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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « wavelet transform » در نشریات گروه « عمران »

تکرار جستجوی کلیدواژه «wavelet transform» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • Hamid Ghafouri *, Amin Khajehdezfuly, Omid Saadat Poor
    Although some researchers indicated that the rotation response of the structure is a proper index to identify the damage location, Wavelet Transform (WT) of rotation response of the bridge is not yet used to detect the damage location in the previous studies. In this regard, a numerical model of a truss bridge was developed using finite element method. The static response of the model under one point-load and a six-axle locomotive was calculated. The response obtained from the model was compared with that of the literature to investigate the validity of the model developed in this study. The WT coefficients of horizontal, vertical and rotation responses of each member of the bridge were obtained based on the Gaus2 wavelet basis function. Several damage scenarios were considered for the bridge to investigate the effectiveness of WT of rotation response of the bridge to detect the damage location. The obtained results show that the WT of horizontal displacement is not a proper index to detect the damage in the bridge members. A Comparison between WT coefficients of vertical displacement and rotation for all members indicates that the rotation response is a proper index to identify the damage and loading locations. In some cases, while the damage causes a significant jump on the WT coefficients of rotations of the members, the WT coefficients of vertical displacement of these members are not influenced by the damage.
    Keywords: Rotation Response, Structural Health Monitoring, Truss Bridge, Wavelet Transform}
  • میلاد ابراهیم نژادشلمانی*، معصومه نظری
    با توجه به احتمال کاهش عمر مفید سازه در نتیجه عواملی چون ترک خوردگی و پدیده هایی نظیر زلزله، کنترل مداوم سازه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد تا با شناسایی به موقع موقعیت و شدت آسیب، بتوان تخمین مناسبی از عمر مفید باقیمانده ی سازه ارایه نمود. یک ابزار قدرتمند برای شناسایی آسیب های موضعی در ساز ه ها تبدیل موجک می باشد که در آن، بدون توجه به پاسخ سازه اصلی (آسیب ندیده)، موقعیت آسیب در سازه با مشاهده تغییر ناگهانی در ضرایب موجک سازه ی آسیب دیده شناسایی می گردد. در این مقاله کاربرد تبدیل موجک برای تشخیص ترک های چندگانه در قاب های خمشی فولادی، که در مطالعات گذشته کمتر مورد توجه بوده است، ارایه شده است. در این راستا، حالت های مختلف ترک به صورت حذف جزء (المان) در قاب های یک طبقه و دوطبقه درنظر گرفته شده و سپس، چهار مد اول سازه در حالت آسیب دیده با استفاده از نرم افزار آباکوس استخراج می گردد. در نهایت، شکل های مدی به دست آمده تحت تبدیل های موجک پیوستهsym2 و coif5 قرار گرفته و توانایی این روش برای تشخیص ترک در سازه ها با درنظرگرفتن اثر مرتبه مدها و همچنین تاثیر فاصله آسیب از تکیه گاه ارزیابی می گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در صورت انتخاب موجک مناسب، این روش قادر است موقعیت آسیب را از نشانک (سیگنال) پاسخ به روشی ساده، قوی و قابل اعتماد استخراج کند. همچنین نشان داده شد که موقعیت آسیب در وسط تیر نسبت به پای ستون با دقت بالاتری قابل شناسایی است. علاوه بر این مشاهده گردید که مدهای بالاتر با وضوح بیشتری موقعیت آسیب را شناسایی می کنند.
    کلید واژگان: پایش سلامت سازه ای, تشخیص خرابی, ترک چندگانه, حذف المان, تبدیل موجک}
    Milad Ebrahimnejad *, Masoume Nazari
    Regarding the possibility of lifetime reduction of the structure due to different factors, including cracking and phenomena, such as earthquakes, it is crucial to constantly monitor the structure so that the location and severity of the damage can be timely identified to correctly estimate the remaining lifetime of the structure. Wavelet transform is a robust tool for identifying local structural damages, by which the damage location is identified by observing a disturbance in the wavelet coefficients of the damaged structure, regardless of the main (undamaged) structure response. This paper addresses the application of wavelet transforms for identifying multiple cracks in steel moment resisting frames, which has received less attention in the literature. To this end, different crack modes were considered in the form of element removal for one-story and two-story frames, and the first four mode shapes of the damaged structure were derived using the ABAQUS. Finally, the derived mode shapes were subjected to continuous coif5 and sym2 wavelet transform, and the capability of the method in identifying cracks in structures accounting for the effect of mode order and damage location was evaluated. The results indicated that if the proper wavelet was selected, the proposed method would be able to identify the damage location based on the response signal using a simple, robust, and reliable way. The results also showed that the damage in the beam was identified with a higher accuracy than the column foot. It was also shown that the location of the damage in the mid-span of the beam can be identified with a higher accuracy than the damage near to the column abutments. Also, it was observed that higher modes could identify the damage location with a higher resolution.
    Keywords: structural health monitoring, Damage detection, Multiple cracks, Element removal, wavelet transform}
  • Shearography-Wavelet-Based Damage Detection Methodology for Aluminum Beams
    Amirhossein Abbasi, Mohsen Khatibinia, Hashem Jahangir *, José Viriato Araújo Dos Santos, Hernani Miguel Reis Lopes
    In this paper, aluminum beams in undamaged status and with single and double damage scenarios as slots with the ratio of the slot depth to the beam thickness of 7% and 28% were constructed at the University of Lisbon, Portugal. Then, with the help of the shrearography method, the modal rotations of each beam were calculated for the first to third vibration mode shapes. By deriving the modal rotations, the modal strains were obtained and introduced as the input of 22 different families of 2D wavelet transforms with three different scales 1, 7, and 15. Utilizing the wavelet coefficients as damage indices, the results showed that the sensitivity of modal curvatures is higher than other modal data for identifying the location of damages. In addition, among scales 1, 7, and 15, considering scale 7 for wavelet families provides more suitable results. On the other hand, the sinc and isodog wavelet families showed a better ability to reveal the damage location than other wavelets. Investigating the ratio of the maximum value of the wavelet coefficients in the middle part of the beams to the maximum value of the wavelet coefficients in the boundaries showed that among the two selected wavelets, sinc and isodog, the sinc wavelet is more sensitive than the isodog wavelet in identifying damages with obtained results of 0.81, 7.81 and 27.10 for first, second and third damage scenarios, respectively. And therefore, it can be considered the best wavelet for detecting artificial damage in the tested aluminum beams.
    Keywords: Shearography method, Wavelet Transform, Modal rotation, Modal curvature, Aluminum beam}
  • محسن صادقیان، اکبر اسفندیاری*، منوچهر فدوی

    در این مقاله، روشی نوآورانه جهت بروز رسانی مدل المان محدود مبتنی بر حساسیت ضرایب تبدیل موجک تابع همبستگی نسبت به پارامترهای سازه ای، جهت شناسایی آسیب ارایه شده است. حساسیت شبه خطی ضرایب موجک تابع همبستگی براساس پارامترهای سازه ای، باتوجه به پاسخ های سازه ای اندازه گیری شده ناقص، ارزیابی شده است. معادله حساسیت پیشنهادی براساس تبدیل موجک تابع همبستگی در مقایسه با تابع تبدیل موجک پاسخ سازه، نسبت به تغییرات محلی سازه، حساسیت بیشتری دارد. ضرایب تبدیل موجک به دست آمده در محدوده فرکانس-های طبیعی و همچنین در مجاورت رزونانس ها که در آن میرایی و اندازه گیری های ناقص، تاثیر قابل توجهی بر نتایج تخمین پارامتر ندارند، جهت شناسایی آسیب در سازه مورد نظر بروز رسانی شده است. الگوریتم پیشنهادی، برای تخمین پارامترهای سازه ای، از مدل قاب جهت بررسی . مطالعه استفاده شده است. با حل معادله حساسیت به روش حداقل مربعات، مدل اجزای محدود سازه برای تخمین مکان و شدت آسیب های سازه به طور همزمان بروز رسانی شده است. توانایی روش بصورت عددی، بر روی سازه قاب، در چندین سناریوی آسیب مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته شده است. نتایج، قدرتمندی روش در تشخیص آسیب در برابر خطای مدل سازی و اندازه گیری جرم با افزودن خطاهای تصادفی به شبیه سازی داده های مدل آسیب دیده و پارامتر جرم را نشان می دهد.

