Multi-damage Identification in Three-Dimensional Frame Structures via a Combined MSE-Based Method and PSO Algorithm

Dieses Kapitel stellt ein zweistufiges Verfahren zur Identifizierung mehrerer Schäden an dreidimensionalen Stahlrahmenkonstruktionen vor. In der ersten Stufe wird der Modal Strain Energy-Based Index (MSEBI) verwendet, um potenzielle Schadensstellen zu ermitteln, indem man Zustände vor und nach einem Schaden vergleicht. In der zweiten Stufe wird der Particle Swarm Optimization (PSO) -Algorithmus eingesetzt, um das Schadensniveau in den identifizierten Elementen zu quantifizieren und das diagnostische Rauschen effektiv herauszufiltern. Die Studie bestätigt diesen Ansatz durch numerische Simulationen einer 63 Elemente umfassenden 3D-Rahmenstruktur und demonstriert ihre Genauigkeit bei der Schadenslokalisierung und -schwerebewertung. Die Ergebnisse zeigen, dass der MSEBI-Index Elemente mit einem Schadensgrad von mehr als 5% genau identifiziert, während der PSO-Algorithmus eine Genauigkeit von 97,8-100% bei der Schätzung des Schadensniveaus erreicht und damit das Rauschen vom ersten Schritt an deutlich reduziert. Diese innovative Methode verbessert die Überwachung der strukturellen Gesundheit und gewährleistet die Früherkennung von Schäden und die Erhaltung der strukturellen Integrität.