بهروزرسانی مدل، فرایند واسنجی یک مدل عددی — معمولاً مدل اجزای محدود — برای تطبیق با دادههای اندازهگیریشده از یک سازه واقعی است، معمولاً با تنظیم پارامترهای مدل نظیر سختی، جرم یا شرایط مرزی. این فرایند برای پیشبینی دقیق پاسخ سازه و SHM قابلاعتماد ضروری است.
بهروزرسانی مدل، فرایند تنظیم پارامترهای یک مدل عددی — معمولاً مدل اجزای محدود (FE) — است تا پیشبینیهای آن با دادههای اندازهگیریشده از یک سازه واقعی تطبیق یابد. نیاز به بهروزرسانی مدل از این واقعیت ناشی میشود که مدلهای FE اولیه، مبتنی بر نقشههای طراحی و خواص مصالح فرضی، ناگزیر نادقیقاند: آنها تحملهای ساخت، خواص واقعی مصالح، عناصر غیرسازهای، اندرکنش خاک و سازه یا تغییرات ناشی از فرسودگی، آسیب یا اصلاح را ثبت نمیکنند. با مقایسه پاسخهای اندازهگیریشده — معمولاً خواص مودی از آزمایشهای ارتعاش محیطی یا اجباری — با پیشبینیهای مدل، مدل میتواند برای بازنمایی بهتر سازه واقعی واسنجی شود.
بهروزرسانی مدل بهطور گسترده به دو دسته طبقهبندی میشود. روشهای مستقیم ماتریسهای جرم و سختی مدل را با استفاده از رویههای ریاضی (نظیر بهروزرسانی ماتریسی بهینه یا تخصیص ساختار ویژه) برای بازتولید دقیق خواص مودی اندازهگیریشده بهروزرسانی میکنند. این روشها از نظر محاسباتی کارآمدند اما ماتریسهای بهروزشده تولید میکنند که ممکن است معنای فیزیکی خود را از دست بدهند (مثلاً ممکن است جفتشدگیهای غیرفیزیکی میان درجات آزادی وارد کنند). روشهای تکراری — که روشهای پارامتری نیز نامیده میشوند — مجموعهای از پارامترهای فیزیکی انتخابشده (سختی عناصر خاص، توزیع جرم، شرایط مرزی) را از طریق فرایند بهینهسازی تنظیم میکنند که تفاوت میان پاسخهای اندازهگیریشده و محاسبهشده را کمینه میکند. این روشها معنای فیزیکی را حفظ میکنند اما میتوانند از نظر محاسباتی سنگین باشند و ممکن است چندین کمینه محلی داشته باشند. انتخاب روش به هدف، دادههای در دسترس و دقت مورد نیاز بستگی دارد.
بهروزرسانی مدل برای چندین کاربرد ضروری است. در مهندسی زلزله مبتنی بر عملکرد، مدلهای دقیق برای پیشبینی پاسخ سازه به زلزلههای آینده لازماند — کاری که بدون واسنجی با رفتار اندازهگیریشده غیرممکن است. در پایش سلامت سازه، بهروزرسانی مدل هم برای مشخصهیابی خط پایه (واسنجی مدل وضعیت سالم) و هم برای تشخیص آسیب (شناسایی تغییرات در مدل که متناظر با آسیب هستند) به کار میرود. در تشخیص آسیب مبتنی بر ارتعاش، تفاوت میان مدل بهروزشده و مدل FE اصلی — تغییرات پارامتری لازم برای تطبیق با دادهها — نشانه مستقیمی از مکان و شدت آسیب فراهم میآورد. چالشهای کلیدی در بهروزرسانی مدل شامل (۱) بدوضعبودن مسئله — بسیاری از مجموعههای پارامتری ممکن است پاسخهای مشابهی تولید کنند و به جوابهای غیریکتا منجر شوند؛ (۲) حضور خطاهای مدلسازی که تنها با تنظیم پارامتر قابل اصلاح نیستند؛ (۳) تأثیر تغییرپذیری محیطی و بهرهبرداری بر دادههای اندازهگیریشده؛ و (۴) هزینه محاسباتی بهینهسازی تکراری برای مدلهای بزرگ است. رویه مدرن بهطور فزایندهای از روشهای بیزی استفاده میکند که چارچوبی احتمالاتی برای بهروزرسانی مدل فراهم میآورند و عدم قطعیت در پارامترهای بهروزشده را کمّی میکنند. در ایران، بهروزرسانی مدل در پروژههای SHM روی پلها، سدها و ساختمانهای مهم و در ارزیابی عملکرد سازههای موجود به کار میرود با پذیرش فزاینده روشهای بیزی و مبتنی بر یادگیری ماشین.