    کلید واژگان: شناسایی آسیب, بروز رسانی المان محدود, تابع همبستگی, تبدیل موجک, تحلیل حساسیت}
    Mohsen Sadeghian, Akbar Esfandiari *, Manouchehr Fadavie

    In this paper, an innovative finite element updating method is presented based on the sensitivity of wavelet transform coefficients of correlations function structural parameters is proposed to identify the damage. The Quasi-linear sensitivity of the wavelet coefficients of the WTCF concerning the structural parameters is evaluated based on incomplete measured structural responses. This WTCF sensitivity is more sensitive to local structural changes than the wavelet transform function response sensitivity. The model is updated by the wavelet transform coefficients achieved in the frequency range in the vicinity of the resonances, in which damping and incomplete measurements have no significant effect on the results of the parameter estimation. The proposed algorithm is used to estimate the structural parameters of the frame model. By the solution of the sensitivity equation through Least-squares method, the finite element model of the structure is updated for estimation of the location and severity of structural damages, simultaneously. The proposed method was successfully applied to a 2D frame model using simulated data contaminated by measurement and modeling errors. The robustness of the method against modeling and mass measurement errors is investigated by adding random errors to the mass parameters of the frame model.

    Keywords: damage detection, Finite element model updating, Auto Correlation, Wavelet transform, Sensitivity analysis}
  • 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}
  • نورالله مجیدی، حسین تاجمیر ریاحی*، سید مهدی زندی آتشبار

    تیوری پری داینامیک با فرمول بندی جدید در معادلات حرکت، روابط انتگرالی را جایگزین مشتقات مکانی می کند. با توجه به این قابلیت، شروع ترک در هر جهت بدون نیاز به افزودن معیارهای رشد ترک امکان پذیر می شود. یکی از اساسی ترین مشکلات در تیوری پری داینامیک، حجم بالای محاسبات به دلیل ماهیت دینامیکی آن است. برای حل این مشکل، در این مقاله با استفاده از تبدیل موجک، مسایل پری داینامیک تحت بار های نامنظم یا تصادفی تحلیل شده است. هدف از این کار افزایش سرعت محاسبات به بیش از 80 درصد است. روش ارایه شده در این مقاله بر روی دو مدل ماده یعنی Prototype brittle material و Micro-plastic material بررسی شده است. در این راستا به تحلیل سازه ها با رفتار خطی و غیر خطی با در نظر گرفتن اثرات ناپیوستگی (مانند ترک) و بدون در نظر گرفتن اثرات ناپیوستگی پرداخته شده است. سازه های انتخاب شده شامل تیرهای یک سر گیردار و دو سر ساده می شوند. هر تیر تحت دو بار ضربه ای نامنظم قرار می گیرد. تیرهای مورد نظر یک مرتبه با تابع اصلی موج ضربه تحلیل می شوند و یک بار هم با موج های تقریبی به دست آمده از روش موجک تحلیل می شوند.نتایج بدست آمده از نمونه های تحقیق حاضر نشان می دهد که روش موجک در سازه های پری داینامیک با رفتار خطی کاهش هزینه ی 87 درصدی و در سازه های پری داینامیک با رفتار غیر خطی کاهش زمان محاسبات 94 درصدی ایجاد می کند. این در حالی است که خطای این روش نیز در حد قابل قبول است.

    کلید واژگان: پری داینامیک, تبدیل موجک, ترک خوردگی, خط ترک, کاهش محاسبات}
    Noorollah Majidi, Hossein Tajmir Riahi *, Mahdi Zandi

    Peridynamic theory with a new formulation in the equations of motion, replaces the partial differential equations with integral equations. Due to this capability, it is possible to model crack initiation in any direction without the need to consider crack-growth criteria. One of the main problems in peridynamic theory is its high computational efforts due to its dynamic nature. If the critical time step of the numerical integration is greater than the loading time step, it will increase the cost of calculations. In this paper, using wavelet transform, peridynamic problems under irregular and random impact loads are analyzed. The aim of this study is to increase the computational speed for these problems. The method presented in this paper is investigated on two material models, namely Prototype brittle material and micro-plastic material. In this regard, structures with linear and nonlinear behavior have been analyzed considering the effects of discontinuities (such as cracks) and without considering the effects of discontinuities. The selected structures include two beams. Each beam is subjected to two types of irregular impact loading. The beams are analyzed once with the main impact (wave) function and once with the approximate impact (waves) functions obtained using wavelet transform. Based on the results of linear and nonlinear analyses of this study, it can be judged that the presented method reduces the computational cost by 87% in perdynamic models with linear behavior. It also bring a 94% reduction in computational costs in predynamic models with nonlinear behavior.

    Keywords: Peridynamic, Wavelet transform, Cracking, Crack line, Computational efforts}
  • هادی فتاحی*، حسین قائدی

    با توسعه و رشد جمعیت در شهرهای بزرگ؛ نیاز به استفاده از امکانات حمل ونقل همگانی مانند مترو رو به افزایش است. با توجه به اهمیت شبکه حمل ونقل شهری، توجه به کنترل سلامت سازه های زیرزمینی در برابر بارهای استاتیکی و دینامیکی بسیار حایز اهمیت می باشد. از آنجا که ایران یکی از کشورهای لرزه خیز جهان است در چند سال اخیر شاهد وقوع زلزله های مخرب و ویرانگری بوده و خسارت های سنگینی را به همراه داشته است. براساس مطالعات پیشین، سازه های زیرزمینی در برابر زلزله از ایمنی بیشتری برخوردار است. زیرا سازه های سطحی تنها در کف و سطح تحتانی به زمین متصل هستند. در صورتی که سازه های زیرزمینی درگیری کاملی با محیط دربرگیرنده داشته و در برابر بارهای زلزله مقاوم تر هستند. اما با این حال با توجه با اینکه اغلب متروها در خاک های کم عمق شهری احداث می شوند، گزارش هایی از خسارت های سنگین و آسیب به این فضاهای زیرزمینی در برابر بار زلزله وجود داشته است. به همین دلیل شناسایی آسیب و کنترل سلامت فضاهای زیرزمینی بخصوص متروها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. در این تحقیق، با توجه به عدم قطعیت در پارامترهای زمین و همچنین عدم پیش بینی دقیق از مسیر حفاری از نرم افزار 3DEC (در زمان برخورد با لایه های سنگی) در کنار نرم افزار PLAXIS3D2020 برای تحلیل استاتیکی و دینامیکی تونل خط 2 مترو مشهد استفاده شده است. بعلاوه در این تحقیق به منظور کنترل سلامت سازه (خط 2 مترو مشهد) از روش های تبدیل موجک (WT) استفاده شده است. به همین منظور سیگنال دریافتی توسط تحلیل های دینامیکی فراخوانی شده و با استفاده از جعبه ابزار تبدیل موجک در نرم افزار MATLAB، محل های آسیب در مدل (اطراف پوشش بتنی و مرزهای کناری) شناسایی شد که بدیهی است پس از شناسایی محل آسیب می توان با استفاده از سیستم نگهداری مناسب از ریزش سازه زیرزمینی در محل های شناسایی شده جلوگیری کرد.

