به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

بهزاد دژکام

  • محتشم خان احمدی*، سید محمد میری، بهزاد دژکام، یاسر امیری، مرتضی خادمی کوهی
    پایش سلامت و تشخیص آسیب در سازه ها برای حفظ امنیت و سلامت افراد و همچنین، مقابله با خسارت های اقتصادی حائز اهمیت است. این مقاله برپایه مقایسه اطلاعات اولیه و ثانویه مودال، شامل بسامدها و شکل مودهای ارتعاشی به پایش سلامت و تشخیص آسیب در عضو سازه ای تیر پرداخته است. تاثیر آسیب به صورت اختلاف بین مقادیر اولیه و ثانویه بسامد و همچنین، اختلاف بین ضرایب برازشی منحنی های چندجمله ای مشاهده گردید. نیز، ضریب همبستگی پیرسون بین شکل های اولیه و ثانویه مود، مقداری غیر از 1 و 1- محاسبه شد که نشان دهنده تاثیر آسیب بر جابه جایی نسبی درجات آزادی است. بااین حال نمی توان موقعیت های آسیب را با روش های برازش منحنی، همبستگی و همچنین، مقایسه بسامد های طبیعی شناسایی کرد؛ بنابراین، مقایسه شکل های اولیه و ثانویه مودهای ارتعاشی برمبنای تعیین شاخص انحنای مرکزی انجام شد. نشان داده شد که اختلاف بین نمودارهای اولیه و ثانویه شاخص انحنا به صورت شکستگی های ایجاد شده در موقعیت های آسیب و در نمودار شاخص انحنای وضعیت ثانویه رخ می دهد و به این ترتیب، مکان های آسیب دیده قابل شناسایی است.
    کلید واژگان: پایش سلامت, تشخیص آسیب, شکل مود ارتعاشی, ضریب همبستگی پیرسون, انحنا
    Mohtasham Khanahmadi *, Seyed Mohammad Miri, Behzad Dezhkam, Yaser Amiri, Morteza Khademi-Kouhi
    Health monitoring and damage detection in structures is important for maintaining the safety and health of individuals as well as for dealing with economic losses. This article compares primary and secondary modal information, including the frequency values and vibration mode shapes, for health monitoring and damage detection in beams. The impact of the damage is observed as a difference between primary and secondary frequency values, as well as a difference between the coefficients of the polynomial curves. Also, the Pearson's Correlation Coefficient (PCC) between the primary and secondary modes is calculated as values other than 1 and -1 that indicate the impact of damage on the relative displacement of degrees of freedom. However, damage locations cannot be identified by curve fitting, correlation, and comparison of natural frequencies; thus, comparison of primary and secondary shapes of vibration modes was made based on determination of central curvature. It was shown that the difference between the primary and secondary curvature graphs occurs as fractures created in damaged positions and in the curvature graph of the secondary situation; hence, the damaged locations are identifiable.
    Keywords: Health monitoring, Damage detection, Vibration Mode Shape, Pearson&rsquo, s Correlation Coefficient, Curvature
  • محتشم خان احمدی، امید رضایی فر*، مجید قلهکی، بهزاد دژکام، عادل یونسی

