Artikel pendek ini menjelaskan penggunaan penggunaan jaringan syaraf tiruan (Artificial Neural Network, ANN) untuk prediksi panjang retak. Model ini mengestimasi panjang retak berdasarkan data regangan di sekitar retak.

Pendahuluan

Sistem pemantauan struktur (Structural Health Monitoring, SHM) adalah sebuah sistem yang mengintegrasikan struktur teknik dengan sistem informasi. Di jantung sistem SHM adalah sebuah model prediksi integritas struktur. Model ini melakukan tugasnya dengan menerima data input berupa deformasi struktur.

Banyak paper ilmiah mengajukan metode prediksi integritas menggunakan input getaran struktur. Walaupun demikian, Katsikeros dan Labels (KL, 2009) mengajukan sebuah model prediksi. Kasus yang dipelajari adalah sambungan lap joints seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Pelat dibebani secara aksial dan regangan diukur pada barisan titik-titik sepanjang garis A dan garis B.

Gambar 1 Struktur lap joint

Jaringan syaraf tiruan untuk prediksi panjang retak

KL (2009) membangun model prediksi panjang retak untuk struktur dalam Gambar 1. Bermula dari lubang-lubang sambungan, retak sering terjadi. Model prediksi adalah jaringan syaraf tiruan sederhana (lihat Gambar 2).

Gambar 2 Model Jaringan Syaraf Tiruan yang digunakan oleh KL (2009)

Input dari model ANN adalah sebuah vektor berukuran enam yang diperoleh dengan prosedur berikut:

1. Berikan sebuah beban pada struktur.
2. Rekam regangan pada sejumlah titik di garis A (ea) dan B (eb).
3. Untuk titik-titik pengukuran yang sejajar, hitung e dengan persamaan e = eb/ea.
4. Dekati distribusi regangan sepanjang lebar pelat e dengan Fourier Series:KL (2009) hanya mengambil 20 komponen pertama, dan menyebut vektor ini sebagai Fourier descriptors.
5. Hitung dan ambil enam komponen utama dari vektor di atas dengan menerapkan Principal Component Analysis. Keenam komponen ini menjadi input model jaringan syarat tiruan.

Penelitian lanjutan

Mengadopsi pendekatan ini, penelitian dapat dilakukan untuk model sambungan lug, sebuah jenis sambungan yang banyak digunakan dalam struktur-struktur rekayasa (lihat Gambar 3). Retak seringkali terjadi pada sambungan jenis ini.

Gambar 3 Sambungan Lug yang bisa dikaji untuk penelitian lanjutan