شناسایی سیستم توسط آزمایش مودال

شناسایی سیستم در چند دهه ی گذشته با پیشرفت آزمایش دینامیکی مودال، یکی از ابزارهای مفید برای ارزیابی سازه ها تحت اثر بارهای ارتعاشی به حساب می آید. یک سازه در طول ساخت، و در زمان بهره برداری خود، تحت اثر ارتعاش های مختلفی با شدت های گوناگون قرار می گیرد. سازه بر اساس هر نوع بار ارتعاشی، از خود پاسخی نشان خواهد داد. پاسخ های دینامیکی ایجاد شده به ویژگی های ذاتی موجود در سازه ها بستگی دارد. با دانستن این ویژگی ها می توان پاسخ سازه ها را محاسبه کرده و درکی صحیح از رفتار سازه تحت اثر بارهای دینامیکی بدست آورد. پارامترهای دینامیکی در سازه ها می توانند شامل پاسخ سازه و ویژگی های ذاتی آن ها باشند. در یک آزمایش مودال پارامترهای دینامیکی مربوط به پاسخ سازه شامل فرکانس های طبیعی، شکل مودهای ارتعاشی و ضرایب مودال هستند. نوع دیگر پارامترها، ویژگی های فیزیکی-دینامیکی سازه هستند که به عنوان بخش های تشکیل دهنده ی سازه محسوب می شوند. این ویژگی های ذاتی به طور معمول جرم، سختی و میرایی تعریف می شوند. هدف از انجام این طرح پژوهشی، تخمین پارامترهای دینامیکی سازه شامل ماتریس های جرم و سختی، توسط پارامترهای مودال می باشد. داده های مودال مورد استفاده در این پژوهش شامل فرکانس های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی به صورت داده های مختلط و حقیقی هستند. تخمین ماتریس های جرم و سختی توسط روش پیشنهادی فضای حالت، روش حقیقی و روش بروز رسانی الگوی سازه انجام می گیرد. در روش پیشنهادی فضای حالت، از داده های مختلط مودال استفاده می شود. در روش حقیقی با استخراج داده های حقیقی از مودهای مختلط، فرآیند شناسایی جرم و سختی انجام می گیرد. سرانجام به دلیل ناکامل بودن داده های مودال از روش بروز رسانی الگوی سازه برای تخمین ماتریس های جرم و سختی الگوی واقعی بهره برده می شود. بررسی عددی رابطه سازی های انجام گرفته بر روی سیستم های گسسته دینامیکی به ترتیب با 3، 4 و 8 درجه آزادی انجام می گیرد. سرانجام با انجام آزمایش تجربی مودال توسط چکش ضربه بر روی قاب سه طبقه و بهره بردن از داده های مودال، جرم و سختی این الگوی آزمایشگاهی تخمین زده می شود. بررسی درستی رابطه سازی ها توسط مقایسه میان رفتار دینامیکی سیستم ها انجام می شود. بر این اساس با ارزیابی فرکانس های طبیعی الگوی تخمین زده شده با الگوی واقعی می توان به درستی پارامترهای شناسایی شده دست یافت. با بررسی عددی و ارزیابی آزمایشگاهی می توان نتیجه گرفت که ماتریس های جرم و سختی با همگرایی مطلوبی توسط داده های مختلط و حقیقی مودال با روش های فضای حالت، روش حقیقی و روش بروز رسانی الگوی سازه تخمین زده شده اند.