    همواره سازه ها تحت اثر عوامل طبیعی و یا غیر طبیعی متعددی همچون زلزله، انفجار و گودبرداری های غیر اصولی واقع اند که می تواند آسیب های موضعی موجود در آن ها را تشدید نموده و باعث انهدام آن ها و در نتیجه، ایجاد خسارت های جانی و مالی فراوانی شود؛ بنابراین، پایش سلامتی سازه ها و اعضای سازه ای بسیار مهم و حایز اهمیت است. در این نوشتار، پایش سلامت عضو سازه ای ستون با لحاظ نمودن اثر بار محوری بر پاسخ های دینامیکی مودال (فرکانس های طبیعی و شکل های مود ارتعاشی) انجام شد. نتایج بررسی ها نشان داد که فرکانس های طبیعی تمامی مودها در هر دو وضعیت سالم و آسیب با افزایش بار محوری به صورت نسبت هایی از بار بحرانی مبنا (بار بحرانی بدترین حالت آسیب) کاهش می یابد. همچنین، در بارگذاری های یکسان، همواره فرکانس نمونه سالم از فرکانس نمونه آسیب بیشتر است؛ به طوری که با افزایش شدت آسیب، اختلاف فرکانسی وضعیت های سالم و آسیب افزایش می یابد. با معرفی یک شاخص شناسایی آسیب (DDI) بر مبنای ضرایب موجک حاصل از جزییات آنالیز موجک شکل های مود وضعیت های سالم و آسیب، محل های آسیب با دقت بالایی به صورت پرش و یا اغتشاش در DDI شناسایی گردید. همچنین، بررسی ها نشان داد که DDI محل های مختلف آسیب مستقل از هم بوده و تنها متاثر از شدت آسیب محل مورد نظر است و اثرات بار محوری بر DDI بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی است. مستقل بودن DDI محل های مختلف آسیب نشان دهنده کارآمدی روش پیشنهادی در شناسایی محل های آسیب است؛ زیرا در غیر اینصورت، ممکن است عدم شناسایی یک محل آسیب بر شناسایی سایر محل های آسیب تاثیرگذار باشد.

    کلید واژگان: پایش سلامتی سازه, ستون تحت بار محوری, پاسخ دینامیکی مودال, آنالیز موجک, شناسایی آسیب ستون
    Mohtasham Khanahmadi, Omid Rezayfar*, Majid Gholhaki, Behzad Dejkam, Adel Younesi

    The health of structures, provision of safety, and the sense of security are among constant requirements and perpetual challenges of engineering and managers in the field of crisis management. Erosion and occurrence of minor local damage to structures and structural members in the early stages of construction or during operation, especially in critical structures such as power plants, tall buildings, stairs, dams, airports, and hospitals, among others, have always been among major problems. In case the damage sites are not identified timely and decisions are not made appropriately, substantial irreparable damage is expectable. Structures are always affected by various natural or unnatural factors such as earthquakes, explosions, and unprincipled excavations, which can aggravate the local damage in them and lead to their destruction, hence substantial human and financial losses. Therefore, it is highly crucial to monitor the health of structures and structural members. Therefore, health monitoring in structures and structural members is highly important. The column is one of the most significant members of engineering structures, especially in building structures and bridges, so that the instability of one of these members can lead to instability and destruction of the structure. Hence, design engineers expect columns to be the last members of structures to be damaged. In this paper, the health monitoring of the column as a structural member was performed by considering the effect of axial load on modal dynamic responses (i.e., natural frequencies and mode shapes). The results showed that the natural frequencies of all modes in both healthy and damaged states decreased with increasing axial load in proportions of the base critical load (the worst-case limit load). Also, at the same loads, the frequency of the healthy sample was always higher than that of the damaged sample so that the frequency difference between healthy and damaged states increased with greater severity of the damage. By introducing a Damage Detection Index (DDI) based on the wavelet coefficients obtained from the details of wavelet analyses of damaged and undamaged modes, the damage sites could be identified with a simple check and high accuracy by observing vibrations in DDI. Also, studies have shown that the DDIs of different damaged sites are independent of each other and are only affected by the severity of the damage and that the effects of axial load on DDI are very small and negligible. The independence of the DDIs of different damaged sites indicates the effectiveness of the proposed method in identifying damaged sites. Otherwise, failure to identify one damaged site may affect the identification of other damaged sites. The damage detection capability using the proposed DDI was investigated in columns with different support sections and conditions, and successful troubleshooting results were obtained. Moreover, investigations were performed with other wavelet functions, and the damage site was successfully identified. The proposed damage detection indicator is an efficient index in the column structures under the effect of axial load with axial buckling-prone support conditions and is proposed as a reliable method in identifying column damage sites in practical health monitoring of structures.

