• فهرست مطالب (7)
• فهرست جدول‌ها (11)
• فهرست تصویرها (12)
• فصل 1 کلیات پژوهش (14)
  • 1-1 مقدمه (15)
    • شکل ‏1-1 فاجعهی پل موراندی در ایتالیا (15)
  • 1-2 تعریف آسیب (17)
  • 1-3 محدودیت روش‌های سنتی و ضرورت استفاده از روش‌های نوین (17)
  • 1-4 مفهوم همزاد دیجیتال (18)
  • 1-5 الگوریتمهای پایش سلامت سازه (18)
    • 1-5-1 الگوریتم مبتنی بر داده (19)
    • 1-5-2 الگوریتم مبتنی بر مدل (20)
    • 1-5-3 الگوریتم ترکیبی (20)
  • 1-6 اهداف تحقیق (21)
    • 1-6-1 اهداف کلی (21)
    • 1-6-2 اهداف جرئی (21)
  • 1-7 فرضیات پژوهش (22)
  • 1-8 ساختار پایاننامه (23)
• فصل 2 مبانی نظری و پیشینه پژوهش (24)
  • 2-1 مقدمه (25)
  • 2-2 مبانی نظری (25)
    • 2-2-1 پایش سلامت سازه (25)
    • 2-2-2 همزاد دیجیتال (28)
    • 2-2-3 تحلیلهای حوزهی زمان (29)
    • 2-2-4 تحلیلهای حوزهی فرکانس (33)
    • 2-2-5 تحلیلهای حوزهی زمان-فرکانس (35)
  • 2-3 پیشینهی پژوهشی (38)
    • جدول ‏2-1-خلاصه پیشینه پژوهشی (50)
  • 2-4 مقایسه پژوهش حاضر با مطالعات پیشین (53)
• فصل 3 فرمول بندی تحلیلی و تئوری روشهای مورد استفاده (55)
  • 3-1 مقدمه (56)
  • 3-2 تحلیل مودال عملیاتی (56)
    • 3-2-1 استخراج تابع پاسخ فرکانسی از تحلیل مودال عملیاتی (56)
    • 3-2-2 استخراج تابع پاسخ فرکانسی از تحلیل مودال عملیاتی برخط (58)
  • 3-3 محدودیتها و راهحلهای اتخاذ شده (59)
    • 3-3-1 محدودیتهای پژوهش (59)
    • 3-3-2 راه‌حل‌های اتخاذشده (60)
  • 3-4 روش مبتنی بر داده برای تشخیص آسیب (60)
    • 3-4-1 ماتریس بلوک هنکل (61)
    • 3-4-2 تشخیص آسیب با بهره‌گیری از تحلیل مقادیر اصلی و محاسبه زاویه بین زیر‌فضاها (62)
      • شکل ‏3-1 مفهوم هندسی زاویه زیرفضای (63)
      • شکل ‏3-2 فلوچارت فرآیند پیشنهادی برای تشخیص آسیب دادهمحور (64)
  • 3-5 روش‌ مبتنی بر مدل برای شناسایی مکان و شدت آسیب (65)
    • 3-5-1 فرمولبندی تغییرات سختی سازه بر اساس مدل المان محدود (65)
    • 3-5-2 تحلیل حساسیت معکوس بر پایه تحلیل مؤلفه‌های اصلی (66)
    • 3-5-3 حل معادله حساسیت به روش حداقل مربعات (70)
      • شکل ‏3-3 فلوچارت فرآیند پیشنهادی برای تشخیص آسیب مدلمحور (72)
• فصل 4 نتایج، راستیآزمایی و تفسیر نتایج روش ارائه شده (73)
  • 4-1 مقدمه (74)
  • 4-2 شاخصهای مورد استفاده در مرحله اعتبار سنجی نتایج (74)
    • 4-2-1 شاخص خطای نسبی (RE) (74)
    • 4-2-2 شاخص نزدیکی (CI) (75)
    • 4-2-3 شاخص متوسط خطای اندازهگیری (MSE) (75)
    • 4-2-4 خطای هشدار اشتباه (FAE) (75)
    • 4-2-5 خطای عدم تشخیص آسیب (DME) (76)
  • 4-3 مطالعه موردی اول (76)
    • 4-3-1 معرفی، هندسه و پارامترهای مکانیکی (76)
      • جدول ‏4-1 سطح مقطع اعضای خرپای فولادی (مطالعهی اول) (77)
      • شکل ‏4-1 هندسه مدل و درجات آزادی مدل خرپایی اول (77)
    • 4-3-2 سناریوهای آسیب در مطالعه موردی اول (77)
      • جدول ‏4-2 جزئیات سناریوهای آسیب در نظر گرفته‌شده در خرپای اول (79)