    کلید واژگان: تبدیل موجک, کنترل سلامت سازه زیرزمینی, شناسایی آسیب, نرم افزار PLAXIS3D2020, نرم افزار 3DEC}
    H. Fattahi *, H. Ghaedi

    With the development and growth of the population in big cities; The need to use public transportation facilities such as the metro is growing. Given the importance of the urban transportation network, it is very important to pay attention to the health control of underground structures against static and dynamic loads. As Iran is one of the seismic countries in the world, in recent years it has witnessed devastating earthquakes and has caused heavy damage. According to previous studies, underground structures are more safe against earthquakes. Because surface structures are connected to the ground only on the floor and lower surface. If the underground structures are in full conflict with the surrounding environment and are more resistant to earthquake loads. However, given that most subways are built on shallow urban soils, there have been reports of severe damage to these underground spaces from earthquake loads. For this reason, identifying damage and controlling the health of underground spaces, especially subways, is very important. In this research, due to the uncertainty in the ground parameters and also the lack of accurate forecast of the drilling route, 3DEC software (when dealing with rock layers) along with PLAXIS3D2020 software has been used for static and dynamic analysis of Mashhad Metro Line 2 tunnel. In addition, in order to control the health of the structure (Mashhad Metro Line 2), wavelet transform (WT) methods have been used. For this purpose, the received signal was called by dynamic analysis and using the wavelet conversion toolbox in MATLAB software, damage areas were identified in the model (around the concrete cover and side borders), which obviously can be identified using the maintenance system. Properly prevented the collapse of the underground structure in the identified areas.

    Keywords: Wavelet Transform, Damage detection, PLAXIS3D2020 software, 3DEC software, Health control of underground spaces}
  • علی روشن میاوقی، آزاد یزدانی*، محمدرشید سلیمی

    درنوشتار حاضر، روشی برای شبیه سازی زمین لرزه ی نزدیک گسل شبه پالس با استفاده از مدل سازی مشخصات آنی پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی بر اساس فرایند زمان - بسامد است، که برای در نظر گرفتن مشخصات نامانای زمین لرزه ضروری است. در مطالعه ی حاضر، به منظور حفظ مشخصات نامانای زمین لرزه از تبدیلات هیلبرت و موجک مانا استفاده شده است. از تبدیل موجک مانا به منظور تجزیه ی سیگنال زلزله ی اصلی به یک سری زیرباندهای بسامدی و از تبدیل هیلبرت جهت استخراج مشخصات آنی زمین لرزه ها استفاده شده است. به منظور تولید داده های تصادفی جهت شبیه سازی زلزله ها از توزیع ها و توابع مناسب برازش شده روی مشخصات آنی و ضرایب تقریب به دست آمده از آخرین مرحله ی تبدیل موجک مانا استفاده شده است. در مطالعه ی حاضر، از چند زمین لرزه ی پالس دار برای بررسی کارآمد بودن روش پیشنهادی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد روش پیشنهادی به خوبی مشخصات اصلی زلزله ی ثبت شده را در بر می گیرد و همچنین آثار پالس زمین لرزه را نیز به خوبی حفظ می کند.

    کلید واژگان: زمین لرزه ی شبه پالس, تبدیل موجک, تبدیل هیلبرت, مشخصات آنی, توزیع گوسین}
    A. Roshan- Miavaghi, A. Yazdani *, M.R. Salimi

    In areas near active faults, ground motions usually show a large pulse in velocity time history. These near-field pulse-like ground motions increase the structural failure and cause extensive damage to structures. Due to the limited number of pulse-like ground motion recorded in a range of magnitude and distance, there is a small set of possible earthquake scenarios for seismic engineering in a given area, especially in areas near the fault. A new method has been proposed in this paper for simulating near-field pulse-like ground motions using instantaneous feature modeling. The proposed method is introduced based on the time-frequency process which is necessary to consider non-stationary characteristics of ground motion. In this method of simulation, wavelet-based Hilbert transform is used to extract the non-stationary characteristics of original pulse-like ground motion. The stationary wavelet transform is first applied to decompose the original ground motion into a series of subband frequency, and then the instantaneous features are obtained by applying Hilbert transform on each subband frequency. Instantaneous frequencies are modeled by Gaussian distribution and the instantaneous amplitude fitted by Gaussian curves. Approximation coefficients obtained from the last level of wavelet transform are also simulated using the Gaussian curves. Pulse-like ground motion will be simulated using Hilbert and Wavelet inverse transforms and the new generated data for the instantaneous characteristics and approximation coefficients. In this study, four pulse-like ground motions of Imperial Valley1979 and Northridge 1994 were used to verify the effectiveness of this simulation method. Simulated ground motions were compared with the recorded pulse-like ground motions and various criteria were used to confirm the effectiveness of the proposed method. Peak ground acceleration, response spectrums, and arias curves which are important parameters of ground motion were used in this paper to validate the proposed method. Simulation results not only captured the main characteristics of the recorded pulse-like ground motion, but also preserved the effects of the pulse as well.

    Keywords: Pulse-like ground motion, wavelet transform, Hilbert Transform, Instantaneous Frequency, Instantaneous Amplitude, Gaussian distribution}
  • Hashem Jahangir, Mohsen Khatibinia *, Mehran Mokhtari Masinaei
    Detection of damages in structures during their service life is of vital importance and under attention of researchers. In this paper, it is attempted to identify damages in prestressed concrete slabs using vibration responses obtained from modal testing in the time domain. For this purpose, first some damage scenarios with various geometric shapes and at different locations of numerical models, corresponding to a prestressed concrete slab, were created. Next, the impact hammer force in the modal test was simulated and the accelerations time histories at different degrees of freedom corresponding to the numerical models per two states of damaged and undamaged structure were selected as the inputs for a number of damage indices to identify the damage locations. Some of these damage scenarios have been located at the middle of prestressed concrete slabs and some at the corners. The proposed damage indices in this research are obtained based on the area under the diagram of acceleration time histories, maximum and also the area under diagram of detail coefficients of the wavelet transform using the three wavelet families of Daubechies, Biorthogonal and Reverse Biorthogonal. The results showed that using damage index obtained from the area under diagram of detail coefficients of wavelet transform with the mother wavelet db2 could detect the damage scenarios at the middle and corners of the slab with a well precision. Furthermore, the damage scenarios at the corners of numerical models could be detected properly by using the mother wavelet rbio2.2 in the proposed damage index.
    Keywords: Damage Detection, Vibration responses, Time Domain, Wavelet Transform, Prestressed concrete slabs}
  • سجاد رنجبر، فریدون مقدس نژاد*، حمزه ذاکری

    اطلاعات مرتبط با وضعیت روسازی نظیر خرابی ها، ورودی و مواد اولیه سامانه مدیریت روسازی را تامین می کند. در صورت عدم ارزیابی وضعیت روسازی و یا ارزیابی ناقص و نادرست وضعیت روسازی، امکان انجام عملیات تعمیر و نگهداری مناسب و به موقع وجود نخواهد داشت که این موضوع به افزایش هزینه های نگهداری و بهسازی و افزایش احتمال بروز تصادفات منجر خواهد شد. از این رو، تحقیقات گسترده ای با هدف بکارگیری فناوری های جدید در جهت ارزیابی دقیق و خودکار خرابی های روسازی انجام شده است. خرابی قیرزدگی یکی از خرابی های روسازی آسفالتی است که مستقیما بر اصطکاک سطحی و مانورپذیری وسایل نقلیه تاثیر می گذارد. علی رغم اهمیت خرابی قیرزدگی، ارزیابی خودکار این خرابی نسبت به سایر خرابی ها نظیر ترک خوردگی، چاله، شیارافتادگی کمتر مورد توجه جامعه تحقیق بوده است. در این پژوهش، سعی شده است که با استفاده از روش های جدید نظیر یادگیری عمیق و ابزارهای مختلف پردازش تصویر، یک سامانه کارآمد مبتنی بر تصویر به منظور ارزیابی خودکار خرابی قیرزدگی ارایه شود. برای این منظور، از روش انتقال یادگیری برای ساخت مدل تشخیص خرابی و از یک فرآیند پردازش تصویر مبتنی بر تبدیل موجک برای تفکیک نواحی قیرزده استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که سامانه ارایه شده در این پژوهش، در تشخیص خرابی و تفکیک نواحی قیرزده به ترتیب با متوسط بالای 98 و 87 درصد، عملکرد خوبی در ارزیابی خرابی قیرزدگی دارد و می تواند به عنوان ابزاری کارآمد در ارزیابی قیرزدگی بکار گرفته شود.

    کلید واژگان: سامانه مدیریت روسازی, ارزیابی خرابی, قیرزدگی, یادگیری عمیق, تبدیل موجک}
    Sajad Ranjbar, Fereidoon Moghadas Nejad *, HAMZEH ZAKERI

    Pavement inspection is an important part of pavement management systems because this part provides input and raw material information to the system. If the pavement situation has not been assessed or incorrectly assessed, it will not be possible to carry out optimum maintenance and repair operations. It can also cause higher maintenance costs and the risk of accidents. Pavement distress information is crucial data that should be collected and evaluated in the pavement inspection process. Accordingly, wide research has been conducted to develop more efficient systems for the evaluation of pavement distresses using new technologies. Bleeding is one of the asphalt pavement distresses, which directly affects the skid resistance and vehicle maneuverability. Based on the literature, pavement bleeding received the attention from the research community less than other pavement distress such as cracks, rutting, raveling, and potholes. This research attempts to develop an efficient system for the automatic evaluation of asphalt pavement bleeding. For this aim, the transfer learning method was applied to train a pre-trained convolutional neural network for bleeding detection. Also, various image processing techniques (wavelet transform analysis as the main technique) were used to segment bleeding regions in pavement images. Results indicated that the proposed system has good performance in bleeding detection and segmentation with 98% and 87%, respectively. Accordingly, this system can be applied as an efficient system for pavement bleeding evaluation.

    Keywords: Pavement Management System, distress evaluation, bleeding, Deep learning, Wavelet transform}
  • محتشم خان احمدی، امید رضایی فر*، مجید قلهکی
    سازه های مهندسی در طول عمر خود شرایط مختلفی را تجربه می کنند که ممکن است تحت این شرایط، خرابی هایی در برخی المان های سازه به وجود آید. تیرها به عنوان اجزا اصلی سازه های ساختمانی، پل ها و یکی از مهم ترین اجزا ماشین آلات صنعتی محسوب می شوند، بنابراین، شناسایی موقعیت های مختلف خرابی های موضعی به وجود آمده در آن ها دارای اهمیت می باشد. در این مقاله تیر فولادی با شرایط تکیه گاهی دو سر ساده در حالت های سالم و معیوب در محیط نرم افزار المان محدود ABAQUS مدل سازی و تحت اثر بار استاتیکی ثابت مورد تحلیل استاتیکی واقع شده است. همچنین، تیر فولادی بدون اثر بارگذاری تحلیل فرکانسی شده است. تغییرات به وجود آمده در ضرایب منحنی برازشی جابجایی های استاتیکی حاصل از رگرسیون چندجمله ای و همچنین، تغییرات در مقادیر فرکانس های مودهای مختلف حالت های سالم و معیوب، وجود خرابی در طول تیر را تایید می نماید. جهت شناسایی موقعیت های مختلف خرابی، تفاضل جابجایی های استاتیکی و نیز، شکل مودهای درون یابی شده حالت های سالم و معیوب با استفاده از تبدیلات موجک پیوسته و گسسته مورد تحلیل واقع شدند. جزییات درون یابی شده حاصل از تحلیل تبدیلات موجک پیوسته و گسسته در محل وقوع خرابی ها، نامنظمی ها و اغتشاشات در ضرایب موجک را نشان می دهند، به طوری که مینیمم ها و ماکزیمم های نسبی پرش در ضرایب موجک، در تمامی حالت های بررسی شده در محل وقوع خرابی ها اتفاق افتاده است. نیز، حساسیت ضرایب موجک هر یک از محل های خرابی مستقل از سایر محل های خرابی با شدت های مختلف است. همچنین، محل وقوع مینیمم ها و نیز ماکزیمم های ضرایب موجک در یک موقعیت خرابی با شدت های مختلف (با خطای تقریبا صفر) بر هم منطبق می باشند.
    کلید واژگان: رگرسیون چندجمله ای, جابجایی استاتیکی, شکل مود, تبدیل موجک, شناسایی خرابی}
    Mohtasham Khanahmadi, Omid Rezayfar *, Majid Gholhaki
    Engineering structures experience different conditions during their life time that may result in damages in some structural elements under these conditions. Beams are considered as the main components of building structures, bridges, and the most important parts of the industrial machinery therefore, it is important to identify the various situations of occurred local damages. In this paper the steel beam was modeled by the plain-ends of support conditions in the healthy and damaged states in the finite element software of ABAQUS and the static analysis was performed by the influence of constant static load. The frequency analysis of the steel beam was conducted without the influence of loading. Changes of fitting curve coefficients of static displacements resulting from the polynomial regression and also changes in the frequency values of the different modes of healthy and damaged states confirm the damage of the beam. In order to detect the various failure situations, the difference of static displacements and also the difference of the interpolated modes of healthy and damaged states analyzed using the continuous and discrete wavelet transformations. The interpolated details resulted from analyzing the continuous and discrete wavelet transformations at the site of damages show the irregularities and perturbations in the wavelet coefficients, such that the relative minimums and maximums of jump in wavelet coefficients happened in all investigated states in the site of damages. Also, results show the wavelet coefficients sensitivity at the site of each damage independent of the wavelet coefficients sensitivity in other damaged sites with different intensities. Also, the occurrence place of minimums and maximums of wavelet coefficients coincide in a damaged situation with different intensities (with approximately zero error).
    Keywords: Polynomial Regression, Static Displacement, Mode shape, Wavelet transform, Damage detection}
  • وحید کرمی، محمدرضا چناقلو*، احمدرضا مصطفی قره باغی

    در مطالعه ی حاضر فرایند تشخیص آسیب در پایه های یک اسکله ی دلفینی بر مبنای مدل سازی آزمایشگاهی و عددی با به کارگیری انرژی موجک که از حساسیت بالایی نسبت به تغییرات جزیی در یک سیگنال ارتعاشی برخوردار است، ارایه شده است. همچنین بدون استخراج یک رابطه ی تحلیلی مشخص با عنوان شاخص آسیب، به طور مستقیم با محاسبه ی چگالی انرژی تبدیل موجک پیوسته (اسکالوگرام)، موقعیت دقیق آسیب تعیین شده است. بررسی نتایج حاصل نشان داد که روش پیشنهادی در سناریوهای شبیه سازی آسیب چندتایی بدون هیچ گونه خطای اضافی موقعیت سه آسیب ایجاد شده را به خوبی و با دقت لازم پیش بینی می کند. درحالی که در روش های دیگر تخمین موقعیت آسیب ها توام با خطاست. مقایسه ی نتایج به دست آمده از روش پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی، قابلیت روش به کار گرفته شده در تشخیص آسیب های چندتایی را با محاسبه ی چگالی انرژی تبدیل موجک پیوسته نشان می دهد.

    کلید واژگان: اسکله ی دلفینی, تبدیل موجک, تشخیص آسیب, اسکالوگرام}
    V. Karami, M.R. Chenaghlou *, A.R Gharabaghi

    Marine structures are exposed to harsh sea environments. These structures may suffer physical damages such as collision, explosion, and chemical ones like corrosion during their exploitation. Diagnosis of damages and their repair in these important structures increase their service life. To find the damage to a structural system, it is necessary to consider its effects. According to the theory of structures, the static and dynamic responses of any structure are related to its stiffness. As a result, any sudden change in the stiffness is accompanied by a change in the static and dynamic responses of the structure; thus, it is possible to detect the probable damage in a structural system by changing its responses before and after the damage. Extreme importance of civil structures on the one hand and their expensive maintenance costs on the other hand have led researchers to strive to find more accurate and useful methods for detecting structural damage to their early stages of occurrence. In this regard, wavelet transform, which is a powerful mathematical tool for signal processing, has attracted the attention of many researchers in the field of health monitoring. In this study, based on laboratory and numerical modeling, the damage detection process in the piles of a dolphin wharf was evaluated using wavelet energy that had high sensitivity to minor changes in a vibration signal. Also, without extracting the analytical equation of the damage index, the exact location of the damage is determined directly by calculating the continuous wavelet transform energy density (Scalogram). Evaluation of the results demonstrated that the proposed method in multiple damage simulation scenarios accurately predicted the location of three damages without any additional errors. While estimating the location of damages is accompanied by error in other methods. Comparison between the results obtained from the proposed method and laboratory results demonstrates the capability of the introduced method to detect multiple damages by calculating the continuous wavelet transform energy density.

    Keywords: Dolphin wharf, wavelet transform, Damage detection, Scalogram}
  • محتشم خان احمدی، امید رضایی فر*، مجید قلهکی
    بسیاری از سازه ها در طول بهره برداری از آن ها دچار خسارت هایی جزیی در برخی از المان ها می باشند و در نتیجه گسترش این نوع خسارت ها، عمر مفید سازه ها کاهش و در برخی موارد دچار تخریب کلی می گردند. به همین دلیل امروزه اطمینان از وضعیت سلامت سازه ها و عملکرد آن ها به عنوان یکی از مهم ترین مسایل مهندسی مطرح می باشد. با توجه به محدودیت های روش های سنتی عیب یابی، روش های بر پایه تغییرات در مشخصه های ارتعاشی سازه شکل گرفته اند. در این مقاله با در نظر گرفتن شکل مودهای دیوار پیش ساخته پانلی در قبل و بعد از خرابی به عنوان یک سیگنال پردازشی دو بعدی، با استفاده از تبدیل موجک گسسته دو بعدی به شناسایی ناحیه خرابی پرداخته شده است. در ابتدا دیوار پیش ساخته پانلی در نرم افزار المان محدود ABAQUS مدل سازی و جهت استخراج پاسخ های مودال، مورد تحلیل فرکانسی واقع شد و با پاسخ های مودال نمونه آزمایشگاهی نظیر صحت سنجی گردید. تغییرات در مقادیر فرکانس های طبیعی و همچنین، عدم سازگاری شکل مودها بر اساس معیار اطمینان مودال (MAC) و زاویه بین شکل مودها، وجود خرابی در سازه را تایید می نماید. نیز، جزییات قطری حاصل از تحلیل تبدیل موجک تفاضل یا مجموع شکل مودهای سالم و معیوب درون یابی شده (بسته به زاویه بین شکل مودها، اگر تقریبا صفر درجه باشد، تفاضل و اگر تقریبا 180 درجه باشد، مجموع شکل مودها تحلیل می گردد) نشان دهنده نامنظمی بیشتری از ضرایب موجک در نواحی خرابی نسبت به سایر نواحی می باشد؛ به طوری که ماکزیمم ها و مینیمم های نسبی پرش در ضرایب موجک، در محل وقوع خرابی ها اتفاق افتاده است.
    کلید واژگان: پایش سلامت سازه, دیوار پیش ساخته, شکل مود, معیار اطمینان مودال, تبدیل موجک, شناسایی خرابی}
    Mohtasham Khanahmadi, Omid Rezayfar *, Majid Gholhaki
    A large number of structures experience minor damage in some elements during operation, therefore, the development of this type of damage reduces the service life of the structures and in some cases leads to total destruction. That's why, today, being assured of the health status of structures and their performance is proposed as one of the most important engineering issues. Considering the limitations of traditional damage detection methods, the methods based on changes in the vibrational characteristics of the structure have been formed. In this paper, given the modes shape of the panel prefabricated wall before and after destruction as a 2-D signal processing, the damaged zone was detected using discrete 2-D wavelet transform. At first, the panel prefabricated wall was modeled in the ABAQUS finite element software, and the frequency analysis was done to extract modal responses and was validated using modal responses of the corresponding laboratory sample. Changes in the values of natural frequencies, as well as the incompatibility of the modes shape based on the Modal Assurance Criterion (MAC) and the angle between the modes shape confirm the damage in the structure. Additionally, diagonal details from differential or summation wavelet transform analysis of the interpolated healthy and damaged modes shape (depending on the angle between the modes shape, if it approximately equals zero degree, the differential of modes shape is analyzed, and if it approximately equals 180 degree, the summation of modes shape is analyzed) indicate more irregularity of the wavelet coefficients in the damaged zone compared to other zones such that the jump relative maxima and minima in the wavelet coefficients have occurred in the damage occurrence zone.
    Keywords: Structural health monitoring, Prefabricated Wall, Mode shape, Modal Assurance Criterion, Wavelet transform, Damage detection}
  • محتشم خان احمدی، امید رضایی فر*، مجید قلهکی

    همواره وقوع خرابی در سازه ها امری اجتناب ناپذیر می باشد. تاکنون نمونه های بسیاری از انواع خرابی ها در سازه های مهندسی با تلفات جانی و مالی فراوانی به ثبت رسیده است. از این رو، شناسایی عیوب سازه در طول بهره برداری از آن به منظور تامین ایمنی با کمترین هزینه موضوع بسیاری از تحقیقات دو دهه اخیر بوده است. در این راستا، تبدیل موجک که یک ابزار ریاضی توانمند پردازش سیگنال ها می باشد، در حوزه پایش سلامت سازه ها نظر بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب نموده است. در این مقاله با توجه به گسترش روز افزون دیوار برشی فولادی در صنعت ساختمان سازی، مسئله شناسایی محل خرابی در صفحات فولادی مورد توجه واقع گردید. در ابتدا صفحه فولادی با شرایط تکیه گاهی آزاد در نرم افزار المان محدود ABAQUS مدل سازی و تحلیل فرکانسی شد، سپس هشت شکل مود اول حالت های سالم و آسیب دیده استخراج گردید. شکل مودهای اولیه و ثانویه به عنوان یک سیگنال فضایی دو بعدی توسط تبدیل موجک گسسته دو بعدی مورد تحلیل واقع شدند. نتایج حاصل از جزییات قطری تحلیل موجک شکل مودهای ثانویه در مقایسه با شکل مودهای اولیه، اغتشاش بیشتری از ضرایب موجک را در محل وقوع خرابی ها نشان می دهد، به طوری که با تحلیل موجک شکل مودهای مود اول نسبت به شکل مودهای بالاتر، محل خرابی ها با هم سطحی مناسب تری از ضرایب موجک با خطای کمتر از %6 آشکار می گردد

    کلید واژگان: تبدیل موجک, پردازش سیگنال, پایش سلامت سازه, صفحه فولادی, شکل مود, شناسایی خرابی}
    Mohtasham Khanahmadi, Omid Rezayfar *, Majid Gholhaki

    Damage occurrence is always inevitable in structures. So far, many examples of damage types in engineering structures have been recorded with many losses of human and financial. For this reason, the detecting of structural damages during its exploitation to provide safety with the lowest cost has been the subject of many researchers in the last two decades. In this regard, the wavelet transform is a powerful mathematical tool for signal processing, has attracted the attention of many researchers in the field of health monitoring of structures. In this paper, due to the increase of steel plate shear wall in the building industry, it was considered the problem of detecting the location of the damage in steel plates. In this paper, due to the increase of steel plate shear wall in the building industry, it was considered the problem of detecting the location of the damage in steel plates. At first, the steel plate was modeled in ABAQUS finite element software with free support conditions, and then the healthy and damaged first eight mode shape was extracted. The primary and secondary modes shape was analyzed using discrete two-dimensional wavelet transform as a two-dimensional spatial signal. The results of the diagonal details of the wavelet analysis of secondary modes shape show the turbulence of the wavelet coefficients, compared with primary modes shape in damage locations; so that, wavelet analysis of the modes shape of the first mode, show damage location with the better equivalence of wavelet coefficients and the error of less than 6%.

    Keywords: wavelet transform, Signal processing, structural health monitoring, Steel Plate, Mode shape, Damage detection}
  • محمدرضا محمدی زاده*، سامان سلامی

    امروزه تشخیص خرابی در سازه ها، از موضوعات مورد توجه در بحث پایش سلامت سازه ها می باشد. با بررسی تغییرات ایجاد شده در پاسخ سازه ای بلحاظ تغییر سختی، می توان انواع خرابی ها را شناسایی نمود. تبدیل موجک یک ابزار نسبتا جدید ریاضی در زمینه پردازش سیگنال های ناپایدار می باشد و با مباحث زمان و فرکانس ارتباط نزدیکی داشته و قابلیت زیادی را برای تشخیص آسیب سازه ای دارد. تغییرات سختی شامل ترک خوردگی، تسلیم شدگی فولاد، خردشدگی بتن و گسیختگی FRP در مقاطع مقاوم سازی شده بتن مسلح یا فولادی می باشد. به کمک تبدیل موجک می توان با اندازه گیری لحظه به لحظه پاسخ حاصل از بارگذاری خمشی یا پیچشی، ظرفیت مقطع متناظر با تغییرات سختی را تعیین نمود. نمونه های آزمایشگاهی مورد بررسی شامل تیرهای فولادی مقاوم سازی شده با FRP پرشده با بتن تحت اثر خمش و تیرهای بتن مسلح مقاوم سازی شده با CFRP تحت اثر پیچش خالص موجود در ادبیات فنی می باشد. نتایج حاصل از تبدیل موجک نشان می دهد که محل آسیب به صورت اغتشاشاتی در نمودار ضرایب موجک گسسته نمایان می شود که بیانگر زمان رخداد ترک خوردگی، تسلیم شدگی فولاد، خردشدگی بتن در ناحیه فشاری و گسیختگی FRP است. لذا با استفاده از تبدیل موجک و پردازش داده ها می توان ظرفیت های ترک خوردگی و تسلیم مقطع تیرهای تحت اثر پیچش و ظرفیت تسلیم فولاد و ظرفیت نهایی مقطع تیرهای تحت اثر خمش را محاسبه نمود. نتایج نشان میدهد که تطابق بسیار خوبی بین نتایج بدست آمده از روش تبدیل موجک گسسته با نتایج آزمایشگاهی و عددی وجود دارد.

    کلید واژگان: تبدیل موجک, تشخیص خرابی, ظرفیت ترک خوردگی, پیچش, خمش}
    Saman Salami

    Damage detection is a topic of great importance for structural health monitoring. Many varieties of structural damage can be detected by examining changes in structural response in terms of stiffness. Wavelet transform is a powerful mathematical tool for the processing and time-frequency analysis of transient signals and has great potential to be used in structural damage detection. In FRP-strengthened reinforced concrete and steel sections, stiffness changes can be caused by cracking, yielding of steel components, crushing of concrete, or rupture of FRP panels. With the help of wavelet transform, it is possible to use the continuous measurements of the response to bend or torsional loading to estimate the capacity of the cross section corresponding to the stiffness changes. In this paper, bending of FRP-reinforced steel beams filled by concrete under bending and CFRP-reinforced concrete beams under pure torsion is evaluated. The results show that the location of the damage appears as perturbations in the diagram of discrete wavelet coefficients, which indicate the time of cracking, yielding of steel, crushing of concrete in the compression zone, and rupture of FRP. Therefore, a wavelet transform-based data processing procedure can be used to estimate the cracking and yielding capacities of the beams subjected to torsion, the yielding capacity of the steel and the ultimate capacity of the beams subjected to bending. The results demonstrate a high level of agreement between the estimates obtained from the discrete wavelet transform method and the examined experimental and numerical data.

    Keywords: Wavelet transform, damage detection, cracking capacity, torsion, bending}
  • رضا کامگار*، نورالله مجیدی، علی حیدری

    در طراحی سازه طراح می بایستی سازه را برای بیشینه باری که احتمال می رود سازه در طول عمر خود با آن مواجه شود، طراحی کند. در این مقاله با توجه به اطلاعاتی که از زمین لرزه های رخ داده درگذشته به دست می آید، تحریکات بحرانی قاب برشی مجهز شده به مهاربند بازویی، تحت دو حالت قیدی محاسبه می شوند. بدین منظور یک مسئله ی بهینه سازی غیرخطی حل می شود و در آن تابع هدف بیشینه سازی جابجایی بام سازه در نظر گرفته می شود. در هر حالت قیدی تحریکات بحرانی محاسبه و به ترتیب تحت عنوان تحریکات بحرانی اول و دوم شناخته می شوند. در حالت قیدی اول انرژی و بیشینه شتاب به عنوان قیود در نظر گرفته می شود درحالی که در حالت قیدی دوم، قید حد فوقانی طیف فوریه به این قیود اضافه می شود. درنهایت خصوصیات تحریکات بحرانی به همراه زلزله های استفاده شده جهت تولید تحریکات بحرانی با استفاده از روش تحلیل فوریه و تبدیل موجک پیوسته بررسی می شود. نتایج مثال عددی ارایه شده نشان می دهد که طیف فوریه ی زلزله ی بحرانی حالت اول در فرکانسی نزدیک به فرکانس مود اول ارتعاشی سازه 68/6 برابر بیشینه مقدار متناظر در سایر زلزله ها است و همین امر منجر به تولید زمین لرزه ای بحرانی تر شده است. همچنین با استفاده از منحنی زمان- فرکانس، نشان داده می شود که تقریبا زمان غالب فرکانس ها (زمانی که بیشتر فرکانس ها در آن زمان رخ می دهند) برای تمامی زلزله ها بیشتر از ده ثانیه است و همچنین مدت زمان حرکت قوی هر زلزله در داخل بازه ی زمانی مربوط به زمان غالب فرکانسی همان زلزله قرار دارد.