    Keywords: Structural Health Monitoring, Column Under The Effect Of Axial Load, Modal Dynamic Response, Wavelet Analysis, Damage Detection
  • امید رضایی فر*، مجید قلهکی، محتشم خان احمدی، عادل یونسی، بهزاد دژکام

    با گذشت زمان، سازه ها تحت اثر عوامل مخرب طبیعی و غیر طبیعی متعددی چون زلزله، گودبرداری های غیراصولی، ارتعاشات دینامیکی حاصل از انفجار و غیره قرار می گیرند. همچنین، عواملی چون انتظار سرویس دهی بیش از ظرفیت طراحی المان های سازه و عدم بر آورده نمودن انتظارات به روز شده آیین نامه ای، باعث افت کارایی سازه می گردد. از طرفی گسترش آسیب های موضعی در سازه ها تحت اثر عوامل نامطلوب می تواند سلامتی کلی سازه را با مشکل مواجه نماید. بنابراین، اطلاع از وضعیت سلامتی سازه ها بسیار مهم و حایز اهمیت بوده و پایش و کنترل سلامتی در سازه ها یکی از مهمترین و مورد توجه ترین زمینه های پژوهشی بسیاری از پژوهشگران است. صفحات از مهم ترین المان های سازه ای هستند که آسیب در آن ها می تواند به صورت پیش رونده به سایر المان ها منتقل شده و منجر به آسیب کلی سازه گردد و در نتیجه، هزینه های اجتماعی جبران ناپذیر و اقتصادی فراوانی را تحمیل نماید. در این مقاله، با توجه به گسترش روز افزون استفاده از صفحات فولادی در سازه های ساختمانی به عنوان دیوارهای برشی فولادی، موضوع شناسایی و تعیین موقعیت آسیب به عنوان یکی از مهم ترین مراحل پایش سلامتی در سازه ها با استفاده از داده های دینامیکی مودال (فرکانس ها و شکل های مود ارتعاشی) و یک روش تشخیصی مبتنی بر تحلیل موجک گسسته دو بعدی مورد توجه واقع شد. به این منظور، صفحه فولادی مدل سازی شده در نرم افزار تحلیل اجزا محدودی ABAQUS تحت تحلیل فرکانسی واقع شد و داده های مودال حالت های آسیب و بدون آسیب استخراج گردید. نتایج، اختلاف بین فرکانس ها و عدم انطباق کامل شکل های اولیه و ثانویه مودهای ارتعاشی را بر اساس معیار انطباق مودال (MAC) و زاویه بین بردارهای اولیه و ثانویه شکل مود نشان داد. با معرفی یک شاخص مکان یاب آسیب (DLI) بر مبنای ضرایب موجک حاصل از جزییات قطری تحلیل موجک دو بعدی شکل های اولیه و ثانویه مود ارتعاشی مورد نظر، مکان های آسیب با ایجاد پرش نسبی حداکثری در نمودار DLI در دو راستای طول و عرض صفحه با دقت بالایی شناسایی شد.

    کلید واژگان: پایش سلامتی سازه, داده های مودال, معیار اطمینان مودال, تحلیل موجک, شناسایی آسیب
    Omid Rezaifar*, Majid Gholhaki, Mohtasham Khanahmadi, Adel Younesi, Behzad Dejkam

