مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تشخیص سایز و موقعیت نسبی ترک در لوله های حاوی سیال با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
2 دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
چکیده
در این تحقیق، سایز و موقعیت نسبی ترک، با استفاده از فرکانس‌های طبیعی لوله‌ی محتوی مایع تحت فشار به کمک شبکه عصبی تشخیص داده می‌شود. شبکه‌ی عصبی به کار رفته از نوع پرسپترون چندلایه (MLP) می‌باشد. با مقایسه ی بین ورودی‌های مختلف، ورودی‌های مطلوب انتخاب شدند. سیال داخل لوله آب می‌باشد. لوله‌های مورد استفاده از دو جنس آلومینیوم و فولاد هستند. لوله در چهار وضعیت: خالی از سیال، حاوی سیال با فشار صفر، با فشارMPa 498/0و با فشار MPa 981/0 می‌باشد. محدوده‌ی سایز ترک از 19043/0 تا 6346/0 و محدوده‌ی موقعیت از 199/0 تا 403/0 می‌باشد. در زمینه‌ی تشخیص ترک سازه‌ها بر مبنای خصوصیت تغییرات فرکانس طبیعی با کمک شبکه عصبی تحقیقات زیادی انجام شده است. اما تا آنجایی که مولفین آگاهی دارند، جهت شناسایی ترک در لوله‌های حاوی سیال از روش فوق الذکر استفاده نشده است. همچنین استفاده همزمان از سازه‌های با دو جنس مختلف برای آموزش و تست شبکه عصبی از دیگر نوآوری‌های این تحقیق می باشد. مقایسه روش پیشنهادی در این تحقیق با روش‌های تحلیلی انجام شده، نشان می‌دهد که روش پیشنهادی همواره در تخمین سایز دقیق‌تر می‌باشد ولی در تخمین موقعیت با توجه به تعداد کم نمونه‌ها همواره دقیق‌تر نیست.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Detection of Size and Location of Crack in Pipes Under Fluid Pressure by Neural Networks

نویسندگان English

Mostafa Rostaghi 1
Mehrdad Khajavi 2
2 Shahid Rajaee Teacher Training University
چکیده English

In this research crack size and location in pipes under fluid pressure will be detected using pipe’s natural frequencies by neural network. Neural network used in this research is multi-layer perceptron. Comparing different inputs, appropriate inputs are selected. Pipes contain water. Steel and aluminum pipes were used in this research. Pressure condition of the pipes is: 1) without water 2) water with zero pressure 3) water with 0.498 MPa 4) water with 0.981 MPa. Crack size range from 0.19043 to 0.6346. Crack location range from 0.199 to 0.403. Many researches have been done about crack detection based on natural frequencies of structures by neural network. However, as far as authors know, no work has been done for crack detection in pipes containing pressurized water. Also in this paper two structures with different materials have been used for neural network training and testing which is another innovation of this research. Comparison of the results of this method with analytic methods shows that the proposed method is always more accurate in detecting crack size but is not always better in estimating crack location.

کلیدواژه‌ها English

Crack detection
artificial neural network
Pipes
Natural frequencies