دانلود پایان نامه ارشد با موضوع قابلیت اندازه گیری، قابلیت مقایسه، دینامیکی

دانلود پایان نامه ارشد

گیری سیگنالها، گام زمانی ثبت دادهها، بازه فرکانسی مورد استفاده و…) و تعداد زیاد سازههای مورد بررسی و به منظور کاهش حالتهای مورد بررسی و قابلیت مقایسه، فرضیات زیر در مورد شناسایی تمامی سازهها استفاده شده است:
طول زمان اندازه گیری سیگنالها برابر 100 ثانیه در نظر گرفته شده است.
دادهها با گامهای زمانی 0001/0 ثبت شدهاند.
نوع بارگذاری، از جنس هارمونیک جارویی (هارمونیک با فرکانس متغیر) بوده است.
برای در نظر گرفتن نوفههای دستگاهی و محیطی در روند شناسایی، میزان مشخصی نوفه با میانگین صفر و توزیع نرمال (نوفه سفید) به پاسخها و نیروی ورودی در حوزه زمان افزوده شده است.. میزان نوفه بر اساس نسبت مقدار جذر میانگین مربعات30 سیگنال نوفه به مقدار جذر میانگین مربعات سیگنال مربوطه در نظر گرفته شده است. میانگین خطای اعضای قطری ماتریسهای مشخصه به عنوان خطای شناسایی این ماتریسها و میانگین خطای تمام درایههای هریک از بردارهای شکلهای مودی، به عنوان خطای شناسایی شکل مودی مورد نظر، تعریف شده است. ماتریسهای مشخصه قابهای 6 و 12 طبقه همراه با درصد خطای مقیاس شده درایههای ماتریسهای شناسایی شده در قسمت پیوست ذکر شده است. در واقع به دلیل کوچک یا صفر بودن برخی از درایهها، با استفاده از رابطه (3-1)، خطاهای شناسایی به مقدار میانیگین عناصر قطری ماتریسهای دقیق مشخصه مقیاس شدهاند (n = تعداد درجات آزادی).

E_ij=(100×(K ̅_ij-K_ij ))/(((∑▒K_ii )/n) )

قاب 6 طبقه
سازهها به صورت غیر برشی و با سیستم سازهای قاب دوگانه مدلسازی شده و با متمرکز کردن جرم طبقات در تراز سقفها و صلب در نظر گرفتن سقفها، درجات آزادی به صورت یک درجه آزادی افقی مستقل در تراز هر سقف در نظر گرفته شدهاند. ماتریس سختی با استفاده از مفهوم ماتریس نرمی محاسبه شده است. ماتریس میرایی نامتناسب نیز با جایگزینی ماتریس سختی سازه ثانویهای که هندسه مشابه و اعضای متفاوت نسبت به سازه اصلی دارد محاسبه شده است. پارامتر ورودی روند شناسایی مورد نظر، بارگذاری هارمونیک جارویی است که به یک طبقه خاص(یکی از درجات آزادی) اعمال شده است. پاسخهای سازه در دو حالت محاسبه شدهاند. در حالت اول با فرض قابلیت اندازه گیری پاسخهای شتاب، سرعت و جابجایی سازه در حوزه زمان در تمامی درجات آزادی سیستم، خروجیهای روند شناسایی محاسبه شده است. در حالت دوم برای هرچه نزدیکتر شدن روش به واقعیت، فرض شده است که تنها قابلیت اندازه گیری پاسخ شتاب در تمامی درجات آزادی وجود و شبه پاسخهای سرعت و جابجایی از روی پاسخ فرکانسی شتاب محاسبه گردیدهاند. شکل (3-1)، هندسه قابهای 6 طبقه مورد مطالعه را نشان میدهد. سازههای مورد بررسی به شرح زیر هستند:
قاب 6 طبقه منظم
قاب 6 طبقه با نامنظمی طبقه نرم در طبقه اول
قاب 6 طبقه با نامنظمی سختی در طبقات 5 و 6
قاب 6 طبقه با نامنظمی هندسی و سختی در طبقات 5 و 6