    The health of structures, provision of safety, and the sense of security are among constant requirements and perpetual challenges of engineering and managers in the field of crisis management. Erosion and occurrence of minor local damage to structures and structural members in the early stages of construction or during operation, especially in critical structures such as power plants, tall buildings, stairs, dams, airports, and hospitals, have always been among major problems. As time passes, Structures are affected by a variety of natural and non-natural destructive factors such as earthquakes, non-systematic excavations, dynamic vibrations resulting from explosions and heavy vehicle traffic. In addition, factors such as serviceability expectation beyond the design capacity of structural elements and failure to meet the latest expectations imposed by regulations, use of poor-quality materials and execution problems will reduce efficiency and, consequently the service life of structures. Also, the spread of local damages in structures can impair the overall health of the structure. Undoubtedly, knowledge of structural health and safety is of vital importance and structural health monitoring is recognized as one of the most important subjects that has received a lot of attention from researchers. Plates are one of the most important structural elements that can, when damaged, progressively transfer damages to other elements and lead to overall structural damage incurring irreparable social and economic costs. Due to the increasing applications of steel plates, especially in building structures (as steel plate shear walls) in the present study attempts were made to focus on damage detection and localization as one of the most important steps of health monitoring using modal dynamic data (natural frequencies and mode shapes) and a proposed diagnostic method based on two-dimensional discrete wavelet analysis. To this end, the modeled steel plate was subjected to frequency analysis in ABAQUS finite element analysis software and the modal data associated with damaged and non-damaged states were extracted. The results showed differences between the frequencies and lack of correlation between primary and secondary vibration mode shapes based on the modal assurance criterion (MAC) and the angle between the primary and secondary mode shape vectors. Using a propoed damage localization index (DLI) based on the wavelet coefficients obtained from the diameter details of the two-dimensional wavelet analysis of the primary and secondary vibration mode shapes, the damage zones were detected by creating a maximum relative jumps in the DLI diagram. Studies showed that DLI values are sensitive to the damage severity of the damage zone and with increasing the damage severity, these values increase in fixed spatial coordinates in the damaged zone. Also, the DLI of one damaged zone is independent of the damage severity of the other damaged zones, and this is a positive advantage in the damage determination process. Otherwise, failure to detect one damaged zone may affect the detection of other damaged zones, and consequently pose problems in the process of damage detection and localization in cases where we are dealing with multiple damage zones. According to the results of the present study, DLI can be proposed as an efficient and effective index in detection and localization of damages in steel plate elements.

    Keywords: Structural Health Monitoring, Modal Data, Modal Assurance Criterion (MAC), Two-dimensional Wavelet Analysis, Damage Detection
  • محتشم خان احمدی، مجید پورامینیان*، حمید محمدی گرفمی، بهزاد دژکام
    پایش سلامت سازه ها از ضروریات اولیه ی نگهداری سازه و تامین ایمنی ساکنان آن است. با شناسایی به موقع المان های آسیب دیده می توان تا حد ممکن از وقوع خسارت های جبران ناپذیر جلوگیری کرد. ستون ها از مهم ترین المان های سازه های ساختمانی و پل ها هستند، که آسیب در آنها می تواند بیش از سایر المان ها، سلامت کلی سازه را با مشکل مواجه سازد. در نوشتار حاضر، با هدف تعیین موقعیت آسیب ستون تحت اثر بار محوری بر اساس شکل های اولیه و ثانویه ی مودهای ارتعاشی، یک شاخص تشخیصی مبتنی بر شیب و انحنای مود پیشنهاد و کارایی آن در تعیین موقعیت آسیب ستون بررسی شده است. نتایج نشان دادند که شاخص پیشنهادی به موقعیت آسیب حساس است و با ایجاد بیشینه های نسبی در منطقه ی آسیب، موقعیت آسیب با خطای کمتر از 1\٪ قابل شناسایی است. همچنین، علی رغم این که مقدار بار محوری بر مقادیر بسامد اثرگذار است، تاثیری بر مقادیر شاخص تشخیصی آسیب ندارد.
    کلید واژگان: پایش سلامت سازه, ایمنی سازه, شناسایی آسیب ستون, بار محوری, شاخص تشخیصی انحنای مود
    M. Khanahmadi, M. Pouraminian *, H. Mohammady Garfamy, B. Dezhkam
    From the past until now, monitoring the health of structures and identifying different locations of damage to their elements have always been one of the basic requirements of maintaining structures and ensuring the safety of residents. Damage is defined as any modification to the shape or material characteristics of a structure that could impair its overall performance. Irreversible damages to structures can be avoided by promptly identifying, repairing, and replacing any damaged components in early stages. Damage to columns, one of the most vital elements of building structures and bridges, can pose serious concerns about the overall health of the structures compared to damage to other elements. This study proposes a detection index based on the slope and curvature of the mode and explores its usefulness in identifying distinct sites of column damage under axial load. The preliminary findings of this research revealed that as the axial load increases, the value of the natural frequency of all modes drops in both healthy and damaged conditions. Considering that the given columns may buckle and become unstable under the impact of axial load less than the design axial load due to damage, this underlines the necessity of addressing the problem of damage detection in columns under this load. The results also demonstrate that the frequency values of healthy and damaged conditions are different due to damage. Damage detection using the suggested index indicates that it is sensitive to the position of the damage, and that by establishing relative maxima in the damaged area, it is possible to recognize the location of the damage with an error less than one percent. In addition, the findings demonstrated that while the amount of axial load affects frequency values, it does not have any effect on the values of the damage detection index.
    Keywords: structural health monitoring, Structural safety, Column damage detection, Axial load, Mode curvature detection index
  • محتشم خان احمدی، مجید قلهکی*، امید رضایی فر، بهزاد دژکام

