پایش سلامت سازه ها و شناسایی آسیب در آن ها توسط روش تبدیل موجک

تبدیل موجک یک روش مفید و جدید برای تحلیل سیگنال‌هاست. توابع موجک، ترکیبی از یک سری توابع اساسی هستند که قادر به تفکیک یک سیگنال در زمان و فرکانس می‌باشند. بنابراین، تبدیل های موجک قادرند بسیاری از جنبه های ناشناخته اطلاعات را که دیگر روش های تحلیل سیگنال (از جمله تبدیل فوریه) نمی‌توانستند آشکار کنند، موجب تشخیص و آشکارسازی قرار دهند. در این مقاله به معرفی یک روش غیرمخرب، کارآمد و دقیق مبتنی بر تبدیل موجک برای شناسایی آسیب در سازه‌ها پرداخته شده است. روش پیشنهادی بر پایه تحلیل سیگنال پاسخ سازه‌های آسیب دیده است. ایده اصلی آن است که با اعمال تبدیل موجک بر روی سیگنال پاسخ سازه، از روی ضرایب موجک بدست آمده، محل آسیب در سازه مشخص گردد. بدین منظور تحلیل سازه توسط نرم‌افزار آباکوس صورت گرفته، پاسخ (تغییر مکان) سازه در امتداد محور طولی آن استخراج گشته و سپس بر روی این پاسخ تبدیل موجک از طریق جعبه‌ابزار موجک نرم‌افزار متلب اعمال گشته و شناسایی آسیب در سازه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل موجک نشان می‌دهد که گراف های ضرایب موجک در نزدیکی محل آسیب افزایش قابل توجهی دارند. یک تغییر ناگهانی یا پیک در گراف ضرایب موجک می‌تواند موقعیت ترک را شناسایی کند. بر پایه نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی ها، به نظر می رسد روش تبدیل موجک می‌تواند یک جایگزین مناسب برای روش‌های کلاسیک شناسایی آسیب سازه‌ای مانند تبدیل فوریه باشد.

Structural Health Monitoring and Damage Detection of Structures by Wavelet-Based Method

Wavelet transform is a new and useful method for signal analysis. Wavelet function is a composition of basic functions which can separate a signal in time and frequency. Therefore, wavelet transforms are capable of detecting many of unknown aspects of information which can not be detected through other methods. A waveletbased nondestructive method for damage detection in structures that is effective and accurate is presented in this text. The proposed method is based on the analysis of the response signal of damaged structures. The main idea is to extract the damage location from the coefficients of the wavelet transform applying on the signals coming from the structural responses. After analysis of the structure by ABAQUS software, displacement response of structure was extracted along its longitudinal axis. Afterwards, the response was used for the wavelet analysis by the wavelet toolbox of the MATLAB software and the detection of damage in the structures was investigated. The results of wavelet analysis showed that the wavelet coefficients plots have considerable rise at or around the damage location. A sudden change or peak on the wavelet coefficients plot can indicate the location of a crack. Based on the obtained simulation results, it appears that this method can provide an advantageous alternative to classical methods for structural damage detection, such as Fourier transform.