شناسایی ترک در سازه توسط روش امپدانس الکترومکانیکی با استفاده از مواد پیزوالکتریک

از سالهای دور، شناسایی عیب در سازه ها از مسائل پراهمیت جامعه بشری بوده است. پیدایش مواد هوشمند باعث گردید تا بتوان بطور هوشمندانه تری در این امر تمرکز نمود. موادی همچون مواد پیزوالکتریک می توانند امواج مکانیکی را در بازه ی فرکانسی وسیعی بصورت گسسته یا پیوسته دریافت کنند و به پالسهای الکتریکی قابل دریافت توسط کامپیوترها تبدیل نمایند. موضوع پژوهش انجام شده با توجه به اینکه از مباحث روز دنیاست، لیکن تفاوتهای اساسی در سازوکار پیدا نمودن عیب دارد. ترانسدیوسرهای پیزوالکتریک که بر اساس امپدانس الکترومکانیکی کار می کنند بطور روز افزون برای ارزیابی سلامت سازه مورد استفاده قرار می گیرند. مفهوم پایه ای این روش ارزیابی ، تغییرات در امپدانس مکانیکی سازه که بواسطه حضور آسیب ایجاد می شود، می باشد. این تکنیک با اعمال تحریک فرکانس بالا توسط عملگر های پیزوالکتریک نصب شده روی سازه و اندازه گیری امپدانس سازه توسط جریان و ولتاژ حاصل از پیزوالکتریک ، به شناسایی عیب های کوچک در سازه می پردازد. هدف این پایان نامه در ابتدا، ارائه روشی مفید برای شناسایی وجود عیب های کوچک با تغییرات انرژی تجزیه پاسخ های دینامیکی سازه با استفاده از آنالیز ویولت در علائم ادمیتانس خروجی از پیزوالکتریک می باشد. در ادامه با استفاده از روشهای آماری مانند روشهای اختلاف میانگین مجذور ریشه و ضرایب همبستگی روی تابع پاسخ فرکانسی حاصل از امپدانس در فرکانس های بالا ، موفق به شناسایی محل ترک در سازه شدیم. هر دو روش بر روی دو مدل تیر یکسرگیردار و دو سر گیردار درشبیه سازی به کار گرفته شد. نتایج شبیه سازی، دقت وکارایی هردو روش را نشان می دهد.