًًـی هََدال، سٍٍؽ ؿجىِ ّبی ػلجی هل َػی، سٍٍؽ تدضیِ اًًشطی وشًًؾ هََدال، سٍٍؽ اًًشطی وشًًؾ هََدال هتمبثل سٍٍؽ اًشطی وشًؾ هَدال تىشاس ؿَ ذؿًَذُ اؿبساؿبسُ وََد ]7-11[. ٍلی ّوبىعَس وِ اص هشاخغ هزوَس ثش هی آیذ، ایي سٍؽ ّب دس هىبى یبثی اػضبی آػیت دیذ هؤثش ٍلی دس اسصیبثی ؿذت آػیت ثب هـىل هَ اخِ ه یثبؿٌذ. ثٌبثشایي سٍٍؽ پیــٌْبدْبدی دس ایي هغبلؼِ دس ساػتبی ث جَثْجَدَد ٍ استمبء ػغح ػَم سٍٍؽ ّبی ؿٌبػبیی آػیت هغشح گشدیذ اػت.
سٍٍؽ تٌُظین خلََكیبت فیضیىی ثشای ثشٍ صسػبًًی هذل ٍ ّن چچٌیي تـخیق آػیت دس یه ػبصِػبصُ فََلادی خىتی ثب سٍٍؽ CMCM اخیشاْ هََسد تَ خ لشاس گشٍفت اػت. یبص ث ت ْب تؼذاد ووی اص هَد ّبی ػبص آػیت دیذ ّنچ یي ػذم یبص ثِ تشویت هَ دّبی اًذاص گیشی ؿذ هَد ّبیُ تحلیلیٌ اص یظگیً ّبی هْن اخشای ایي سٍٍؽ ثِ ؿوبس هیٍ سٍ ًذ. ثب ایي حبل، هحذٍٍٍدیت اكلی دس آى، ًیبص ثِ ؿىل وبهل هَ دّبی تٍدشثی )ثش اػبع تؼذاد دسخبت آصادی هذل ػبصُ ای( هی ثبؿذ] 3 12[. ثٌبثشایي دس اػتفبد اص سٍٍٍؽ CMCM ثشای تـخیق آػیت دس ػبصُ ّبی فَلادی ثبثتُ ثب د چبلؾ ػوذ ،ػذم وب ٌگی تؼذاد ػ ؼَ سّبی اًذاصُ گیشی دسخبت آصادی هذلٍُ تحلیلی )ًبتوبهیت فضبیی( اًذاص گیشی دٍادُ ّبی ًَیضداس سٍ ثش ّؼتین وِ ثشای سفغ چبلؾ ّبی هزوََس) هـىل اًذاص گیشی ؿىل هََد وبهل( هی تََاى اص سٍٍؽ وبّـی گَ یبى2 ث ش خؼت. سٍٍؽ ّبی اسصیبثی ػبصُ سا هی تََاى ثِ عََس گؼتشد ثِ دٍ گشٍُگشٍُ سٍٍؽ ّبی حَ صُ فشوبًًغ حَ ص صهبى عجمِ ثٌذی وََدُ. سٍٍؽ ّبیٍ اسصیبثی دس حَ صُ فشوبًًغ ثٍش هجٌبی تغییشات دس پبساهتشّبی هََدال سٍٍؽ ّبی اسصیبثی دس حَ صُ صهبى ثش هجٌبی هیضاى استجبط ثیي پبػخ دسیبفتی اص ػیؼتن ػبص یش ی تحشیه و ذ ؿىل هی گیشًًذ. سٍٍؽ هجت ی ثش حؼبُػیٍتً پبػخ تَػظ خٌبىٌ دس ػبل1940هیلادی اسائِ گشدٌیذ. ثِ هشٍٍس صهبى پیـشفت ّبی چـوگیشی دس اػتفبد اص سٍٍؽ حؼبٍػیت دس حَ صحَصُ صهبى ثشای اسصیبثی ػبصُ ّب حبكل گشدیذ اػت] 13 14[. لَ لاٍ حؼبػیت پبػخٍ ػیؼتن ثِ تحشیه ّبی هختلف دیٌبهیىی اػٍوٍبلی سا هََسد ثحث ثشسػٍی لشاس دادًذ. ّن چ یي یه سٍٍؽ هجتهجتٌی ثش حؼبػیت سا اسائِ هؼشفی وَ دًذ وِ لبٌثلیت ؿٌبػبیی ّن صهبى آػیت ّبی هحلی یشٍ ّبی خبسخی تحویل ؿذ ثش ػبصٍػبصُ سا داسا هی ثبؿذ] 15 16[. ّذًف اكلی هغبلؼِ حبضش، تؼییيُ هحل ثشآٍٍسد دلیك ؿذت آػیت ثب ووتشیي اعِلاػبت هَ خََد اص ػبص ٍالؼی آػیت دیذ دس ووتشیي صهبى، ثب ّضٍی پبییي ٍ ثب دلت ثبلُا تحت سٍٍؽ پیـُـٌْبدْبدی خذیذ هی ثبؿذ. یظٌگی دیگش ایي تحمیك اًًدبم آصهبیؾ هَدال تدشثی ثشٍ س یِ یه هذل فیضیىی آصهبیـگب ی خْت اسصیبثی هذل الوبى هحذٍد ث وبس ثشد ؿذ دس كحت ػٌدّی سٍؽ پیـ ْبدی هی ثبؿذ. سٍٍؽ الوبى هحذٍٍد یىیُ اص اثضاسّبی لذستوٌذی اػتٌ وِ ثِ عَس گؼتشد دس تـىیل هذل ّبی تحلیلی ػیؼتن ّبی ػبصُ ای ث ه ظَس اسصیبثیُ حَ سفتبس ثشسػی ػولىشد ػبص ّب دس ٌگبم لََع ثبسّبی هتؼبسفً ثیؾ اص حذ اًتظبس هَسد اػتفبدُ لشاس هّی گیشد. ٍلی ثِ دلایل گَ بٍگگًَبگَىَى اص خولِ ػذم تَ خِّ ثِ خضییبت هٌبػت گب لاصم دس ؿىل گیشی هذل ػبص، ػبدُ ػبصی ّبی ذػِ هذلُ ػذم لغؼیّت ّبی هَ خََد دس ثشآٍٍسد كحیح پبٌساهتشّبی سٍٍدی اص خولِ دسخِ گیشداسی اتّّلبلات، همذاس هذٍٍل الاػتیؼیتِ ، ضشیت پَ اػَى ٍ غیششُ، ثبػث هی گشدد ًتبیح چچٌیي هذل ّبیی هتفبٍٍت اص ٍالؼیت ثبؿٌذ. ثِ ایي تشتیت پبػخ ّبی ثِ دػت آهذ اص تحلیل ایي گَ هذل ّب یض هی تَ اًًذ ثؼیبس گوشا و ذُ ثبؿذُ .یىی اص ساُ ّبی هغوئي ثشاًی تأییذ كحتٍ هذل تحلیلی اػتفبد اص ًتبیح آصهبیؾ ّبی استؼبؿی ثش س ی ػبصُ ّبػت .
فشّبدثْبس
سٍ یىشدُّبی آصهبیـی یض داسای هـىلاتی اص لجیلٍ، تؼذاد هحذٍد ًمبط اًذاص گیشی ؿذً، ثبصثبصُ فشوبًؼی هحذٍد پیچیذِگی دس اًذاص گیشی دسخبت آصُادی ٍ ؿىل هَ دّب ؼتٌذ. اهب ث دلیل پیـشفت ّبی ایدبد ؿذ دس اثضاس سٍٍؽ ّبی اًذاصُ گیشی اهشٍ ص پزیشفتِ ؿذ اػت وِ ًتبیح حبكلٍ اص اًذاصُ گیشٍی دس همبیؼِ ثُِب ًتبیح تئََسیُ لبثل اعویٌبى تش ؼتٌذ. ثشای هحذٍد وََدى فبكل ثیي هذل ػذدی ػبص حمیمی، هذل ػذدی ػبص ثبیذ ثب اػتفبد اص اعلاػبت هَدی اًذاص گُیشی ؿذؿذُ تلحیح یب ثشٍ صُسػبًی ؿَد. ثُبیذ تَ خِ داؿت وِ اهىبى خغب ّبی اًذاص گیشی ًیض ًجبیذ غیشهحتول دسًظش گشفتِ ؿََد .
دس سٍٍؽ پیــٌْبدْبدی حبضش ،تحلیل حؼبػیت پبػخ ػیؼتن ثِ یه تحشیه پبیِ سٍ یِ اًتخبة دسخبت آصادی غی شفؼّبل، دس هشحلِ اػوبل سٍٍؽ وبّؾ هذل ثب یه هؼیبس هٌبػت هَسد اػتفبداػتفبدُ لشاس هی گیشد. ایي ػولىشد هٌدش ث ّوگشائی ػشیغ تش آلگََسیتن تىشاس هی ؿََد. ّنچچٌیي دس ایي هغبِلؼِ ثب اػتفبداػتفبدُ اص فشآیٌذ ثشٍ صسػبًًی هذل الوبى هحذٍٍد ثش اػبع هذل تدشثی، تب حذ اهىبى فبئك آهذى ثش هؼئلِ ػذم لغؼیت دس هذل ػبصی یض دس عََل فشآیٌذ، دس ًظش گشفتِ ؿذ اػت. اص آى خبیی وِ هِؼئلًٍِ اكلی دس هؼبئل هشتجظ ثب تحلیل دیٌٌُبهیىی ػبصُ ّب، پشّضی صهبى ثش ثَدى هٍحبػجبت ه یثبؿذ، ثٌبثشایي ثب اػتفبداػتفبدُ اص ایي سٍٍؽ ّن دس صهبى ّن دس ّضیٌِ كشفِ خَ یی خَ اّذ ؿذ.

