Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Về việc phát hiện nhiều vết nứt trong kết cấu thanh
Tóm tắt
Nghiên cứu này trình bày một quy trình ngược để xác định nhiều vết nứt trong các thanh bằng cách sử dụng thuật toán tiến hóa. Bằng cách coi quy trình phát hiện vết nứt như một bài toán tối ưu hóa, một hàm mục tiêu có thể được xây dựng dựa trên sự thay đổi của các tần số riêng và một số tham số năng lượng biến dạng. Mỗi vết nứt được mô hình hóa bởi một lò xo xoay. Những thay đổi trong tần số tự nhiên do sự hiện diện của các vết nứt liên quan đến một vector chỉ số hư hỏng. Sau đó, thuật toán ong, một kỹ thuật tối ưu hóa tiến hóa dựa trên đàn, được sử dụng để tối ưu hóa hàm mục tiêu và tìm vector chỉ số hư hỏng, mà các thành phần dương của nó cho thấy số lượng và vị trí của các vết nứt. Một hàm mục tiêu thứ hai cũng được tối ưu hóa để tìm độ sâu của các vết nứt. Nhiều nghiên cứu thực nghiệm trên các thanh cantilever có vết nứt được tiến hành để đảm bảo tính toàn vẹn của phương pháp đề xuất. Kết quả cho thấy rằng số lượng, kích thước cũng như vị trí của các vết nứt có thể được dự đoán chính xác qua phương pháp này.
Từ khóa
#vết nứt #cấu trúc thanh #thuật toán tiến hóa #tối ưu hóa #tần số tự nhiênTài liệu tham khảo
Y. Liang, H. Jialou and F. Choy, Quantitative NDE technique for assessing damages in beam structures, J. Eng. Mech. 118(7) (1990) 1332–1345.
Y. S. Lee and M.J. Chung., A study on crack detection using eigenfrequency test data, Comput. Struct., 77(3) (2000) 327–342.
J. Hu and Y. Liang, An integrated approach to detection cracks using stress concepts, Franklin. Inst. 330(5) (1994) 841–853.
E. I. Shefrin and R. Ruotolo, Natural frequencies of a beam with an arbitrary number of cracks, J. Sound Vibration 222(3) (2000) 410–423.
D. P. Patil and S. K. Maiti, Detection of multiple cracks using frequency measurements, Eng. Fract. Mech. 70 (2003) 1553–1572.
D. P. Patil and S. K. Maiti, Experimental verification of a method of detection of multiple cracks in beam based on frequency measurements, J. Sound Vibration 281 (2005) 349–451.
H. F. Lama, C. T. Nga and M. Veidtb, Experimental characterization of multiple cracks in a cantilever beam utilizing transient vibration data following a probabilistic approach, J. Sound Vibration 305 (2007) 34–49.
A. S. Sekhar, Multiple cracks effects and identification, Mec. Syst. Signal Process. 22 (2008) 845–878.
R. Ruotolo and C. Surace, Damage assessment of multiple cracked beams: numerical results and experimental validation, J. Sound Vibration 206(4) (1997) 567–588.
N. T. Khiem and T. V. Lien, Multi-crack detection for beam by the natural frequencies, J. Sound Vibration 273 (2004) 175–184.
A. Rytter, A. Brincker, R. Kirkegaard and L. P. Hansen, Vibration based inspection of civil engineering structures, J. Bygningsstatiske Medelelser 62 (1991) 79–110.
M. Vakili-Baghmisheh, M. Peimani, M. Homayoun Sadeghi and M. Ettefagh, Crack detection in beam like structures using genetic algorithms, J. Appl. Soft Comput. 8 (2008) 1150–1160.
M. B. Shim and M. W. Suh, Crack identification using evolutionary algorithms in parallel computing environment, J. Sound Vibration 262(1) (2003) 141–60.
M. Krawczuk, M. Palacz and W. Ostachowicz, Genetic algorithm for fatigue crack detection in Timoshenko beam, IUTAM Symposium on evolutionary methods in mechanics (2004) 197–206.
H. Tada, P. C. Paris and G. R. Irwin, The stress analysis of cracks handbook, 3rd ed., ASME Press Professional Engineering Publishing, New York (2000).
D. Ashlock, Evolutionary computation for modeling and optimization, Springer (2006).
D. T. Pham, A. Ghanbarzadeh, E. Koc, S. Otri, S. Rahim and M. Zaidi, The bees algorithm-a novel tool for complex optimization problems, Proc. of the 2nd International Virtual Conference on Intelligent Production Machines and Systems, Elsevier, Oxford (2006).
D. T. Pham, A. Ghanbarzadeh, E. Koc, S. Otri, S. Rahim and M. Zaidi, The bees algorithm, Technical note, Manufacturing Engineering Centre, Cardiff University, UK. (2005).
S. Moradi, L. Fatahi and P. Razi, Finite element model updating using bees Algorithm, Struct. Multidisc. Optim. 42(2) (2010) 283–291.
S. Casciati, Stiffness identification and damage localization via differential evolution algorithms, Struc. Control Health Monit. 15 (2008) 436–449.
P. Razi, R.A. Esmaeel and F. Taheri, Application of a robust vibration-based non-destructive method for detection of fatigue cracks in structures, Smart Mater. Struct. 20 (2011) 1–12.