قابهای 6 طبقه منظم و نامنظم مورد مطالعه
قاب 6 طبقه منظم
به منظور شناسایی قاب 6 طبقه منظم، نیروی هارمونیک جارویی با فرکانس 8-25 هرتز در امتداد درجه آزادی طبقه اول این قاب اعمال و با اندازه گیری پاسخهای شتاب، سرعت و جابجایی این قاب در تمامی درجات آزادی برای نوفههای 5،3،2،1 و 10%و حالت عدم وجود نوفه، پارامترهای این قاب مورد شناسایی قرار گرفته و میزان خطای شناسایی ماتریسهای مشخصه در شکل (3-2) نشان داده شده است. میزان نوفه بر اساس نسبت جذر میانگین مربعات سیگنال نوفه به مقدار جذر میانگین مربعات سیگنال مربوطه در نظر گرفته شده است میانگین خطای درایههای قطری ماتریسهای جرم، سختی و میرایی، به عنوان خطای شناسایی ماتریسهای مشخصه در نظر گرفته شده است.
مطابق شکل (3-2)، نتیجه شناسایی ماتریسهای مشخصه از دقت بالایی برخوردار بوده است، بگونهای که در میزان نوفه 10%، بیشترین میزان خطا متعلق به ماتریس میرایی با میزان 1.78% بوده است. تنها نکته قابل توجه، مشاهده واگرایی نتایج با افزایش نقاط فرکانسی مؤثر ، در نوفه 10% است که در سایر نوفهها دیده نشده است. تأثیر افزایش نقاط فرکانسی روی دقت شناسایی ماتریسهای مشخصه قاب 6 طبقه منظم با میزان نوفه 1 و 10%، در شکل (3-3) و (3-4) نشان داده شده است.
با استفاده از ماتریسهای شناسایی شده، پارامترهای دینامیکی فرکانس و شکلهای مودی قاب 6 طبقه منظم نیز تعیین شده و خطای شناسایی آنها با افزایش میزان نوفه در شکلهای (3-5) و (3-6) شان داده شده است. تمامی فرکانسها از دقت بالایی برخوردار بودهاند، به گونهای که بیشترین میزان خطا 54/0 درصد بوده است. میزان بالای نسبت میرایی مود 6، موجب افزایش خطای شناسایی شکل مودی این مود در مقایسه با سایر مودها شده است، ولی همچنان نتایج از دقت بالایی برخوردار است (درصد خطای شناسایی شکل مودی 6 در نوفه 10% برابر با 79/0درصد بوده است).

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی ماتریسهای مشخصه قاب 6 طبقه منظم با استفاده از مقدار دقیق پاسخهای فرکانسی

نحوه افزایش دقت ماتریسهای مشخصه سازه 6 طبقه منظم با افزایش تعداد نقاط فرکانسی در حالت بارگذاری هارمونیک با فرکانس متغیر 8 تا 25 هرتز و و میزان نوفه 1%

نحوه افزایش دقت ماتریسهای مشخصه سازه 6 طبقه منظم با افزایش تعداد نقاط فرکانسی در حالت بارگذاری هارمونیک با فرکانس متغیر 8 تا 25 هرتز و و میزان نوفه 0 1%

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی فرکانسهای قاب 6 طبقه منظم با استفاده از مقدار دقیق پاسخهای فرکانسی

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی شکلهای مودی قاب 6 طبقه منظم با استفاده از مقدار دقیق پاسخهای فرکانسی