2- ريش CMCM ي کارتزد آن در ضىاسائی ي کلاس تىذی عية
چ بسچَچْبسچَةَة اكلی آلگَسیتن هَسد اػتفبداػتفبدُ دس ایي تحمیك، ثش هجٌبی ػبختبس سٍٍؿیٍ ؿجیِِ ثِ سٍٍؽ CMCM هی ثبؿذ. ثٌبثشایي دس ایيِ ثخؾ، ایي سٍؽ ث عََس خلاكخلاكِ هغشح هی گشدد خْت هغبلؼ ثیـتش ثِ هشخغ] 3[ اسخبع داد هیؿَد .
اثتذا هؼبدلِ استؼبؽ آصاد ػیؼتن ًبهیشا ثب هؼبدلِ دیفشاًًؼیلی هشتجِ دٍٍم صیش اسائِ هی ؿَد:
MX KX 0 )1(

وِ دس آى ،M هبتشیغ خشم، K هبتشیغ ػختی،X ثشداس خبثِ خبئی X ثشداس ؿتبة هی ثبؿذ. ثِب اٍػتفبد اص حل همذاِس هـِخلِ ػیؼتنٍ هََسد ًظش، همبدیش هـخل ثشداسُّبی هـخل ث دػت هی آیٌذ .همذاس یظٍیظُ ٍ ثشداس یظٍیظُ i ام دس ػبصػبصُ ػبلن سا هی تََاى عجك هؼبدلِ) 2( ثِ دػت آٍٍسد:
Ki i Mi )2(

