عيب‌يابي ديوارهاي پيش‌ساخته (صفحات 3D پانل) مبتني بر الگوريتم شناسايي تبديل موجك

Damage Detection Of Prefabricated Walls (Panel 3D Plates) Based On Wavelet Transform Detection Algorithm

بسياري از سازه‌ها در طول بهره‌برداري از آن‌ها دچار خسارت‌هايي جزئي در برخي از المان‌ها مي‌باشند و در نتيجه گسترش اين نوع خسارت‌ها، عمر مفيد سازه‌ها كاهش و در برخي موارد دچار تخريب كلي مي‌گردند. به همين دليل امروزه اطمينان از وضعيت سلامت سازه‌ها و عملكرد آن‌ها به عنوان يكي از مهم‌ترين مسائل مهندسي مطرح مي‌باشد. با توجه به محدوديت‌هاي روش‌هاي سنتي عيب‌يابي، روش‌هاي بر پايه تغييرات در مشخصه‌هاي ارتعاشي سازه شكل گرفته‌اند. در اين مقاله با در نظر گرفتن شكل مودهاي ديوار پيش‌ساخته پانلي در قبل و بعد از خرابي به عنوان يك سيگنال پردازشي دو بعدي، با استفاده از تبديل موجك گسسته دو بعدي به شناسايي ناحيه خرابي پرداخته شده است. در ابتدا ديوار پيش‌ساخته پانلي در نرم ‌افزار المان محدود ABAQUS مدل‌سازي و جهت استخراج پاسخ‌هاي مودال، مورد تحليل فركانسي واقع شد و با پاسخ‌هاي مودال نمونه آزمايشگاهي نظير صحت‌سنجي گرديد. تغييرات در مقادير فركانس‌هاي طبيعي و همچنين، عدم سازگاري شكل مودها بر اساس معيار اطمينان مودال (MAC) و زاويه بين شكل مودها، وجود خرابي در سازه را تائيد مي‌نمايد. نيز، جزئيات قطري حاصل از تحليل تبديل موجك تفاضل يا مجموع شكل مودهاي سالم و معيوب درون‌يابي شده (بسته به زاويه بين شكل مودها، اگر تقريباً صفر درجه باشد، تفاضل و اگر تقريباً 180 درجه باشد، مجموع شكل مودها تحليل مي‌گردد) نشان ‌دهنده نامنظمي بيشتري از ضرايب موجك در نواحي خرابي نسبت به ساير نواحي مي‌باشد؛ به ‌طوري‌ كه ماكزيمم‌ها و مينيمم‌هاي نسبي پرش در ضرايب موجك، در محل وقوع خرابي‌ها اتفاق افتاده است.

A large number of structures experience minor damage in some elements during operation, therefore, the development of this type of damage reduces the service life of the structures and in some cases leads to total destruction. That's why, today, being assured of the health status of structures and their performance is proposed as one of the most important engineering issues. Considering the limitations of traditional damage detection methods, the methods based on changes in the vibrational characteristics of the structure have been formed. In this paper, given the modes shape of the panel prefabricated wall before and after destruction as a 2-D signal processing, the damaged zone was detected using discrete 2-D wavelet transform. At first, the panel prefabricated wall was modeled in the ABAQUS finite element software, and the frequency analysis was done to extract modal responses and was validated using modal responses of the corresponding laboratory sample. Changes in the values of natural frequencies, as well as the incompatibility of the modes shape based on the Modal Assurance Criterion (MAC) and the angle between the modes shape confirm the damage in the structure. Additionally, diagonal details from differential or summation wavelet transform analysis of the interpolated healthy and damaged modes shape (depending on the angle between the modes shape, if it approximately equals zero degree, the differential of modes shape is analyzed, and if it approximately equals 180 degree, the summation of modes shape is analyzed) indicate more irregularity of the wavelet coefficients in the damaged zone compared to other zones such that the jump relative maxima and minima in the wavelet coefficients have occurred in the damage occurrence zone.