بررسی فرایند به‌روزرسانی مدل اجزای محدود با استفاده از شکل مودهای POD و معیار انعطاف‌پذیری

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی تهران

2 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی تهران

3 دانشگاه شهید رجایی

4 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی تهران

doi
10.48311/mcej.2025.99149.0
چکیده

در این پژوهش، فرایند به‌روزرسانی مدل اجزای محدود یک پل فولادی با عرشه بتنی با استفاده از شکل مودهای معمولی و شکل مودهای حاصل از تجزیه متعامد مناسب (POD) مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی، مقایسه دقت و کارایی این دو روش در سه سناریوی مختلف آسیب، شامل کاهش ارتفاع تیر اصلی، کاهش ضخامت بال و جان تیر، و کاهش مدول الاستیسیته، است. برای این منظور، دو مدل عددی از پل، یکی در حالت سالم و دیگری در شرایط آسیب‌دیده، در نرم‌افزار SAP2000 ایجاد شده و داده‌های دینامیکی هر دو مدل استخراج شده‌اند. سپس، الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) برای بهینه‌سازی پارامترهای مدل آسیب‌دیده بر اساس تطابق با مدل مرجع به کار گرفته شده است. در این فرایند، دو تابع هدف مبتنی بر معیار انعطاف‌پذیری و معیار اطمینان مودال (MAC) مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. علاوه بر این، تأثیر تعداد مودها در فرایند به‌روزرسانی و اثر نویز بر استخراج فرکانس‌های طبیعی نیز بررسی شده است. نتایج نشان داد که استفاده از شکل مودهای POD باعث بهبود همگرایی الگوریتم بهینه‌سازی و کاهش خطای محاسباتی می‌شود. همچنین، دو مود اول در روش POD عملکردی معادل پنج مود اول در روش معمولی ارائه می‌دهند. معیار انعطاف‌پذیری، به‌ویژه در ترکیب با شکل مودهای POD، دقت بالاتری در به‌روزرسانی مدل نشان داد. علاوه بر این، تحلیل اثر نویز نشان داد که افزایش نویز تأثیر بیشتری بر مودهای بالاتر دارد، درحالی‌که دو مود اول پایداری بیشتری دارند. هرچند افزایش نویز منجر به افزایش گام‌های همگرایی می‌شود، اما مقدار بهینه پارامترهای مدل همچنان به مقدار واقعی نزدیک خواهد شد.