ووِ دس ایي ساثغساثغِ M ٍ K ثِ تشتیت هبتشیغ ّبی خشم ٍ ػختی دس ػبصُ ػبلن i( i اٍهیي همذاس یظ هتٌبظش ثب هبتشیغٍ ّبی K M( i( i اهیٍي ثشداس یظٍٍیظُ هتٌبظشٍ ثب هبتشیغ ّبی K M( هِی ثِبٍؿٌذ .دس ایي خب، ػلاین K M ثشای ؿشایظ ػبلن )هذل پبی ( ث وبس هی سسًٍذًذ ٍ فشم هی ؿََد ووِ اص یه هذل ػذدی الوبى هحذهحذٍدٍد) فشضبً ثب اػتفبد اص ًشم افضاس اًًؼیغ3( ثِ دػت هی آیٌِذ. ػلاهتK ًیض ثشای هبتشُیغ ػختی هذل هؼیَة یب هذلی و دس آى هؤلفهؤلفِ ّبی هشثَط ث هبتشیغ هَسد ًظش ثب ضشایجی تغییش داددادُ ؿذُ اًًذ، ثب فشهََل صیش ًـبىِ داددادُ هی ؿََد:

N
K Ke nKn )3(
n1
دس ایي ساثغِ ،K هبتشٍیغ ػختی ػبصػبصُ ػبلن ،Kn هبتشیغِ ػختی هتٌبظش ثب ػضَ n ام یه هبتشیغNe Ne هی ثبؿذ و دس آى
هؤلفهؤلفِ ّبیّبی غیش هشثهشثَطَط ثثِ ػضػضَ n ام كفش هی ثبؿثبؿٌذٌذ .Ne تؼذاد اػضبی ػبص )دسخبت آصادی( ٍ n ضشیت تلحیح بهؼلََهی ؼتٌذ ووِ ثب اػتفُبد اص آى یه پبساهتش اص هبتشیغ ػختیً سا هی تَاى ثش صسػبًی وَد. ثُب تَ خ ثِ ایيِ وِ ثش اثش لَع آػیت دس ػبصُ ّب )دس اوثش هغبلؼبت ػیتِیبثی ث خلَف دسٍ استجبط ثب ػبص ّبی دسیبیی( هؼوَ لاً تغییش هبتشیغ خشم ًبچیض لبثل كشف ًظشُ اٍػتِ. هبتشیغ خشم ػبصُ ثش صسػبًًیثشٍصسػبًی ؿذؿذُ سا ثشاثش ثب هبتشیغ خشم ا لی دس ًظش گشفت سٍ ًذ ثشٍ صسػبًًی فمظ دس هََسد هبتشیغ ػختی كََست هی پزِیشٍد. لزا خَ اّین داؿت:
M M )4(

هـبثِ ساثغِ) 2( ثب فشم j( j اهیي همذاس یظٍیظُ هتٌبظش ثب هبتشیغ ّبیّبیKٍM( ٍj( j اهیي ثشداس یظٍیظُ هتهتٌبظشٌبظش ثب هبتشیغ ّبیK ٍM ( ساثغساثغِ صیش ثشلشاس اػت:
Kj j Mj )5(

jٍj سا هیتَاى اص اًذاص گیشی ّبی تدشثی ًیض ث ثِدػت آآٍسدٍسد .ثٌبثشایي دس فشآیٌذ فشه َلثٌذی هشثََط ثثِ سٍؽسٍؽ حبضش، دس ٍالغٍالغ هی تَ اً ٌذ ثیبًگش همبدیش ّذف ثشای یه آلگَسیتن ثشٍ صسػبًی یب همبدیش هشثَط ثِ ػبصػبصُ دس حبلت هؼیَة ثبؿٌذ وِ ًْبیتبًبیتبً ثب تؼییي ضشیت n هـخق هیٍ گشدًذ. دس ادٍاهِ، دس فشهَل ثٌذی ّب فشم ثش ایي اػت و تؼذاد هحذٍدی اص j j اص اذاص گیشی ّبی تدشثی دس دػتشع هی ثبؿٌذ. ثب پیؾ ضشةi t )تشاً بدُتشاًْبدُi ( دس هؼبدلهؼبدلِ )5( داسین:

i t Kj j i t M j )6(

ثب خبگزاسی هؼبدلات سٍٍاثظ) 3( ٍ) 4( دس ساثغِ) 6(، ساثغِ صیش حبكل هی ؿََد:

N
Cij e nCn,ij j Dij  )7(
n1
ووِ دس آى داسین:
Cv i t Kj ،Cn,v i t Knj ٍ Dv i t Mj. اگش ثثِ خِبی اًًذیغij ، ثثِ عََس فـشد تش اص ًوبد v، اػتفبداػتفبدُ ؿََد، ساثغ ث كََست صیش خَ اّذ ثَد:
هحذٍد
N
Cv e nCn,v j Dv  )8(
n1
ثب ثبصًَیؼی هؼبدلِ) 8( داسین:

Ne
nCn,v  fv )9(
n1
وِ دس آى fv Cv j Dv هی ثبؿذ. ثب اػتفبداػتفبدُ اص هذل الوبى هحذهحذٍدٍد )هذل پبیپبیِ(Ni هَد ٍ اص هذل تدشثی )ػبصػبصُ هؼیَة( N jهَد اػتخشاج هیؿََد .
دس ػول اص هؼبدلِ) 9( تؼذاد Nv Ni N j هؼبدلِ حبكل هی ؿٍَد. هؼبدلاتِ حبكل اص ساِثغِ) 9( ثٍِ هؼبدلات CMCM هؼش فٌذ، چشا و ؿبهل ددٍ دػت هََد اص د هذل )فشضبً ػذدی ٍ تدشثی( هیثبؿٌذ. فشم هبتشیؼی هؼبدلِ) 9( ثِ ؿشح صیش هیثبؿذ:

CN vNeNe1  fNv1 )10(

اگش اعلاػبت هََدی اًذاص گیشی ؿذؿذُ ثیؾ اص پبساهتشّبی ثش صسػبًثشٍصسػبًیًی
هد َل ثبؿٌذ )اگشNv اصNe ثضسگتش ثبؿذ( دس ایي كَست پبساهتِش
ّبی ثش صسػِبثشٍصسػبًیًی سا هٍی تَاى ثب اػتفبداػتفبدُ اص سٍؽ حذالل هشثؼبت ث ككَستَست صیش ث دػت آٍسد:

 C tC1C t f  )11(

ريش َای کاَص مذل ي وقصان دادٌ َا اص آى خبیی وِ فشوبًًغ ّبی عجیؼی ػیؼتن )ثب هیشایی كفش( ث ػ َاى پبساهتشّبی هـخلِ هغلََة دس ًشم افضاسّبی الوبى هحذٍٍد دِس ًظش گشفتِ هی ؿَ ًذ، اص ایي سٍ فشوبًًغِ ّبی عجیؼی هتٌبػت ثب دسخبت آصاٍدی سا هی تََاى ثب حل هؼبدل دیفشاًًؼیلٍ استؼبؽ آصاِد ػیؼتن ثذٍى هیشایی )هؼبدلهؼبدلِ 1( ثب اػوبل ؿشایظ ا لی هٌبػت ث دػت آٍٍسد. ثِ ػجبستی دیگش، هؼئلِ همبدیش یظٍیظُ هغبثك ثب هؼبدلِ صیش ثبیذ حل گشدد:

det

[K][M]2

0 )12(

هؼبدلهؼبدلِ) 12( ثش حؼت2 اص دسخدسخِ n ثَ دثَدُ ٍ ثشای2n ، خََاة هثجت ثثِ دػت هی آیذ. ثٌبثشایي n هَ د استؼبؿی داسین ووِ ّش ه د داسای یه فشوبًغ هَ دی

ٍ ؿىل ui  اػت .ثش اػبع هف َم اػبػی تحلیل استؼبؽ، فشوب ًغّبی عجیؼی وِ اص هؼبدلِ ثبلاٍ تیدِ هی ؿ ًذ، فشوب ًغّبی ثذٍٍى هیشایی ؼتٌذ. هؼئلِ همبدیش یظٍیظُ سا هیتَاى اص عشیك ًشم افضاس هتلت4 ثب اػتفبدُ اص دػتََس eig A حل وََد.

