مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شناسایی دو بعدی ترک خوردگی لرزه ای سد بتنی وزنی بر مبنای روش المان محدود توسعه یافته و تبدیل موجک

نویسندگان
1 دانشگاه تبریز/ دانشجوی دکتری
2 عضو هیئت علمی
3 دانشگاه تبریز/ معاونت آموزشی دانشگاه
چکیده
در این تحقیق شناسایی ترک خوردگی لرزه ای سد بتنی بر مبنای روش المان محدود توسعه یافته و تبدیل زمان – فرکانس انجام شده است. بدین منظور ابتدا مدل عددی سد با استفاده از روش المان محدود ساخته شده و تحلیل می شود. سپس قابلیت ترک خوردگی به بدنه سد بدون معرفی ترک اولیه با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته اضافه و تحت تحریک لرزه ای تحلیل می‌شود. در واقع کل بدنه سد حین تحریک لرزه ای مستعد آسیب بوده و هر ناحیه ای که به حد خرابی برسد، شروع به ترک خوردگی کرده و داخل بدنه گسترش پیدا خواهد کرد. چنین ترک‌خوردگی معمولاً غیر قابل پیش بینی بوده و به راحتی قابل شناسایی نمی باشد. لذا بایستی با استفاده از تبدیل زمان – فرکانس، پارامترهای مودال سازه و تغییرات آن را از روی پاسخ سازه بررسی کرد. نتایج نشان می دهد با بررسی و مقایسه پنجره زمان - فرکانس پاسخ سازه و پارامترهای مودال بدست آمده از مدل عددی، می‌توان به سیر تغییرات فیزیکی بوجود آمده در سازه، زمان شروع ترک‌خوردگی و نیز تشخیص محل آسیب صورت گرفته، با استفاده از مقایسه شکل مودهای ارتعاشی در حالت سالم و آسیب دیده پرداخت. همچنین با بررسی شاخص های مودال طبیعی اول سازه سالم و آسیب دیده به راحتی می‌توان زمان و محل آسیب را در ارتفاع سد کوینا تشخیص داد ولی برای شاخص های مودال طبیعی دوم این موضوع صادق نمی‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

2D Seismic Cracking Identification of Weighted Concrete Dams Based on Extended Finite Element Method and Wavelet Transform

نویسندگان English

Sajjad Pirboudaghi 1
Reza Tarinejad 2
Mohamad Taghi Alami 3
1 University of Tabriz
3 University of Tabriz/ Vice chancellor
چکیده English

In the current study, seismic cracking identification of concrete dams is conducted based on extended finite element method (XFEM) and Wavelet (WT) transform. First, the dam is numerically modeled and analyzed using the finite element method (FEM). Then cracking capability to the dam structure is added by applying the XFEM without introducing the initial crack, and the dam is analyzed under the seismic excitation. In fact, the whole dam structure is potentially under damage risk, and any zone reaching the fracture limit, begins to crack, which grows in the structure. This crack is usually unpredictable and is not easy to detect, therefore the structural modal parameters and their variation should be investigated based on structure response by using time-frequency transform. Results show that, investigating time-frequency window of the structure response and model parameters obtained from the numerical model, the history of physical changes occurred in the structure, cracking initiation time and damage localization is performed from comparing the intact and damaged vibration modes. Moreover, investigating the first natural modal indices of the intact and damaged structure, damage initiation and its location on Koyna dam height is easily detected, while for the second indices it is not performable.

کلیدواژه‌ها English

Concrete dam
Structural health monitoring
Damage detection
Extended finite element method
Time-Frequency transform