An investigation of system identification and damage estimation using modal plots, count plots and a damage indicator
Mod planı, sayım planı ve hasar belirteci kullanılarak sistem tanılama ve hasar tahmini üzerine bir inceleme
- Tez No: 613851
- Danışmanlar: PROF. DR. HİLMİ LUŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
Yapı Sağlığı İzleme Sistemleri (YSİ), sistem tanılama ve hasar tespit yöntemleri ile yapıda yavaş yavaş ya da aniden oluşabilecek değişiklikleri ve bu değişikliklerle ilintisi muhtemel hasarı belirlemeyi amaçlar. İleri hedefleri ise yapının kalan ömrünü tahmin etmek ve yapı tasarımına yön vermektir. Bu tezde, işletim yükleri altında sistem tanılama, hasar tespiti ve sensör konumlandırma için yeni yöntemler aktarılmaktadır. Giriş bölümünde, konunun önemi, YSİ sistem tasarımı için dört önemli soru ve kısa bir yazın taraması tartışılmaktadır. Çalışmanın ikinci bölümü olan hasar tespit kısmında ise hassaslık temelli bir yöntem geliştirilmiştir. Önerilen parametre ve yöntemin performansı sayısal olarak incelenmiş, bölümün sonundaki sayısal örneklerde tam ölçüm ve kısıtlı ölçüm durumları ele alınmıştır. Önerilen yöntem, beşinci bölümde altı katlı bir yapı modelinde bir kat hasar ve çok kat hasar senaryoları için test edilmiştir. Tezin üçüncü bölümü olan sistem tanılama kısmında, 'kararlılık şeması' olarak adlandırılan yaklaşım 'mod planı' olarak isimlendirilen yeni bir yorum ve algoritma ile ele alınmıştır. Mod planları, 'sayım planlarına' dönüştürülerek sistemin özfrekanslarını ve mod şekillerini otomatik olarak belirlemekte kullanılmıştır. Sayım planı yaklaşımı güç tayf yoğunluğu yöntemine alternatif bir yöntem olarak düşünülebilir. Bölüm sonunda bir vaka çalışması verilmiş ve önerilen yöntem Bölüm 6'da gerçek bir yapıdan alınan ölçümler için hasar nedeniyle doğal frekans değişimlerini araştırmak için kullanılmıştır. Vaka analiz çalışmasında (Bölüm 4), üç sayısal örnek tartışılmış ve önerilen yöntem ile ilk üç mod kullanılarak ve sistemin iki durumu değerlendirilerek hasar konumunun tespit edilebileceği gösterilmiştir. Deneysel çalışmalarda ise modal bölgelerin hasarın varlığına hassas olduğu gösterilmiş ve hasar belirteci ile hasarın konumu tespit edilmiştir. Kapanış bölümünde ise, tezde önerilen yöntemlerin genel değerlendirmesi verilmiştir.
Özet (Çeviri)
Structural Health Monitoring (SHM) aims to detect slow and/or sudden changes in a structure, and the possible damage associated with such changes, using system identification and damage detection methodologies. It eventually also aims to provide an estimate for the remaining useful life of a structure and to provide guidance to structural design. In this thesis, new approaches are presented for system identification, damage detection and sensor deployment under operational loads. In the introduction chapter, the importance of the subject, four crucial questions for SHM system design, and a short literature review are discussed. In the second chapter of the thesis, a sensitivity based damage detection algorithm is developed. The performance of the proposed system identification and damage detection methods are investigated numerically. The numerical demonstration of the proposed damage detection method is investigated for the full measurement and restricted measurement cases at the end of the chapter. The proposed method is tested on a numerical six-story structure model for damage at one story and multiple story scenarios in the fifth chapter. In the third chapter which deals with system identification, a new interpretation and a new algorithm called the 'modal plot' are provided for 'stabilization diagrams'; it is shown that, it is possible to automatically identify the natural frequencies and the mode shapes of a system by converting its modal plot to a 'count plot'. The count plot approach could be viewed as an alternative to power spectrum analysis. A case study is given at the end of the chapter and the proposed method is used to investigate natural frequency changes due to damage for data taken from a real structure in Chapter 6. Chapter 4 presents detailed discussions on the performance of the proposed methods via three numerical examples, which show that using the proposed methodology, it is possible to detect damage using the first three modes. In the experimental study, it is proposed that modal zones are sensitive to presence of the damage and the damage indicator is used to estimate the damage location. In the concluding chapter, a general discussion of the methods proposed in this thesis is provided.
Benzer Tezler
- Haliç metro köprüsü sağlık izleme sistemi ve üç boyutlu doğrusal sonlu eleman modeli geliştirilmesi
Health monitoring system of golden horn metro bridge and development of three dimensional linear finite element model
ÖMER GALİP PINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ ERKUŞ
- Eğri eksenli çubuklarda çatlak modellemesi
Crack modelling in curved rods
UĞURCAN EROĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM TÜFEKCİ
- Mevcut betonarme binaların deprem etkisindeki davranışının değerlendirilmesi
Evaluating the seismic resistance of existing buildings
A.İRFAN ATMACA
- Prediction of COVID 19 disease using chest X-ray images based on deep learning
Derin öğrenmeye dayalı göğüs röntgen görüntüleri kullanarak COVID 19 hastalığının tahmini
ISMAEL ABDULLAH MOHAMMED AL-RAWE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM TEKEREK