معرفی یک روش دو مرحله ای شناسایی آسیب بر اساس ادغام داده های بیزی و الگوریتم تکامل تفاضلی مبتنی بر چند بردار آزمایشی تحت تغییرات دمای محیطی

وقوع آسیب در سازه ها باعث تغییر در جرم، سختی و خواص میرایی سازه می شود در نتیجه، پاسخ های استاتیکی و دینامیکی سازه نیز تغییر می کند بنابراین با آگاهی از پاسخ های سازه می توان آسیب را در سازه شناسایی کرد. در این مقاله، یک روش دو مرحله ای برای عیب یابی سازه ها، تحت شرایط متغیر دمای محیطی معرفی شده است. ابتدا، از روش مولفه های اصلی برای استخراج تاثیر دمای محیطی از پاسخ های سازه ای بدست آمده، استفاده شده است. در مرحله ی اول شاخص های مختلف آسیب که عبارتند از شاخص آسیب انرژی کرنشی مودال، نسبت اتلاف انرژی کرنشی تابع پاسخ فرکانسی و نرخ آسیب انرژی کرنشی ماتریس نرمی، محاسبه شده اند. سپس روش ادغام داده های بیزی برای پیدا کردن محل آسیب به این سه شاخص اعمال شده است. روش پیشنهادی تعداد عناصر مشکوک به آسیب را به میزان قابل توجهی کاهش داده است. در مرحله ی دوم به کمک الگوریتم تکامل تفاضلی مبتنی بر چند بردار آزمایشی، بهینه سازی انجام شده و شدت آسیب در اعضا برآورد شده است. برای کارایی روش پیشنهادی یک مثال خرپا دو بعدی و یک مثال قاب سه بعدی بررسی شده اند. نتایج حاصل از بررسی این دو مثال نشان داد که روش پیشنهادی در مرحله ی اول به درستی عناصر آسیب دیده در سازه را تشخیص داده است. در مرحله ی دوم عملکرد دو تابع هدف برای برآورد شدت آسیب در اعضا، با هم مقایسه شده است. نتایج بدست آمده از مثال ها، نشان دهنده ی دقت بالاتر و عملکرد بهتر تابع هدف اول می باشد.

a two-stage damage detection method based on bayesian data fusion and multi-trial vector-based differential evolution optimization algorithm under varying ambient temperature

the phenomenon of damage in structures causes a change in the mass, stiffness and damping properties of the structure. as a result, the static and dynamic responses of the structure also change and therefore by using the responses of the structure, damage can be identified in the structure. in this article, a two-step method is introduced to identify the damage of structures under variable ambient temperature conditions. first, the principal components method has been used to extract the effect of ambient temperature from the obtained structural responses. in the first stage, various damage indices, which include the modal strain energy, frequency response function strain energy dissipation ratio and flexibility strain energy damage ratio, have been calculated. then the bayesian data fusion method has been applied to find the location of damage for these three indicators. the proposed method has significantly reduced the number of suspected damaged elements. in the second stage, the modal response of the structure is used and subsequently updated by multi-trial vector-based differential evolution to estimate the damage extents of the suspected elements. the results obtained from the analysis of two numerical examples show the high accuracy and fast convergence rate of the objective functions using the proposed method.