3-1- ريش کاَطی گًیان
هؼئلِ اكلی دس تحلیل دیٌبهیىیِ ػبص، پش ضی ٍ صهبىٍثش ثََدىهحبػجبت هی ثبؿذ. اص آى خبئی و هذلُّبی الوٌبِى هحذٍد ؿبهلٍدسخبت آصادی صیبدی ؼتٌذ، هحبػجِ توبِهی فشوبً ًغّب
ؿىل ّبی هَدی ـ تحلیل هََدال ـ ثؼیبس پش ضیپشّضیٌِ اػت. ثب تَ خ ثثِ ؿشایظ لبثل لجََل ثثِ دػت آآٍسدىٍسدى یه تمشِیت هٌبػت ثشای پبػخ دیٌبِهیىِی، حل وبهل هؼئل همذاس هـخل چٌذاى لاصم ًیؼت. ثب ت خ ث هِغبلت هزوََس، اغلت وبّؾ اثؼبد هبتشیغ ّب هفیذ خَ اّذِ ثََد .هؼئل وبّؾ یبفتیبفتِ ت ْب داسای دسخبتِ آصادی اكلی اػت. ث ّش حبل تؼِذاد دسخبت آصادٌی وبفی ثشای اساِئ وََچه تشیي هََد ّبی استؼبؿی و اغلت هْن تشًًذ ثبیذ دس ًظش گشفت ؿََد .]17[.
اٍٍلیي هذل وبّـی )وبّؾ اػتبتیىی( تََػظ گََیبى اسائِ گشدیذ ]18[. دس ایي سٍٍؽ هبتشیغ ّبی خشم ػختی ٍ ثشٍداسّبی خبثِ خبیی دس هؼبدلِ استؼبؿی ثِ دسخبت آصٍادی اكلی5 اثؼتِ 6 تمؼین هی ؿَ ًذ:
Mmm  Mms Xm 
M sm M ss Xs 
Kmm  Kms X m  0 )13(
Ksm KssX s 0

اًذیغ ّبی s ٍ m ثثِ تشتیت ثشای دسخبت اكلی ٍ اثؼتٍاثؼتِ ثثِ وبس ثشدثشدُ ؿذ اػت. ّذف ثِ دػت آٍٍسدىٍ یه هِبتشیغ تجذیل Ts هی ثبؿذ تٍب ثشُ اػبع دسخبت آصادی اكلی اثؼت اص هشتج هبتشیغ ّبی خشم ػختی وبػتِ ؿَد. اص ػجبست ایٌشػی دس هشحلِ دٍٍم كشف ًظش هی ؿَد:

KsmX mKss X sTs X m )14(

دس ایٌدب Ts، اص سسٍاثظٍاثظ صیش ثثِ دػت هی آیذ:

XXms  KssI1KsmXmTs Xm )15(
T 
s KssI1Ksm )16(

ثذیي تشتیت، هبتشیغ ّبی وبّـی گَیبى، خشم ٍ ػختی ثِ لشاس صیش هی ثبؿٌذ:

M R Tst  M Ts  )17(
KR Tst  K Ts  )18(

ثب تَ ختَخِ ثثِ ایي ووِ دس ؿشایظ ًملبى دادُ هی تَاى اص اػىین هذل وبّـی اػتفبد وشد.
فشّّبدثْْبس
اگشT هبتشیغ تجذیل دسخبت آصادی اكلی اص دسخبت هشتجِ وبهل )ثشای هذل پبیپبیِ( ثبؿذ آً گبآًگبُ ثب فشمTs T دس هذل وبّـی ثب خب گزاسی سٍٍاثظ،i ،i m ( i Ti m اهیي ؿىل هََدی ػبصػبصُپبیپبیِ دس دسخبت آصادی اكلی( ٍ j ،j m ( j Tj m اهیي ؿىل هََدی ػبصػبصُ هؼیََة دس دسخبت آصادی اكلی( دس سٍٍاثظ ثِ دػت آهذآهذُ لجلی، سٍٍاثظ ًْبییْبیی حبكل هی گشدد وِ دس آى ّب T ّوتبیTدس ػبصػبصُ هؼیَة هی ثبؿذ. ایي سٍٍاثظ ثِ ؿشح صیش هی ثبؿٌذ:

Cv i m t T t KT  j m )19( Cn,v i m t T t KnT  j m )20(
Dv i m t T t MT  j m )21(

ووِ دس ایيخب ،KR T t KT، ثشاثش ثب هبتشیغ وبّؾ ػختیٍ هی ثبؿذ. ثشای پیبدُ ػبصی سسٍؽٍؽ پیـ ْبدی اثتذا هبتشیغ ّبی خشم ػختی تحت تحلیل ػبة اػتشاوچشٌ7 اص ًشم افضاس اًًؼیغ اػتخشاج ؿذ، ػپغٍ توبم هحبٍػجبت اػن اص، هحبػجهحبػجِ فشوبًًغ ّب ٍ ثشداسّبی خبثِ خبیی همبدیش یظ، اًًتخبة دسخِبت آصادی اكلی، هحبػجِ هبتشیغ تجذیل، تـىیلُ ٍ حل هؼبدل) 10( دس ًشم افضاس هتلت كََست هیگیشد. ثب فشم ػبسی ثََدىj m اص َیض، هٌجغ خغب اص
T ثَ دثَدُ )ثِ دلیل بؿ بختًِبؿٌبختِ ثََدى آى( ثٌبثشایي ثشای ؿشٍٍع فشایٌذ هحبػجبت ثب فشمT T اص همبدیش

اػتفبد هی وٌین. ػپغ ثٍب اػتفبد اص ّبی حبكل اص حلِ دػتگب، آىُ سا اكلاح وشد فشآیٌذ هحبػجبت تىشاس هی ؿَد تب ث یه ّوُگشایی دػت پیذا وٌیُن.

3-2- اصلاح ي کاَص مذل ساسٌ ای تز مثىای تحليل حساسيت دیىاميكی
دس ایي تحمیك، ثثِ ه ظَس ث جثْجَدَد وبسآئی سٍٍؽ CMCM هشػَم، دس یه هشحلِ لجل اص آلگََسیتن اؿبس ؿذِؿذُ دس ثخؾ لجلی، ثب اػتفبد اص یه فشآیٌذ تحلیل حؼبػِیت، الذُام ث حزف ثشخی اص اػضب ثب تبُثیش ضؼیفتش دٍس پبػخ هشث ع ػیؼتنِ، هِیگشدد. تَػظ ایي فشآیٌذ ،وبسآئی سٍؽ پیـ ْبدیپیـٌْبدی، ثب تَ خ ث حدن هحبػجبت صهبى ّوگشائیِ آلگََسیتِن هشث عِ، استمب هییبثذ. تحلیل حؼبػیت تىٌیىی اػت و ث ػیل آى یه تحلیلگش پی هی ثشد وِ اكلاح خَاكی اص ػبص چَى ؿشائظ هشصی، خََاف هلبلح، ذػ ٍ غیش چ تبثیشی ثش پبُػخ ّبی ػبص ای هذل داسد. تحلیل حٌؼبػیت هیُ تَ اًذ خْت تـخیق حؼبػیُت ػذم حؼبػیت َاحی اص ػبص ب ثشای پبػِخِّبی هؼیي ثِ وبس سٍٍد. دس ایي هغبلؼ اص تحلیل عیف پُبّػخ ته مغ ای و ؿبهل هشاحل هذل ػبصی، حلٍِ تحلیل هََدال، حل تحلیل عیفی، گؼتشؽ هَ دّب، تشویت هَ دّب اخز ًتبیح هی ثبؿذ، خْت تحلیل حؼبػیت اػتفبداػتفبدُ ؿذؿذُ اػت .

ضكل 1- تحليل طيفی اس وًع تک وقطوقطٍ ای )ضذت طيف- فزکاوس(

دس ایي سٍٍؽ، هغبثك ؿىل 1 هذل ػبص ای )ػىَ( تحت تحشیه ػبًی دس ساػتبی ػوََدی دس هحذٍ دهحذٍدُ هََد اٍٍل لشاس هی گیشد. ثِ ػًَجبستی دس هحذٍ دهحذٍدُ فشوبًًؼی 1 تب 55 ّشتض، خب ثِ خبیی ثِ كَست ػبًی ثِ پبیِ ّبی ػبص ػىَ ٍاسد هی ؿَد وِ ّوبى عیف اػوبلی هًَی ثبؿذ. دس تیدًِتیدِ پبػُخ ػىَ اص َع خبثِ خبیی لشصُ ای دس لبلت تٌؾ هؼبدل گشُ ای ثشسػی هی ؿََد. دس هشحلِ تشویت هَ دّب اص سٍٍؽ SRSS )خزس هدوََع هشثؼبت( اػتفبداػتفبدُ ؿذؿذُ اػت وِ ثِ فشم صیش اسائاسائِ هی ؿَد:

0.5
Ra N N ij Ri R j  )22(
 i1 j1

وِ دس آى،Ra پبػخ هَدال ولی،N تؼذاد ول ه دّبی گؼتشؽ یبفت ،ij ضشیت تشویت )اگش كفش ثبؿذ هَ دّب هؼتمل اص ّن
ؼتٌذ(، Ri ٍR j پبػخ هََدال هشثَط ثثِ هَ دّبی i ام ٍ j ام ووِ Ri Aii ٍ Rj Ajj ٍ Aj ، Ai ضشایت هَد ثشای هَ دّّبیi ام ٍ j ام،i ،i اهیي ؿىل هََد ٍj ،j اهیي ؿىل هَد هی ثبؿٌذ .
ؿبیبى روش اػت دس ایي هشحلهشحلِ، ّن صهبى ثب حزف الوبى ّبی هْبسی افمی هذل اٍ لیِ هٌغجك ثش هذل تدشثی )هذل ثشٍ صسػبًًی ؿذ ( ،تحلیل حؼبػیت سٍٍی ایي هذل اًدبم هی ؿَد. ػپغ ّویي تحلیُل سسٍیٍی هذل ا لیاٍلیِ ووِ ثش اػبع ًتبیح آصهبیـِگبّی ثش صسػبثشٍصسػبًیًی ؿذ ّن اػوبل هی ؿَد. ػپغ ًتبیحِ ثب ّن همبیؼ هی ؿَ ًذ. ّذف تـخُیق حؼبػیت پبػخ ولِی ػبص ث حزف ثشخی اص الوبى ّب هی ثبؿذ. یؼٌٌی هی خَ اّین ذػ هذلُ ػبصُ ای هٌغجك ثش هذل تدشثی سا دس كَست اهىبىّ ثشای اػوبل سٍؽ پیـ ْبدی وبّؾ دّین .

4- تحليل مًدال عذدی، تجزتی ي تزيسرساوی مذل المان محذيد
دس عشاحی ٍ اسصیبثی ػبصُ ّبیی وِ تحت تبثیش ػبًًَػبًبتًبت ثِ اػغٍِاػغِ ثبسّب هحشن ّبی استؼبؿِی هی ثبؿٌذ، اًًدبم تحلیل هََدال وبهلا ضشٍٍسیٍ اػت. دس ایي همبل اص سٍٍؽ حل ثلان لا ؼَع8 ثشای حل تحلیل هَدال اػتفبداػتفبدُ ؿذؿذُ اػت .تؼت هََدال، تىٌیىی تدشثی ثشای ثِ دػت آٍٍسدى هذل هََدال یه ػیؼتن استؼبؿی خغی ثش هجٌبی
هحذٍٍد
ساٍثغِ ثیي پبػخ استؼبؿی ػبص ثٍب تحشیه اػوِبلی )FRF9( هی ثبؿذ .د َع تحلیل هََدال تدشثیُ خََد داسد و یىی تحلیل هََدال آصهبیـگبّی )EMA10( اػت



قیمت: تومان

دسته بندی : مهندسی دریا و بندر

دیدگاهتان را بنویسید