    • 4-3-3 نتایج حاصل از روش داده‌محور در مطالعه موردی اول (79)
      • جدول ‏4-3 بازه‌های فرکانس (Hz) مورد استفاده در روش مبتنی بر داده (مطالعهی اول) (79)
      • 4-3-3-1 بررسی حالت اول: جرم بدون نویز (80)
        • شکل ‏4-2 زوایای زیرفضا برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت اول (مطالعهی اول) (80)
        • شکل ‏4-3 انحراف معیار زوایا برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت اول (مطالعهی اول) (80)
      • 4-3-3-2 بررسی حالت دوم: اعمال نویز 5/2 درصد بر جرم (81)
        • شکل ‏4-4 زوایای زیرفضا برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت دوم (مطالعهی اول) (81)
        • شکل ‏4-5 انحراف معیار زوایا برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت دوم (مطالعهی اول) (81)
      • 4-3-3-3 بررسی حالت سوم: اعمال نویز 5 درصد بر جرم (82)
        • شکل ‏4-6 زوایای زیرفضا برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت سوم (مطالعهی اول) (82)
        • شکل ‏4-7 انحراف معیار زوایا برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت سوم (مطالعهی اول) (82)
      • 4-3-3-4 بررسی حالت چهارم: اعمال نویز 10 درصد بر جرم (83)
        • شکل ‏4-8 زوایای زیرفضا برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت چهارم (مطالعهی اول) (83)
        • شکل ‏4-9 انحراف معیار زوایا برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت چهارم (مطالعهی اول) (83)
    • 4-3-4 نتایج حاصل از روش مدل‌محور در مطالعه موردی اول (84)
      • جدول ‏4-4 بازه‌های فرکانس (Hz) مورد استفاده در روش مبتنی بر مدل (مطالعهی اول) (84)
      • 4-3-4-1 بررسی حالت اول: جرم بدون نویز (85)
        • شکل ‏4-10 تخمین آسیب حاصل از به‌روزرسانی مدل خرپایی برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت اول (مطالعهی اول) (85)
        • جدول ‏4-5 مقادیر شاخصهای اعتبارسنجی در حالت اول (بدون خطا) (مطالعهی اول) (85)
        • شکل ‏4-11 مقادیر ضریب تغییرات آسیب‌های برآورد شده برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت اول (مطالعهی اول) (86)
      • 4-3-4-2 بررسی حالت دوم: اعمال نویز 5/2 درصد بر جرم (87)
        • شکل ‏4-12 تخمین آسیب حاصل از به‌روزرسانی مدل خرپایی برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت دوم (مطالعهی اول) (87)
        • جدول ‏4-6 مقادیر شاخصهای در حالت دوم (%5/2 خطا) (مطالعهی اول) (87)
        • شکل ‏4-13 مقادیر ضریب تغییرات آسیب‌های برآورد شده برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت دوم (مطالعهی اول) (88)
      • 4-3-4-3 بررسی حالت سوم: اعمال نویز 5 درصد بر جرم (89)
        • شکل ‏4-14 تخمین آسیب حاصل از به‌روزرسانی مدل خرپایی برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت سوم (مطالعهی اول) (89)
        • جدول ‏4-7 مقادیر شاخصهای اعتبارسنجی در حالت سوم (%5 خطا) (مطالعهی اول) (89)
        • شکل ‏4-15 مقادیر ضریب تغییرات آسیب‌های برآورد شده برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت سوم (مطالعهی اول) (90)
      • 4-3-4-4 بررسی حالت چهارم: اعمال نویز 10 درصد بر جرم (91)
        • شکل ‏4-16 تخمین آسیب حاصل از به‌روزرسانی مدل خرپایی برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت چهارم (مطالعهی اول) (91)
        • جدول ‏4-8 مقادیر شاخصهای اعتبارسنجی در حالت چهارم (%10 خطا) (مطالعهی اول) (91)
        • شکل ‏4-17 مقادیر ضریب تغییرات آسیب‌های برآورد شده برای تمامی سناریوهای خرابی در حالت چهارم (مطالعهی اول) (92)
  • 4-4 مطالعه موردی دوم (93)
    • 4-4-1 معرفی، هندسه و پارامترهای مکانیکی (93)
      • جدول ‏4-9 سطح مقطع اعضای خرپای فولادی (مطالعهی دوم) (94)
      • شکل ‏4-18 هندسه مدل و درجات آزادی مدل خرپایی دوم (94)
    • 4-4-2 سناریوهای آسیب در مطالعه موردی دوم (94)
      • جدول ‏4-10 جزئیات سناریوهای آسیب در نظر گرفته‌شده در خرپای دوم (94)
    • 4-4-3 نتایج حاصل از روش داده‌محور در مطالعه موردی دوم (95)
      • جدول ‏4-11 بازه‌های فرکانس مورد استفاده (Hz) در روش مبتنی بر داده (مطالعهی دوم) (95)
      • شکل ‏4-19 زوایای زیرفضا برای تمامی سناریوهای خرابی در خرپای دوم (95)
      • شکل ‏4-20 انحراف معیار زوایا برای تمامی سناریوهای خرابی در خرپای دوم (96)
    • 4-4-4 نتایج حاصل از روش مدل‌محور در مطالعه موردی دوم (96)
      • جدول ‏4-12 بازه‌های فرکانس (Hz) مورد استفاده در روش مبتنی بر مدل (مطالعهی دوم) (96)
      • شکل ‏4-21 تخمین آسیب حاصل از به‌روزرسانی مدل خرپایی برای تمامی سناریوهای خرابی در خرپای دوم (97)
      • شکل ‏4-22 مقادیر ضریب تغییرات آسیب‌های برآورد شده برای تمامی سناریوهای خرابی در خرپای دوم (98)
      • جدول ‏4-13 مقادیر شاخصهای اعتبارسنجی در خرپای دوم (99)
  • 4-5 بحث نتایج (99)
    • 4-5-1 مقدمه (99)
    • 4-5-2 ارزیابی نتایج خرپای اول (99)
    • 4-5-3 ارزیابی نتایج خرپای دوم (100)
    • 4-5-4 تحلیل تطبیقی نتایج بین مطالعهی اول و دوم (101)
      • 4-5-4-1 مقایسه نتایج حاصل از دو مدل خرپا (101)
      • 4-5-4-2 تحلیل نتایج حاصل از دو مدل خرپا (102)
• فصل 5 جمعبندی و ارائه پیشنهاد (104)
  • 5-1 مقدمه (105)
  • 5-2 تشریح روش پیاده‌سازی چارچوب پیشنهادی (105)
  • 5-3 جمعبندی نتایج و دستآوردهای تحقیق (106)
  • 5-4 محدودیتهای پژوهش (107)
  • 5-5 پیشنهادهایی برای تحقیقات آینده (108)
• پیوست - أ‌ جزئیات شبیهسازی تابع پاسخ فرکانسی (110)
  • 1. مقدمه (111)
  • 2. رابطهی اصلی محاسبهی تابع پاسخ فرکانسی (111)
  • 3. روش ترکیبی برای محاسبه تابع پاسخ فرکانسی (111)
  • 4. روش‌های جایگزین برای تخمین تابع پاسخ فرکانسی (113)
  • 5. جمع‌بندی (114)
    • مراجع (115)
• Structural Health Monitoring Using an Integrated Digital Twin in the Time-Frequency Domain (122)