عنوان

ارزیابی عملکرد الگوریتم ارتعاش معکوس در شناسایی آسیب سکوی فراساحلی میرا

پ۲۸۳۴۲

per

ارزیابی عملکرد الگوریتم ارتعاش معکوس در شناسایی آسیب سکوی فراساحلی میرا

روح الله نجفی

عمران

۱۴۰۱

۱۱۸ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

مهندسی عمران گرایش مهندسی سواحل، بنادر و سازه های دریایی

۱۴۰۱/۱۱/۱۹

سازه¬های عمرانی پیچیده مانند سکوهای پایه¬ثابت شابلونی در طول عمر بهره برداری خود در معرض انواع بارهای آسیب‌زا قرار دارند. خرابی¬های فاجعه بار در اینگونه سازه¬ها ممکن است باعث از دست رفتن جان انسان‌های زیادی شود. همچنین به دلیل اهمیت استخراج بدون وقفه نفت در این سکوها، لزوم پایش وضعیت سلامت آن¬ها در هر لحظه اهمیت می‌یابد. پاسخ ارتعاشی یک سکو به مشخصات ذاتی و دینامیکی سازه مانند ماتریس¬های سختی، جرم، میرایی و فرکانس طبیعی و ... وابسته است و بدون دسترسی به این داده¬ها نمی¬توان ویژگی¬های دینامیکی سکو را به درستی ارزیابی کرد. در نتیجه شناسایی و تخمین پارامترها تحت اثر بارهای دینامیکی برای توسعه روش¬های تشخیص آسیب ضروری می¬باشد. روش ارتعاش معکوس با مبتنی بودن بر سنجش تغییرات مشخصات دینامیکی و ماتریس های سازه، کاربرد قابل قبولی در مشخص نمودن محدوده خرابی دارد. تحلیل این نوع سازه¬های فراساحل تحت بارگذاری امواج محیطی و نامنظم منطقه، اطلاعات مودی مورد نیاز به منظور حل معادلات این الگوریتم را تعیین می¬کند. در این پژوهش با استفاده از تغییرات صورت گرفته تحت تاثیر مدل میرایی تناسبی رایلی که شامل ترکیب همزمان دو بخش تناسب جرم و سختی می¬باشد و با به کار بردن روش های حل معکوس ارتعاشی به شناسایی ماتریس¬های سختی قبل و بعد از وقوع آسیب در سازه پرداخته شده است. محاسبات این الگوریتم در مدل¬های دوبعدی برشی ساده و محدود شده، مدل دوبعدی با مدل¬سازی شمع و مدل دوبعدی خمشی انجام شد. به طورکلی در این روش با افزایش درصد میرایی در مدل نرم¬افزاری دقت محاسبات تشخیص خرابی کاهش یافت. در مدل دوبعدی خمشی نیز با به¬کارگیری دو مود انتقالی و چرخشی و در نظر گرفتن سختی جانبی در ترازهای سکو، در دو حالت آسیب شناسایی شده بیشتر از مدل نرم¬افزاری محاسبه شد.

Complicated structures like offshore jacket platforms are subjected to all kinds of detrimental loads during their service life. Disastrous failure of these structures can result in serious human casualties. Due to necessity of continuous oil extraction from these platforms, instantaneous structural health monitoring is of most importance. Dynamic response of a platform depends on its inherent and dynamic properties including stiffness matrices, mass, damping, natural frequency, etc. assessing dynamic properties of a platform is possible only if the mentioned properties are available. So defining and estimating these factors under dynamic loading is crucial to develop methods for damage detection. Inverse vibration technique based on measuring changes in dynamic properties and structure’s matrices has proven to be a reasonable method for determining the damage range. Analyzing offshore structures subjected to irregular environmental wave load provides modal information required for solving equations of the algorithm. In this research, stiffness matrices of the structure, both before and after sustaining damage, are determined using Inverse vibration techniques considering changes in Rayleigh damping model including both mass and stiffness proportionality. This algorithm was adopted in 2D limited simple shear models, 2D model with pile modelling, and 2D flexural model. increase in damping ratio generally resulted in lower accuracy in damage detection. in 2D flexural model, by implementing both transitional and rotational modes, and considering lateral stiffness in platform levels, detected damage overvalued those by software.

Performance Evaluation of the Inverse Vibration Algorithm in Detecting Damped Offshore Platform Damage

نجفی،

روح الله

تهیه کننده

لطف اللهی یقین،

مجتهدی،

محمدعلی

علیرضا

استاد راهنما

استاد مشاور

تبریز