تشخیص آسیب های سازه ای در صفحات با استفاده از تبدیل موجک

ممکن است بنا به دلایل طبیعی یا غیرطبیعی و ناگهانی یا تدریجی، مانند زلزله، آتش سوزی، خوردگی، خستگی و نظایر آن ها، آسیب هایی سازه ای یا غیر سازه ای در اعضای سازه ها بوجود آیند.از جمله ی این آسیب ها می توان به گسیختگی تمام یا برخی از اعضاء، تسلیم فولاد، خردشدگی بتن، کاهش مقاومت و ضریب الاستیسیته ی ماده، تشکیل مفصل پلاستیک، ترک خوردگی و موارد مشابه اشاره کرد. این آسیب ها عموماً موجب بروز تأثیرات سازه ای درازمدت یا کوتاه مدت، نظیر کاهش مقاومت، کاهش سختی، کاهش شکل پذیری، از بین رفتن پایداری سازه و موارد نظیر می شوند. در صورتی که این آسیب ها در مراحل اولیه ی شکل گیری، شناسایی شوند، آنگاه می توان عضو آسیب دیده را تعمیر و یا حتی تعویض کرده و به این ترتیب از خرابی های کلی و بزرگ تر سازه جلوگیری کرد. در عین حال، عمر مفید خدمت دهی سازه نیز افزایش می یابد. این امر، اهمیت روش های تشخیص آسیب را نشان می دهد. یکی از روش هایی که از اوایل دهه ی اخیر برای تشخیص آسیب مورد استفاده قرار گرفته، روش تبدیل موجک است. تبدیل موجک ابزاری مناسب و قدرتمند برای تحلیل سیگنال ها است، که نسبت به روش های مشابه خود برتر است. در پژوهش حاضر، با استفاده از این روش، به بررسی تشخیص آسیب در صفحات پرداخته می شود. برای استفاده از این روش، پاسخ های بدست آمده از تحلیل اجزاء محدود صفحه را به صورت یک سیگنال دوبعدی به نرم افزار معرفی کرده و پاسخ ها تحلیل می شوند. پس از تحلیل، نتایج به صورت نمودارهای ضرایب موجک نشان داده می شوند که در این نمودارها، آسیب ها به صورت محل هایی با تغییرات ناگهانی و نقاط اوج، مشخص هستند. صفحه ی مورد نظر، مربعی شکل و به ضلع یک متر است، که برحسب نیاز، شرایط و مشخصات آن تغییر می کند. برای مدلسازی صفحه و بدست آوردن پاسخ های آن، از نرم افزار ansys و برای تحلیل نتایج از نرم افزار matlab و تبدیل موجک گسسته ی دوبعدی استفاده می شود، که عملکرد آن نسبت به تبدیل موجک پیوسته، سریع تر و ساده تر است. در این پژوهش، هشت مورد مختلف بررسی می شود؛ از جمله اثر تعداد نقاط نمونه برداری، اثر شرایط تکیه گاهی صفحه بر تشخیص آسیب، تخمین عمق ترک، اثر بارگذاری متمرکز، بررسی صفحاتی با چند آسیب و مواردی دیگر. در همه ی این موارد، محل آسیب ها توسط این روش به خوبی نشان داده می شود، تأثیر تعداد نقاط نمونه برداری بر تشخیص ترک های ریز نشان داده می شود، المان بندی مناسب برای صفحه ی مفروض پیشنهاد می شود، ریزترین ترکی که توسط این روش قابل شناسایی است، بدست می آید، روشی برای تخمین عمق ترک پیشنهاد می شود و شرایط تکیه گاهی و بارگذاری مناسب تر برای تشخیص آسیب، مشخص می شود. از جمله تفاوت های پژوهش حاضر با پژوهش های مشابه در زمینه ی صفحات، می توان به استفاده از روش ساده و سریع تبدیل موجک گسسته ی دوبعدی، استفاده از اطلاعات سازه ی آسیب دیده، به تنهایی و نیز بررسی مواردی جدید در این زمینه، اشاره کرد.