h. karegar
-
از کاربردی ترین روش های شناسایی پارامترهای مودال می توان به روش های شناسایی زیر فضای تصادفی و تجزیه حوزه فرکانسی اشاره کرد. با این حال، دامنه کاربرد این روش ها به سیگنال های ایستا با زمان ثبت نسبتا بلند محدود می شود و در صورت مواجهه با سیگنال هایی که شرایط فوق در رابطه با آن ها صادق نیست، نتایج با خطا همراه می باشد. در این پژوهش، قابلیت اعتماد به نتایج این روش ها با تحلیل خطاهای ایجاد شده مورد ارزیابی قرار می گیرد. به همین منظور، زلزله به عنوان سیگنالی که هر دو شرط در رابطه با آن صادق نیست، به عنوان سیگنال تحریک در نظر گرفته می شود و پارامترهای مودال دو قاب تحریک شده توسط بیست رکورد زلزله جهت مقایسه با پارامترهای مودال مدل عددی به دست می آید. همچنین، با مطالعه آماری خطاهای موجود در تخمین فرکانس سازه، تابع توزیع احتمالاتی خطا و یک برآورد فاصله ای از خطا پیشنهاد می شود. نتایج مطالعه نشان داد که به طور کلی، روش شناسایی زیر فضای تصادفی نسبت به روش تجزیه حوزه فرکانسی از عملکرد بهتری برخوردار است.
کلید واژگان: پایش سلامت سازه، تجزیه حوزه فرکانسی، تحلیل مودال عملیاتی، شناسایی زیرفضای تصادفیOne of the most common methods of identifying modal parameters in the field of operational modal testing is the method of identifying sub-random space and frequency domain analysis. Unfortunately, the scope of these methods' application is limited to static signals with a long pick-up time, and if the above conditions are violated, the results will be erroneous; This is in the context that the above two conditions are not met regarding the earthquake signal, and so far the reliability of these methods and their error rate in the face of this group of signals have not been studied. In this regard, in this study, the performance of these methods in earthquake conditions (both conditions are violated) is studied.
For this purpose, an numerical model of two two-dimensional frames with different heights (five and ten floors) is created and stimulated by using 20 earthquake records in the near and far fields. Using the obtained results and comparing them with the results of the numerical model, the error values for the modal parameters are obtained; Also, with the statistical study of the errors in the estimation of the frequency of the structure, the probability distribution function of the error and an estimate of the distance of the error are suggested .The results of the study showed that (a) the method of identifying random subspace has a better performance than the method of frequency domain analysis; (B) The random subspace detection method is not able to detect the first modes and is proposed to identify higher modes; (C) the efficiency of the frequency domain decomposition method decreases with increasing structural height; (D) By optimizing and locating the sensors, the performance of the frequency domain analysis method is dramatically improved. However, in the random subspace detection method, the detectability increases with the number of sensors.Keywords: Operational modal analysis, frequency domain analysis, identification of random subspace, structural health monitoring -
روش اتورگرسیو یکی از ساده ترین روش ها در حوزه ی شناسایی پارامترهای مودال است. با وجود این، نیاز به کمینه m حسگر به منظور شناسایی m مود از سازه یکی از مشکلات اصلی این روش به حساب می آید؛ همچنین کاربرد این روش همانند دیگر روش های موجود در این حوزه به سیگنال های ایستا محدود شده است. با هدف فایق آمدن بر این مشکلات، روش اتورگرسیو باروش تجزیه ی ارتعاشات هیلبرت، به منظور نایل شدن به یک روش ارتقا یافته ترکیب می شود. کارایی و عملکرد روش ارایه شده از طریق دو مثال عددی و یک مثال صحت سنجی ارزیابی می شود. در پایان با انجام یک آزمایش مودال، پارامترهای مودال پایه ی نگهدارنده یک پل سگمنتی به دست می آید. نتایج نشان می دهد که روش ارایه شده با دقت بسیار خوبی قادر به استخراج پارامترهای مودال سازه است؛ همچنین عملکرد روش ارایه شده در مواجهه با پاسخ های ناایستا به مراتب بهتر از روش های رایج در این حوزه است.
کلید واژگان: روش اتورگرسیو، تجزیه ی ارتعاشات هیلبرت، شناسایی پارامترهای مودال، پاسخ های ناایستاIn this paper, an enhanced method for extraction of modal parameters (frequencies and damping ratios) of a structure from stationary or non-stationary measurement dynamic responses recorded by a sensor is presented. Surely, one of the simplest methods in area of ambient modal identification (operational modal analysis) is autoregressive method. Major problem of autoregressive method is that for identification of m modes of a structure, at least m sensors are needed. Besides, this method like other similar methods in this area such as frequency domain decomposition and stochastic subspace identification is appropriate for extraction of modal parameters from stationary measured dynamic structural responses. To address these issues, in this study, the Hilbert vibration decomposition method, which is a simple method for time-varying vibration decomposition based on the Hilbert transform, is adopted to improve the performance of the autoregressive method for extraction of frequencies and damping ratios of a structure from stationary or non-stationary responses recorded by a sensor. The efficiency and performance of the newly enhanced method are investigated through two numerical examples and a verification example. The first numerical example deals with a single-degree-of-freedom system subjected to a non-stationary force and the second one presents a two-degree-of-freedom structure excited by a stationary force. Finally, by using the proposed method, the frequencies and damping ratios of a support tower of the segmental bridge via an experimental test are obtained. The results indicated that the proposed method adequately estimated the frequencies and damping ratios of a structure from stationary and non-stationary responses recorded by only one sensor. Moreover, it is found that this method outperforms other relevant methods when dealing with non-stationary responses. Consequently, the enhanced method is strongly recommended for extraction of the frequencies and damping ratios of the structures from stationary or non-stationary responses, especially when the dynamic response of the structure is non-stationary and measured using only one sensor.
Keywords: Autoregressive method, Hilbert vibration decomposition, Modal identification, Non-stationary responses
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.