    پایش سلامت سازه ها با هدف تامین ایمنی و کاهش هزینه های نگهداری مورد توجه بسیاری از پژوهشگران است. تیرها و ستون ها از اعضای اصلی سازه های مهندسی عمران هستند و طراحان انتظار دارند آخرین اعضای آسیب دیده سازه ها از تیرها و ستون ها باشد. در این مقاله به شناسایی آسیب تیر فولادی بر اساس داده های دینامیکی مودال پرداخته شده است. پس از انجام آنالیز مودال تیر مدل سازی شده در نرم افزار اجزا محدود ABAQUS اطلاعات مودال شامل فرکانس ها و شکل های مود سالم و آسیب استخراج شد. تفاوت در مقادیر فرکانس وضعیت های اولیه و ثانویه به دلیل وجود آسیب مشاهده گردید. همچنین، مقادیر معیار همبستگی مودال (MAC) کمتر از 1 به دست آمد که تاییدی بر وجود آسیب است. پردازش سیگنال های شکل مود سالم و معیوب با استفاده از روش تحلیلی آنالیز موجک در محیط نرم افزار MATLAB.R2021a انجام شد. در تمامی مودها مقایسه بین نمودار سیگنال های خروجی وضعیت های سالم و آسیب تفاوت را در منطقه آسیب نشان می دهد به نحوی که با یک بررسی ساده می توان موقعیت های آسیب را با خطای کمتر از 2% شناسایی نمود.

    کلید واژگان: پایش سلامت سازه, تحلیل مودال, پردازش سیگنال, تبدیل موجک, شناسایی آسیب
    Mohtasham Khanahmadi, Majid Gholhaki *, Omid Rezaifar, Behzad Dejkam

    Numerous researchers focus on monitoring the health of structures to ensure safety and reduce maintenance costs. Beams and columns are the primary elements of structures in civil engineering, and designers expect beams and columns to be the last elements to experience damage. This paper identifies steel beam damage based on dynamic modal data. After a modal analysis was performed on the modeled beam using the ABAQUS finite element software, modal information was extracted, including the frequencies and shapes of healthy and damaged modes. Due to the presence of damage, differences in the frequency values of primary and secondary conditions were observed. In addition, modal assurance criteria (MAC) values below one were obtained, confirming the presence of damage. Using an analytical method based on wavelet analysis, MATLAB.R2021a processed healthy and damaged mode shape signals. In all modes, a comparison of the output signal diagrams of healthy and damaged modes revealed the difference in the damaged area, allowing the damage locations to be identified with an error of less than 2 percent using a simple examination.

