Impact force localization for civil infrastructure using augmented Kalman Filter optimization

Muhammad M. Saleem; Hongki Jo

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자료유형: 학술저널

저자정보: Muhammad M. Saleem (The University of Arizona) Hongki Jo (University of Engineering and Technology Lahore)

저널정보: 국제구조공학회 Smart Structures and Systems, An International Journal Smart Structures and Systems, An International Journal Vol.23 No.2

발행연도: 2019.1

수록면: 123 - 139 (17page)

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Impact forces induced by external object collisions can cause serious damages to civil engineering structures. While accurate and prompt identification of such impact forces is a critical task in structural health monitoring, it is not readily feasible for civil structures because the force measurement is extremely challenging and the force location is unpredictable for full-scale field structures. This study proposes a novel approach for identification of impact force including its location and time history using a small number of multi-metric observations. The method combines an augmented Kalman filter (AKF) and Genetic algorithm for accurate identification of impact force. The location of impact force is statistically determined in the way to minimize the AKF response estimate error at measured locations and then time history of the impact force is accurately constructed by optimizing the error co-variances of AKF using Genetic algorithm. The efficacy of proposed approach is numerically demonstrated using a truss and a plate model considering the presence of modelling error and measurement noises.

#augmented Kalman filter #genetic algorithm #strain gauges #accelerometers #impact force

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Costas Papadimitriou / 2011 / Fatigue predictions in entire body of metallic structures from a limited number of vibration sensors using Kalman filtering / Structural Control and Health Monitoring 18(5):554~573

Lei Qiu / 2011 / A phase synthesis time reversal impact imaging method for on-line composite structure monitoring / Smart Structures and Systems, An International Journal 8(3):303~320

Seydel, R. / 2001 / Impact identification of stiffened composite panels: I. System developm / Smart Mater. Struct 10(2):354~369

Sharif-Khodaei, Z. / 2012 / Determination of impact location on composite stiffened panels / Smart Mater. Struct 21(10):105026

S. H. Sim / 2011 / Multimetric Sensing for Structural Damage Detection / Journal of Engineering Mechanics 137(1):22~30

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Muhammad M. Saleem

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주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

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Hongki Jo

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