    کلید واژگان: تحریک بحرانی, قاب برشی, تبدیل موجک, تحلیل فوریه, بهینه سازی}
    Reza Kamgar *, Noorollah Majidi, Ali Heidari

    A designer needs to design a structure with the aim of obtaining the maximum possible load expected for the structure during its lifetime. In this paper, with regards to the information obtained from the earthquakes, the critical earthquakes were computed for a shear frame building, equipped with a belt truss system and subjected to two constraint scenarios. For this purpose, a nonlinear optimization problem has been solved, in which the objective function was the maximization of the roof displacement. In the first constraint scenario, the computed critical earthquake was known as the first state critical earthquake. In addition, for the second constraint scenario, the earthquake was named as the second state critical earthquake. In the first scenario, the energy and peak ground acceleration was considered as the constraints, while in the second scenario, the upper bound Fourier spectrum was added to these constraints. Finally, properties of the initial and critical earthquakes were investigated using the Fourier analysis method and continuous wavelet transform. The numerical results showed that the Fourier spectrum of the first critical earthquake was 6.86 times higher than the maximum values for the same parameter for other earthquakes at a frequency near the first natural frequency of the structure. Also, using time-frequency curve, it was shown that duration of the strong ground motion of all earthquake places within the dominant duration of the frequencies of the same earthquake was more than 10 sec.

    Keywords: Critical excitation, shear frame, Wavelet transform, Fourier frequency, optimization}
  • کیومرث روشنگر*، رقیه قاسم پور

    بارش یکی از مهم ترین اجزای چرخه آب بوده و در سنجش خصوصیات اقلیمی هر منطقه، نقش بسیار مهمی ایفا می کند. تخمین مقادیر بارش ماهانه برای اهداف مختلفی چون برآورد سیلاب، خشکسالی، برنامه ریزی آبیاری و مدیریت حوضه های آبریز اهمیت زیادی دارد. در تحقیق حاضر، پیش بینی بارش ماهانه ایستگاه تبریز با استفاده از روش هوشمند رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) بر پایه روش تجزیه یکپارچه مد تجربی کامل (CEEMD) و تبدیل موجک (WT) مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، مدلهای متفاوتی بر اساس شاخصهای پیوند از دور و عناصر اقلیمی تعریف شد و نرخ تاثیر پارامترهای ورودی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تحلیل مدلها قابلیت و کارایی بالای روش به کار رفته را در تخمین میزان بارش ماهانه به خوبی نشان داد. ملاحظه گردید که در پیش بینی بارش ماهانه، شاخصهای پیوند از دور NAO, Nino3 ,MEI و عناصر اقلیمی شامل میانگین دمای ماهانه و رطوبت نسبی و همچنین بارش مربوط به ماه های گذشته در پیش بینی مقادیر بارش تاثیرگذار بوده و موجب بهبود نتایج مدل ها می گردد. در بررسی روش های تجزیه ی یکپارچه مد تجربی کامل و تبدیل موجک گسسته مشاهده گردید که تجزیه براساس تبدیل موجک منجر به نتایج دقیق تری می گردد. بهترین حالت ارزیابی برای داده های آزمون با استفاده از تجزیه ی تبدیل موجک در حالت مدلسازی بر اساس داده های اقلیمی و عناصر پیوند از دور با مقادیر 889/0DC=، 961/0R= و 036/0RMSE=، بدست آمد. همچنین براساس نتایج آنالیز حساسیت مشخص گردید Pt-3 تاثیرگذارترین پارامتر در مدل سازی است.

    کلید واژگان: بارش, تبدیل موجک, عناصر اقلیمی, مد تجربی, GPR}
    Kiyoumars Roushangar *, Roghayeh Ghasempour

    Precipitation is one of the most important components of water cycle and plays an important role in assessing the climatic characteristics of each region. Estimates of monthly rainfall are important for various purposes such as flood estimation, drought, irrigation planning, and river basin management. In the present study, the monthly rainfall of Tabriz station was investigated using the intelligent Gaussian Process Regression (GPR) method based on Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition (CEEMD) and Wavelet Transform (WT). In this regard, different models were defined based on teleconnection patterns and climatic elements, and the impact of different input parameters was assessed. The obtained results from the models proved the high capability and efficiency of the applied method in predicting the monthly precipitation. It was observed that in prediction of the monthly precipitation, NAO, Nino3, MEI and climatic elements including mean monthly temperature and relative humidity, as well as precipitation related to the previous months, are effective in prediction and improve the models accuracy. The results showed that time series decomposition based on wavelet transformation led to more accurate outcomes compared to the complementary ensemble empirical mode decomposition. The best evaluation of test series using wavelet transform decomposition was obtained for the state of modeling based on teleconnection patterns and climatic elements with the values of DC=0.889, R=0.961 and RMSE=0.036. Also, based on the sensitivity analysis, Pt-3 was found to be the most effective parameter in modeling.

    Keywords: Climatic elements, Empirical mode, GPR, Precipitation, Wavelet transform}
  • سالار منیعی*، کاوه کرمی، پژمان فاتحی

    اخیرا شناسایی لحظه ای سازه ها تنها براساس خروجی اندازه گیری شده حین ارتعاش مورد توجه خاصی قرار گرفته است. یکی از روش‎های قدرتمند شناسایی آفلاین سیستم، روش آنالیز اجزای پراکنده می باشد که در زیرمجموعه روش‎های شناسایی کور منبع (BSI) قرار دارد. این روش با انتقال پاسخ‎های دینامیکی سازه از حوضه زمانی به فرکانسی موجب پراکندگی داده‎ها شده و بر اساس آن پارامترهای مودال سیستم شناسایی می گردد. در بخش انتقال داده ها به حوضه فرکانسی وجود مشکلاتی از قبیل حجم زیاد داده ها و نیاز به تغییر مداوم ابعاد پنجره های زمانی با توجه به تغییرات ورودی امکان شناسایی لحظه ای سیستم را دچار مشکل جدی می نماید. برای حل این چالش، در این پژوهش یک روش آنالیز اجزای پراکنده توسعه یافته برمبنای انتقال موجک (WT-SCA) به منظور شناسایی لحظه ای سیستم پیشنهاد می گردد. در ادامه، با بکارگیری WT-SCA و یک میراگر جرمی تنظیم شونده نیمه فعال (STMD) الگوریتمی برای توسعه یک سازه هوشمند ارایه می شود؛ به طوری که اگر در اثر تحریکات محیطی شدید در پارامترهای مودال سازه تغییری ایجاد شود مشخصات مکانیکی STMD به کمک WT-SCA به گونه ای تنظیم مجدد می گردد که همواره در برابر این تغییرات مقاوم و پایدار باشد. ارزیابی عملکرد و دقت روش پیشنهادی از طریق مثال‎های عددی انجام می گیرد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که WT-SCA با دقت قابل قبول سیستم را به صورت لحظه ای شناسایی و پاسخ های دینامیکی سازه مجهز به STMD را نیز به طور موثری کاهش می دهد.

    کلید واژگان: آنالیز اجزای پراکنده, تبدیل موجک, شناسایی کورمنابع, شناسایی لحظه ای, میراگر جرمی تنظیم شونده نیمه فعال}
    Salar Manie *, Kaveh Karami, Pejman Fatehi

    Recently, output only based real time identification of structures has attracted attention. One of the powerful offline system identification is the sparse component analysis (SCA) methods which are essentially a subset of blind source identification methods. This methods by transferring the dynamic response of the structure from time domain to frequency domain results in sparsity of the data and identifies the modal parameters of the system. In transferring data to the frequency domain, issues such as high data volume and continuous need for changing the time windows according to the variations in the input data result in limitations for real time identification. To overcome these problems, in this study, a wavelet transform-based sparse component analysis (WT-SCA) method is proposed for real time identification of structures. Then, using the proposed WT-SCA method and a semi-active tuned mass damper (STMD), an algorithm is proposed for developing a smart structure in a way that if any changes tend to occur in modal parameters of the structure due to a strong environmental excitation, the mechanical characteristics of the STMD using the WT-SCA method are retuned such that the system is stable and quite robust against the variations. The performance and accuracy of the proposed method are evaluated using numerical examples. Results demonstrate that the WT-SCA identities the real-time system state of the system with acceptable accuracy and reduces the dynamic response of structures equipped with STMD device effectively.

