Yapay sinir ağlarıyla mühendislik yapılarının titreşim özelliklerine dayalı hasar tespiti

Bir yapıdaki hasar, yapının performansını olumsuz yönde etkileyen yapısal rijitlikte azalmaya neden olan geometri ve malzeme özelliklerinde meydana gelen değişiklikler olarak tanımlanmaktadır. Yapısal rijitlikteki azalma, doğal frekanslar ve mod şekilleri gibi titreşim parametrelerinde değişikliklere neden olmaktadır. Yapay Sinir Ağları (YSA) mükemmel örüntü tanıma yetenekleri sayesinde son yıllarda yapısal hasar tespitinde yoğun bir şekilde uygulanmaktadır. Bu çalışmada, seçilen yapıların titreşim parametreleri kullanılarak hasar yeri ve büyüklüğünün tespiti için YSA tabanlı bir hasar tespit yöntemi kullanılmıştır. Yöntemin uygulanabilirliğinin araştırılması için öncelikle seçilen yapılar üzerinde deneysel modal analiz uygulanmış ve deneysel dinamik karakteristikleri elde edilmiştir. Deneysel verilere göre yapıların başlangıç sonlu eleman (SE) modelleri kalibre edilerek mevcut durumlarını en iyi yansıtan modeller elde edilmeye çalışılmıştır. Ardından seçilen yapıların SE modelleri üzerinde hasar bölgeleri tanımlanmış ve tasarlanan hasar senaryoları için modal analizler MATLAB programı vasıtasıyla SAP2000 API üzerinden oluşturulan yazılımla daha hızlı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Analizlerde elastisite modülündeki değişimler dikkate alınarak frekans ve mod şekil verileri elde edilmiştir. Elde edilen titreşim verileri YSA'nın girdi parametreleri, tanımlanan her bir bölgenin elastisite değerleri de çıktı parametreleri olarak kullanılmıştır. Çelik konsol, çelik çerçeve, baraj modeli, çan kulesi, taş yığma minare ve eğri minare üzerinde gerçekleştirilen uygulamalardan YSA ile hasar tespitine dair etkin sonuçlar elde edilmiştir. Simetrik yapılarda YSA girdisi olarak sadece frekansların kullanılmasının etkili sonuçlar vermediği görülmüştür.