مقایسه شکلهای مودی شناسایی شده قاب 6 طبقه منظم، در حالت نوفه 10% با مقادیر واقعی، درشکل (3-7) نشان داده شده است. شکلهای مودی شناسایی شده همخوانی مناسبی با مقادیر اصلی داشته است.
در حالت عدم اندازه گیری پاسخهای سرعت و جابجایی، قاب تحت نیروی هارمونیک جارویی با فرکانس 2-25 هرتز در امتداد درجه آزادی طبقه اول تحریک شده و پاسخهای شتاب قاب 6 طبقه منظم در تمامی درجات آزادی اندازه گیری شده و با استفاده از رابطه‏ (2 -20) شبه پاسخهای سرعت و جابجایی محاسبه شده و روند شناسایی انجام شده است. نتایج شناسایی ماتریسهای مشخصه قاب 6 طبقه منظم در اینحالت در شکل (3-8) برای میزان نوفههای 5،3،2،1 و 10% نشان داده شده است. خطای شناسایی ماتریسهای مشخصه در اینحالت در مقایسه با حالت استفاده از مقادیر دقیق پاسخهای فرکانسی افزایش یافته است. خطا در تخمین شبه پاسخهای فرکانسی سرعت و جابجایی در نوفههای بالا و همچنین عدم انتخاب بازه فرکانسی و بارگذاری، کاهش دقت در نتایج را به دنبال داشته است.

مقایسه شکلهای مودی دقیق قاب 6 طبقه منظم با شکلهای مودی حاصل از خصوصیات شناسایی شده از پاسخهای دقیق فرکانسی در حالت بارگذاری هارمونیک با فرکانس متغیر 8 تا 25 هرتز و نوفه 10%

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی ماتریسهای مشخصه قاب 6 طبقه منظم با استفاده از شبه پاسخهای فرکانسی سرعت و جابجایی

درصد خطای شناسایی فرکانسهای مودی قاب 6 طبقه منظم در حالت دسترس نبودن پاسخهای دقیق سرعت و جابجایی در شکل (3-9) نشان داده شده است.

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی فرکانسهای قاب 6 طبقه منظم با استفاده از شبه پاسخهای فرکانسی سرعت و جابجایی

مطابق شکل (3-9)، تمامی فرکانسها جز فرکانس مود ابتدایی از دقت بالایی برخوردار بودهاند. حساسیت بالای فرکانس مود اول (74/1 هرتز) بدلیل عدم قرارگیری در بازه فرکانسی مورد استفاده (2-40 هرتز) و نبود داده کافی جهت شناسایی این فرکانس بوده است. درصد خطای شناسایی شکلهای مودی با افزایش میزان نوفه نیز در شکل (3-10) نشان داده شده است. همانند حالت استفاده از پاسخهای دقیق فرکانسی، بالا بودن نسبت میرایی مود 6 موجب افزایش خطای شناسایی شکل مودی این مود شده است، همچنین عدم انتخاب بازه فرکانسی و بارگذاری مناسب نیز در افزایش میزان خطاها تأثیرگذار بوده است. میزان مشارکت جرم مودی و درصد میرایی مودال درنظر گرفته شده برای قاب 6 طبقه منظم در جدول (3-1) نشان داده شده است.

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی شکلهای مودی قاب 6 طبقه منظم با استفاده از شبه پاسخهای فرکانسی سرعت و جابجایی

میزان مشارکت جرم مودی و درصد میرایی مودهای قاب 6 طبقه منظم
Modal Participating Mass Ratio
0.71
0.21
0.053
0.019
0.007
0.002
Modal Damping Ratio (%)
1.1
3.2
5.7
7.6
9.1
10.4
قاب 6 طبقه با نامنظمی طبقه نرم در طبقه اول:
ورودی و پاسخهای سازه به میزان 5،3،2،1 و 10 درصد نوفه اضافه شده است.(میزان نوفه برابر است با نسبت جذر میانگین مربعات سیگنال نوفه به جذر میانگین مربعات مربعات پاسخها و نیروی ورودی). درصد خطای شناسایی ماتریسهای مشخصه این قاب در شکل (3-11) نشان داده شده است. با بررسی درصد خطای درایههای قطری ماتریسهای مشخصه، مشخص شده است که بیشترین خطاها مربوط به درایههای انتهایی بوده است. نتایج شناسایی فرکانسهای مودی این قاب نیز در شکل (3-12) نشان داده شده است. محدوده فرکانسی مورد استفاده جهت بهینهیابی بازه 5/0-30 هرتز انتخاب شده است. این بازه فرکانسی تمامی فرکانسهای مودی را شامل شده است و تمامی فرکانسها جز فرکانس مود 2 از دقت بالایی برخوردار بودهاند.