    Keywords: Structural Health Monitoring, Modal Analysis, Signal Processing, Wavelet Transform, Damage Identification
  • محتشم خان احمدی، حمید محمدی گرفمی، مجید قلهکی*، بهزاد دژکام، محمد اقبال میری

    وقوع خرابی در سازه ها امری اجتناب ناپذیر است و این موضوع که تجمع و گسترش خرابی های موضعی می تواند منشا خرابی های کلی باشد، اهمیت و ضرورت پایش سلامتی سازه را نشان می دهد. آنالیز موجک پاسخ های سازه یکی از روش های تشخیصی آسیب با عملکرد شناسایی مطلوب در حوزه زمان- فرکانس است که با استفاده از آن اطلاعات بیشتری از پاسخ آنالیز شده سازه در دو حوزه زمان و فرکانس حاصل می گردد. با توجه به اینکه تیرها و ستون ها از مهم ترین المان های سازه ای هستند و انتظار می رود آخرین اعضای آسیب دیده سازه ها از تیرها یا ستون ها باشد؛ بنابراین، شناسایی آسیب در آن ها بیش از سایر المان های سازه ای اهمیت می یابد. در این نوشتار با به کارگیری داده های آنالیز مودال مدل اجزا محدود تیر فولادی و پیشنهاد روش تحلیلی آنالیز موجک به ردیابی موقعیت های مختلف آسیب در طول تیر با لحاظ نمودن آسیب به صورت کاهش مدول الاستیسیته فولاد پرداخته شد. تغییر کاهشی مقادیر فرکانسی در تمامی مودها به دلیل وجود آسیب رخ داده است. به منظور ردیابی آسیب، سیگنال شکل مود به دو صورت شکل مود حالت آسیب و تفاضل شکل مود حالت های سالم و آسیب به عنوان سیگنال ورودی تبدیل موجک تعریف گردید. سیگنال های خروجی حاصل از جزییات آنالیز موجک سیگنال ورودی، پرش نسبی حداکثری و حداقلی را در موقعیت های مختلف آسیب نشان دادند، به نحوی که مراکز آسیب با خطای صفر شناسایی گردید. همچنین، نتایج نشان داد که با افزایش شدت آسیب یک موقعیت آسیب، تنها نامنظمی ضرایب موجک آن موقعیت آسیب افزایش می یابد.

    کلید واژگان: پایش سلامت سازه, آنالیز مودال, آنالیز موجک, ردیابی آسیب
    Mohtasham Khanahmadi, Hamid Mohammady Garfamy, Majid Gholhaki*, Behzad Dejkam, Mohammad Eqbal Miri

    Damage to structures is inevitable. Besides, the accumulation and spread of local damage can be a source of global damage; hence, the significance and necessity of monitoring the health of the structure. Wavelet analysis of structural responses is a method of damage detection with optimal performance in the time-frequency domain, which yields more information from the analyzed response of the structure in both time and frequency domains. As beams and columns are among the most fundamental structural elements and, expectably, the last elements to be damaged, it bears greater importance to identify damage in them than in other structural elements. This paper draws on modal analysis data of steel beams modeled in Abacus and a proposal of the wavelet analytical method to track different positions of damage along the beam, where the damages are defined as a decrease in the elastic modal. A decreasing shift in frequency values occurred in all modes due to damage. To detect the damage, the mode shape signal was defined as the damage mode shape and the differentiation between the healthy and the damage mode shapes as the wavelet transform input signal. The output signals from the wavelet analysis of the input signal indicated maximum and minimum relative fluctuations in different situations of damage so that the centers of damage were identified with zero error. The results also revealed that with increasing the severity of the damage, only the irregularity of the wavelet coefficients of that damage position increases.

    Keywords: Structural Health Monitoring (SHM), Modal Analysis, Wavelet Analysis, Damage Detection
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال