شناسایی ترک با تحلیل فرکانسهای طبیعی سازه با استفاده از شبکه‌های عصبی نوع GMDH و سیستم عصبی- فازی ANFIS

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

منصور  درویزه ¹ (استاد گروه مهندسی مکانیک دانشگاه گیلان)
نادر  نریمانزاده ² (استاد گروه مهندسی مکانیک دانشگاه گیلان)
علی  ملیحی دیزگاه ³ (کارشناس ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه گیلان.)
مهدی  جوادزاده ⁴ (کارشناس ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه گیلان)
رضا  انصاری ⁵ (استادیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه گیلان.)

Received: 2015-10-03 Accepted : 2015-10-03 Published : 2008-12-21

Keywords: فرکانس طبیعی, شبکه‌های عصبی نوع GMDH, سیستم استنتاج تطبیقی عصبی, فازی ANFIS - الگوریتم‌ژنتیک, تجزیه مقادیر منفرد,

Abstract :

وجود ترک در سازه، موجب نرمی محلی و تغییر در خواص سختی و رفتار دینامیکی سازه می‌شود. رفتار دینامیکی سازه دارای ترک، به عمق و مکان ترک بستگی دارد؛ از این رو می توان برای شناسایی عمق و مکان ترک از تغییرات رفتار دینامیکی سازه ناشی از ترک، استفاده نمود. در این مقاله ابتدا سه فرکانس طبیعی اول یک تیر یکسردرگیر که یک ترک سطحی باز برای ده عمق ترک مختلف و برای سی مکان مختلف در آن ایجاد شده است، با استفاده از تحلیل المان محدود محاسبه می شوند. سپس نتایج حاصل از تحلیل المان محدود به عنوان ورودی شبکه عصبی نوع GMDH و همچنین سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی ANFIS  برای مدلسازی و پیش بینی عمق و مکان ترک مورد استفاده قرار می گیرند. این روشها برای یک تیر ایزوتروپیک یکسرگیردار مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است که نتایج حاصل، توانایی مطلوب روشهای ارائه شده را نشان می دهد.

References:

 

[1]  Vandiver J., Detectionof Structural Failure on Fixed Platforms by Measurement of Dynamic Response, Proc. of the 7th Annual Offshore Tech. Conf, 1975, pp. 243–252.

[2]    Gounaris G., Dimarogonas A., A Finite element of a cracked prismatic beam in structural analysis  Computers and Structures, 1988, Vol.28, pp. 309-313.

[3]   Inagaki V., Kanki T., Transverse vibrations of a general cracked rotor bearing system , Mechanical Design (ASME), 1981, Vol. 104, pp. 1-11.

[4]   Leung P., The effects of a transverse Crack on the dynamics of a circular shaft, Rotordynamics’92 International Conference on Rotating Machine Dynamics, 1992.

[5]   Shim M. B., Suh M. W., Crack identification of a planar frame structure based on a synthetic artificial intelligence technique, Int. J. for numerical methods in engineering, Vol.57, 2003, pp. 57-82, 

[6]   Ariman-Zadeh A.,  Darvizeh A., Ahmad-Zadeh V., Hybrid genetic design of GMDH-type          neural networks using singular value decomposition for modeling  and prediction of the explosive cutting process, J. of Engineering manufacture Proceedings of the I MECH E Part B, Vol. 217, 2003, pp. 779 -790.

[7]   Lee C., Fuzzy Logic in Control Systems. Fuzzy Logic Controller, IEEE Transacation on Systems,Man and Cybernetics,  Vol.22(5), pp. 1033-1046, 1990.

[8] Kosko B., Fuzzy Systems as universal approximator, IEEE Transaction on Computer, Vol43(11), 1994, pp.1327-1333.

[9]   Porter B., Nariman-Zadeh N. , Genetic Design of Computed Torque Controllers for Robotic Manipulators, Proc. IEEE.Int. Symp. Intelligent Control, 1995.

]10[  براتی م. ، طراحی سیستمهای فازی جهت مدلسازی رفتار ارتعاشی پوسته های چند لایه مرکب با استفاده از ترکیبی از روش تجزیه مقادیر منفرد و تندترین شیب، دانشگاه گیلان، پایان نامه کارشناسی ارشد،1381.

[11] Golub G.H., Reinesh C., Singular value decomposition and least squares solutions, Numer. Math., Vol. 14(5), 1970, pp. 403-420.

[12]   Nariman-zadeh N., Darvizeh, A., Darvizeh M., Gharababaei H., Modelling of explosive cutting process of plates using GMDH-type neural network and singular value decomposition. J. Materials Processing Technology, Vol. 128, No. 1-3, 2002,
 pp. 80-87.

 [13] Ivakhnenko A.G., Polynomial theory of complex system, IEEE Trans. Syst. Man & Cybern,  SMC-1, 364-378, 1971.