    Keywords: Sparse component analysis, Wavelet transform, blind source identification, real time identification, semi-active tuned mass damper}
  • علی حیدری*، نورالله مجیدی

    یکی از روش های بررسی بسامد موج زلزله، استفاده از سری فوریه و طیف توان است. در نوشتار حاضر، به بررسی بسامد مود غالب سازه تحت زلزله با استفاده از طیف توان پرداخته شد و بسامدی از زلزله، که بیشترین تاثیر را در پاسخ سازه داشت، بررسی شده است. برای این منظور، ابتدا با استفاده از تیوری موجک گسسته، شتاب نگاشت زلزله تا 5 مرحله فیلتر شده است. در هر مرحله از فیلتر، دو موج تقریبات و جزییات حاصل شد. با توجه به مطالعات پیشین، موج تقریبات به موج زلزله ی اصلی نزدیک تر است. به همین جهت برای انجام تحلیل در حوزه ی بسامد، طیف توان موج تقریبات رسم شد. سپس چند سازه)4 سازه(تحلیل مودال شدند و سپس تحت طیف توان زلزله در حوزه ی بسامد تحلیل شدند و بسامد مود غالب آن ها به دست آمد. با استفاده از تبدیل موجک، تعداد نقاط شتاب نگاشت زلزله ی اصلی به اندازه ی 32 برابر کاهش می یابد، در صورتی که خطای ناچیزی در تخمین بسامد غالب سازه وجود دارد.

    کلید واژگان: زلزله, طیف فوریه, طیف توان, تبدیل موجکی, بسامد غالب}
    A. Heidari*, N. Majidi

    One of the methods of quake frequency investigation is the use of Fourier series and power spectrum. In this paper, the frequency of the major structural modalities in the earthquake is investigated using the power spectrum and the frequency of the earthquake, which has the greatest effect on the structure response. For this purpose, first, using the discrete wavelet theory, the acceleration of the earthquake is filtered up to 5 steps. At each stage of the filter, two waves of approximations and details are obtained. By analyzing the frequency content of approximate waves and details using the power spectrum and the Fourier spectrum, it results that the frequency of the wave is closer to the original wave of the earthquake. For convergence, the effect of frequency due to different frequencies in approximate waves is considered by the frequency effects of different frequencies in the main earthquake hypothesis called the approximation of the approximate wave to the maximum acceleration of the wave of the main earthquake. In order to verify the validity of the hypothesis, again, the Fourier spectrum and the power spectrum should be plotted for new approximation waves. After examining the frequency of the wave of approximations, it is concluded that the hypothesis works well. By studying the frequency content of the new approximation wave, it follows that for dynamic analysis, the frequency range of the power spectrum is more accurate than the Fourier spectrum. For this reason, the power spectrum is used for analytical calculations. Finally, with the investigations carried out in this paper, for the frequency domain analysis, the scalar approximation power spectrum is plotted. Then, several structures of the modal analysis and under the frequency spectrum of earthquake analysis are in the frequency domain. From the frequency response analysis curve and the results of the modal analysis, the frequency of the dominant mode of the structure is predicted. Using the wavelet transform, the number of accelerated earthquake mapping points reaches 1/32 But there was little mistake in estimating the prevailing frequency of the structure.

    Keywords: Earthquake, Fourier Spectrum, Power Spectrum, Wavelet Transform, Dominant Frequency}
  • رضا شهابیان مقدم، سید علی صحاف *

    ارزیابی خرابی روسازی یکی از بخش های مهم سیستم های مدیریت روسازی جهت اتخاذ موثرترین راهبرد تعمیر و نگهداری راه می باشد. در دهه اخیر، مطالعات وسیعی به منظور توسعه روش های خودکار پردازش خرابی های روسازی بر پایه فنون بینایی ماشین انجام گرفته است. از مهم ترین اجزای ساختاری سیستم های بینایی کامپیوتر، شیوه استخراج ویژگی می باشد. در اغلب حوزه های کاربردی پردازش تصویر، ویژگی های بافتی نسبت به دیگر ویژگی ها، اطلاعات کارآمدتری از خصوصیات نواحی تصویر ارایه می نمایند. در این تحقیق، از سه الگوریتم مختلف به منظور استخراج بردار ویژگی و آنالیز آماری بافت شش نوع از خرابی های سطح روسازی آسفالتی استفاده شده است. الگوریتم نخست مبتنی بر استخراج آمارگان بافتی مرتبه دوم تصویر بر پایه ماتریس هم رخداد سطوح خاکستری در حوزه مکان می باشد. در الگوریتم های دوم و سوم، توصیف گرهای بافتی مرتبه دوم الگوی باینری محلی، </em> </em>به ترتیب در حوزه مکان و حوزه تبدیل موجک استخراج گشتند. کلاس بندی تصاویر خرابی بر پایه ترکیبی از روش های </em>K</em> </em>نزدیک ترین همسایگی و فاصله ماهالانوبیس نشان می دهد که دو مرحله منظم سازی سطوح خاکستری لبه های خرابی توسط اعمال تبدیل موجک و الگوی باینری محلی (الگوریتم سوم)، نتیجه برتری نسبت به سایر الگوریتم ها در تشخیص و تفکیک خودکار بافت انواع خرابی های سطح روسازی حاصل نموده است. دقت عملکردی طبقه بندی تصاویر خرابی مبتنی بر الگوریتم های اول، دوم و سوم به ترتیب برابر با 61 درصد، 75 درصد و 97 درصد می باشد.</em>

    کلید واژگان: الگوی باینری محلی, تبدیل موجک, بافت خرابی های روسازی, بینایی کامپیوتر, ماتریس هم رخداد, سطوح خاکستری}
    Reza Shahabian Moghadam, Ali Sahaf *

    Assessment of pavement distresses plays a pivotal role in pavement management systems in determination of the most efficient option for repair and maintenance of the road. In the past decade, extensive researches have been made in order to develop automatic methods for pavement distresses processing based on computer vision techniques. Of the most important components comprising machine vision systems is the feature extraction procedure. In many image processing applications, textural features provide more effective information about the properties of the image regions in comparison with other features.  In the present study, three different algorithms were utilized with the purpose of statistically analyzing the textures of six different groups of asphalt pavement distress images. The first feature extraction algorithm is based on gray level co-occurrence matrix (GLCM) textural statistics. In second and third algorithms, the second-order textural descriptors of the images local patterns were extracted in spatial and wavelet domain, respectively. The distress categorization results based on a fusion of K-nearest neighbor (KNN) classifier and Mahalanobis distance, indicate that two level (double) regularizing the distress edges gray levels via employing wavelet transform and local binary pattern (third algorithm) outperforms other textural feature extraction algorithms in pavement distresses recognition and discrimination. The distress classification accuracy rate based on first, second and third algorithms were 61%, 75% and 97%, respectively.

    Keywords: (Local Binary Pattern (LBP), Wavelet Transform, Pavement Distress Texture, Computer Vision, Gray Level Co-Occurrence Matrix (GLCM}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال