Tesis:
Damage identificatión of civil structures using model updating strategy.
- Autor: FANG, Shengen
- Título: Damage identificatión of civil structures using model updating strategy.
- Fecha: 2009
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: MECANICA ESTRUCTURAL Y CONSTRUCCIONES INDUSTRIALES
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: PERERA ALMAZAN, Ricardo
- Resumen: El objetivo fundamental de esta Tesis es la propuesta y desarrollo de métodos de identificación de daño basados en el análisis estadístico y las técnicas de identificación de modelos. En líneas generales, los métodos propuestos se pueden clasificar en dos grandes grupos en función de que se basen en modelos o no. Al primer grupo pertenecen los métodos de identificación de modelos los cuales han sido ampliamente estudiados durante las dos últimas décadas. Dentro de estos métodos se han propuesto en este trabajo mejoras del procedimiento de optimización. Estas mejoras se han llevado a cabo utilizando tres estrategias diferentes: Parametrización de la variable de daño, algoritmos basados en la inteligencia artificial y combinación de técnicas estadísticas y matemáticas. Respecto a la parametrización, se han definido funciones de daño para parametrizar la distribución de daño en un modelo de elementos finitos con el objetivo de disminuir el número de incógnitas y generar un problema de optimización bien condicionado. Respecto al empleo de algoritmos basados en la inteligencia artificial, se han incorporado de forma conjunta en el proceso de optimización algoritmos genéticos y algoritmos de optimización por enjambre con el objetivo de aprovechar las ventajas de cada uno atenuando sus posibles deficiencias. Los métodos de optimización por enjambre son fáciles de implementar y tienen una velocidad de convergencia muy alta; sin embargo, debido a sus propias características, no son adecuados para resolver problemas reales planteados en un marco multiobjetivo a diferencia de los algoritmos genéticos. Éstos requieren un tiempo relativamente largo para obtener el frente de Pareto por lo que la combinación por primera vez de ambas técnicas para resolver problemas de identificación de daño en un entorno multiobjetivo puede resultar en un método satisfactorio. La tercera estrategia se basa en plantear el problema inverso mediante la sustitución de los modelos de elementos finitos por modelos de superficie de respuesta. A diferencia de los métodos de identificación de modelos basados en el método de elementos finitos y de métodos basados en redes neuronales, la metodología basada en superficies de respuesta resulta mucho más eficiente en coste a causa de su fácil implementación y sus mínimos requisitos en modelización computacional. Además, la importancia de los parámetros a identificar se puede analizar de forma cuantitativa usando el diseño factorial de esta metodología. Otra aportación original de este trabajo en lo que se refiere a métodos no basados en modelos, es la definición del concepto de modos de vibración de potencia para identificación del daño menor en estructuras lineales. Estos modos de vibración tienen una forma similar a los modos convencionales pero se definen a partir de las propiedades estadísticas de las señales de respuesta sin necesidad de plantear cualquier método de extracción de parámetros modales. A partir de estos modos, se pueden definir indicadores de daño usando los conceptos de curvatura y flexibilidad de modos de potencia. Todos los métodos propuestos se han validado usando resultados de estructuras ensayadas experimentalmente como son un pórtico de hormigón armado y un puente a escala real. Los resultados obtenidos con los métodos propuestos han confirmado la validez de los métodos propuestos y su potencial para aplicaciones futuras.