مطالعه مقايسه‌اي توابع هدف معمول برپايه پارامترهاي مودال در شناسايي آسيب سازه‌اي

A Comparative study of common objective functions based on modal parameters in structural damage detection

انتخاب تابع هدف مناسب براي تعيين محل آسيب و تخمين شدت آن در سازه امري ضروري مي‌‌باشد. براي اين منظور توابع هدف وابسته به پارامترهاي مودال سازه از قبيل شكل مود و فركانس طبيعي با توابع هدف ديگر كه قادر به پيش‌بيني محل آسيب مي‌‌باشند تركيب مي‌‌شوند. سپس به كمك روشهاي بهينه سازي محل و شدت آسيب به دست مي‌آيد. در اين مقاله با استفاده از روش المان محدود ابتدا يك تير يك سرگير دار در نرم افزار MATLAB شبيه سازي شده و سپس الگوريتم ژنتيك تك و چند‌هدفه با استفاده از توابع هدف مختلف به دست آمده از پارامترهاي مودال براي تعيين ميزان و محل ترك بكار گرفته مي‌شود. به منظور مقايسه توابع هدف مختلف اثر ناكاملي درجات آزادي اندازه گيري شده، محدوده فركانسي اندازه گيري و همچنين نويز محيطي بر نتايج شناسايي آسيب مورد مطالعه قرار مي گيرد.

Choosing appropriate objective function is necessary for detection of damage location and severity. To this end, objective functions based on modal parameters such as mode shapes and natural frequencies are combined with other objective functions capable to detect damage location. Then the location and severity of damage is obtained using optimization techniques. In this paper a cantilever beam is simulated numerically in MATLAB software using finite element method and then single and multi-objective genetic algorithms with different objective functions based on modal parameters are used to detect damage location and severity. To compare different objective functions, the effect of coordinate incompleteness, frequency range of interest and also environmental noise on the obtained results is studied.