Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
11
1
gregorian
2017
2
1
16
12
online
1
fulltext
fa
شناسایی آسیب بر مبنای شناسایی سیستم سد بتنی دوقوسی با استفاده از اجزای چسبنده ترک توسعه یافته و تبدیل موجک
Damage Detection Based on System Identification of Concrete Arch Dam using XFEM Based Cohesive Crack Segments and Wavelet Transform
برای شناسایی آسیب در یک سازه بزرگ و پیچیده، نیاز به مدلسازی دقیق عددی است تا نتایج بدست آمده از این مدل غیرخطی، با استفاده از روش شناسایی سیستم مورد مقایسه و ارزیابی قرار گیرند. در این راستا، مدل المان محدود توسعهیافته بر پایه مدل ترک چسبنده (اجزای چسبنده ترک توسعهیافته) برای مواد بتنی به عنوان مدلی قابل اطمینان برای ارزیابی پاسخهای واقعی سازه سد بتنی دوقوسی کارون 3 در برابر بارهای وارده و آسیبهای ایجاد شده میباشد که در آن کل سازه به عنوان ناحیه مستعد آسیب معرفی شده و ترک اولیهای وجود ندارد. بنابراین مدل عددی سد سالم و آسیبدیده به ترتیب با استفاده از روش اجزاء محدود و اجزای چسبنده ترک توسعهیافته ساخته و تحت تحریک لرزهای تحلیل میشود. سپس برای تعیین اثرات ترکخوردگی و رفتار غیرخطی، با استفاده از شناسایی سیستم بر مبنای تبدیل موجک پیوسته، پارامترهای مودال سازه و تغییرات آن از روی پاسخ سازه برای بدست آوردن زمان شروع ترکخوردگی و نیز تشخیص محل آسیب بررسی میشود. نتایج نشان میدهد که فرکانس طبیعی سد پس از ترکخوردگی کاهش مییابد بطوریکه این کاهش در پاسخ طولی و قائم بیشتر از پاسخ عرضی است. همچنین با استفاده از مقایسه شکل مودهای ارتعاشی طره مرکزی و پلان تاج سد در حالت سالم و آسیب دیده میتوان به تشخیص دقیق محل آسیب و محدوده ترک پرداخت. بنابراین با استفاده از ترکیب روش اجزای چسبنده ترک توسعه یافته و تبدیل موجک پیوسته میتوان الگویی کارآمد برای پایش سلامت سازهای سد بتنی دوقوسی ارائه کرد.
In order to detect damage in a large-scale and complicated structure, there is need to exact nonlinear numerical modeling that its results have been analyzed using a method of system identification. In this way, the extended finite element model (XFEM) based on cohesive crack model (XFEM Based Cohesive Crack Segments) for concrete material as a reliable model is used for investigating real responses of Karun 3 concrete dam against applied loads and damages. In this model, whole of the structure is potentially under damage risk, while there is no initial crack. The dam is numerically modeled and analyzed using the finite element method (FEM) and XFEM Based Cohesive Crack Segments respectively, and the dam is analyzed under the seismic excitation. Then, for specification of crack effects and nonlinear behavior, the structural modal parameters and their variation should be investigated based on structure response for obtaining damage initiation time and its location by using system identification based on continuous Wavelet (CWT) transform. Results show that the dam natural frequencies decrease after the crack is formed, where decrease in longitudinal and vertical responses are more than the transversal response decrease. Moreover, crack width and its exact location are specified precisely from comparing the intact and damaged crest and central cantilever vibration modes. Therefore, the combination of XFEM Based Cohesive Crack Segments and CWT is useful procedure for structural health monitoring of concrete arch dams.
شناسایی آسیب,شناسایی سیستم,ترک چسبنده,روش المان محدود توسعه یافته,تبدیل موجک پیوسته
Damage detection,System identification,Cohesive crack,Extended finite element method,Continuous wavelet transform
373
383
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-4780&slc_lang=fa&sid=15
Sajjad
Pirboudaghi
سجاد
پیربوداقی
100319475328460065550
100319475328460065550
No
PhD Candidate
دانشجوی دکتری
Reza
Tarinejad
رضا
تاری نژاد
100319475328460065549
100319475328460065549
Yes
عضو هیئت علمی
Mohammad Taghi
Alami
محمد تقی
اعلمی
100319475328460065563
100319475328460065563
No
عضو هیات علمی و معاونت محترم آموزشی دانشگاه تبریز