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی ماتریسهای مشخصه قاب 6 طبقه با نامنظمی طبقه نرم در طبقه اول با استفاده از مقدار دقیق پاسخهای فرکانسی

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی فرکانسهای قاب 6 طبقه با نامنظمی طبقه نرم در طبقه اول با استفاده از مقدار دقیق پاسخهای فرکانسی

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی شکلهای مودی قاب 6 طبقه با نامنظمی طبقه نرم در طبقه اول با استفاده از مقدار دقیق پاسخهای فرکانسی

نتایج شناسایی شکلهای مودی قاب 6 طبقه با طبقه اول نامنظم، در شکل (3-13) نشان داده شده است. نسبت میرایی بالای مودهای 5 و 6، افزایش خطای شناسایی شکلهای مودی این مودها را بدنبال داشته است. شکلهای مودی شناسایی شده قاب 6 طبقه با طبقه اول نرم، با فرض اندازه گیری تمامی پاسخها در حالت نوفه 10%، در شکل(3-14) نشان داده شدهاست. همانگونه که مشاهده میشود شکلهای مودی مود 2 و 5 انطباق کامل را با مقادیر واقعی ندارند.

مقایسه شکلهای مودی دقیق قاب 6 طبقه با طبقه اول نامنظم با شکلهای مودی بدست آمده از خصوصیات شناسایی شده با استفاده از پاسخهای دقیق فرکانسی و نوفه 10%
در حالتی که قابلیت اندازه گیری پاسخهای سرعت و جابجایی وجود نداشته باشد، بارگذاری هارمونیک جارویی با فرکانس 2 تا 35 هرتز در امتداد درجه آزادی طبقه اول اعمال و به نیروی ورودی و پاسخ شتاب اندازهگیری شده در تمامی درجات آزادی سازه به میزان 5،3،2،1 و 10 درصد نوفه اضافه شده است. نتایج شناسایی ماتریسهای مشخصه این قاب در شکل (3-15) با افزایش میزان نوفه نشان داده شده است.

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی ماتریسهای مشخصه قاب 6 طبقه با نامنظمی طبقه نرم در طبقه اول با استفاده از شبه پاسخهای فرکانسی سرعت و جابجایی

میزان خطای شناسایی ماتریسهای مشخصه در این حالت کمتر از خطاهای حاصل شده با استفاده از پاسخهای دقیق فرکانسی بوده است. این موضوع به علت انتخاب بازه فرکانسی و بارگذاری نامناسب در حالت پاسخهای دقیق فرکانسی بوده است. نتایج شناسایی فرکانسهای مودی این قاب نیز در شکل (3-16) آورده شده است. عدم قرارگیری فرکانس مود ابتدایی (83/0 هرتز) در محدوده فرکانسی مورد استفاده جهت بهینهیابی و نبود داده فرکانسی در مجاورت این مود، باعث افزایش خطای شناسایی فرکانس این مود شده است.

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی فرکانسهای قاب 6 طبقه با نامنظمی طبقه نرم در طبقه اول با استفاده از شبه پاسخهای فرکانسی سرعت و جابجایی

حساسیت روش شناسایی به میزان نوفه در شناسایی شکلهای مودی سازه 6 طبقه با

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه با کلمات کلیدی بحران مالی، ورشکستگی، درماندگی مالی Next Entries پایان نامه با کلمات کلیدی وجوه نقد، صاحبان سهام، سود سهام