H ανίχνευση ζημιών σε κατασκευές αποτελεί ένα θέμα που έχει προσελκύσει μεγάλο ενδιαφέρον στους επιστημονικούς κύκλους κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών. Πραγματοποιήθηκαν πολλές μελέτες και έρευνες ώστε να βρεθεί μια αξιόπιστη μέθοδος για τον εντοπισμό και την ποσοτικοποίηση ζημιών σε δομικά στοιχεία, κάτι που αποτελεί τον βασικό σκοπό και της παρούσας εργασίας. Οι περισσότερες από τις μεθόδους αυτές χρησιμοποιούν δεδομένα από τη δυναμική ανάλυση των κατασκευών ως διαγνωστικό εργαλείο για τη ζημία.

Στην παρούσα εργασία το πρόβλημα αναγνώρισης ζημιών αντιμετωπίζεται με χρήση σύγχρονων τεχνικών βελτιστοποίησης. Πιο συγκεκριμένα, ο αλγόριθμος βελτιστοποίησης PSO (βελτιστοποίηση σμήνους σωματιδίων) που βασίζεται σε πληθυσμιακά μοντέλα και ο μαθηματικός αλγόριθμος βελτιστοποίησης SQP (διαδοχικός τετραγωνικός προγραμματισμός) χρησιμοποιούνται προκειμένου να επιτευχθούν ικανοποιητικά αποτελέσματα στο πρόβλημα ανίχνευσης βλαβών. Οι αντικειμενικές συναρτήσεις που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία βελτιστοποίησης βασίζονται στα δεδομένα της δυναμικής ανάλυσης της κατασκευής όπως οι ιδιομορφικές ευελιξίες, οι φυσικές συχνότητες και οι ιδιομορφές. Τα στοιχεία αυτά υπολογίστηκαν με την ανάπτυξη ενός λογισμικού που πραγματοποιεί την δυναμική ανάλυση κατασκευών με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων (FEM). Η αποτελεσματικότητα της κάθε μιας από τις αντικειμενικές συναρτήσεις που προτείνονται και του κάθε ενός από τους αλγορίθμους βελτιστοποίησης αποδεικνύεται στη συνέχεια στις δοκιμαστικές εφαρμογές της αμφιέρειστης δοκού με 10 στοιχεία και του αμφίπακτου πλαισίου με 20 στοιχεία για διαφορετικές περιπτώσεις ζημιών.

Όσον αφορά στη διάρθρωση της παρούσας μελέτης, στο πρώτο κεφάλαιο αναλύεται το θεωρητικό υπόβαθρο του λογισμικού δυναμικής ανάλυσης, που αναπτύχθηκε στα πλαίσια της μελέτης και στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται λεπτομερώς οι τεχνικές βελτιστοποίησης που χρησιμοποιούνται. Στη συνέχεια, στο τρίτο κεφάλαιο ορίζεται το πρόβλημα αναγνώρισης ζημιών και διατυπώνονται οι αντικειμενικές συναρτήσεις του προβλήματος βελτιστοποίησης. Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο παρατίθενται τα αποτελέσματα της προτεινόμενης μεθόδου για αναγνώριση ζημιών στις δοκιμαστικές εφαρμογές και το πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο συνοψίζει τη μελέτη, συμπεριλαμβάνοντας τα τελικά συμπεράσματα που προήλθαν από τις δοκιμαστικές εφαρμογές και τη συνολική μελέτη γενικά.