Crack identification in composite beam using causal B-spline wavelets of fractional order

• Autorzy: Katunin A.

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja pęknięcia w belce kompozytowej z wykorzystaniem kauzalnych falek B-splajnowych rzędu ułamkowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An application of composite elements in machinery design became very popular due to the unique properties of these materials. Therefore, it is obvious to develop appropriate methods for their diagnostics and monitoring. One the group of methods, intensively developed in the last decades, is the analysis of vibration data of the structures using wavelet transform. The method proposed in this paper is based on the analysis of normal modes of vibration of damaged elements in order to detect and identify singularities in the signal, based on which the conclusion about damage presence and location could be made. The application of fractional B-spline wavelets during wavelet transform of the signal improves the sensitivity of the method and allows for tuning-up the order of an applied wavelet for achieving the most adequate result for the investigated problem.

PL

Zastosowanie elementów kompozytowych w budowie maszyn stało się bardzo popularne ze względu na wyjątkowe właściwości tych materiałów. Dlatego oczywista jest potrzeba opracowania odpowiednich metod do ich diagnostyki i monitoringu. Jedną z grup metod, intensywnie rozwijanych w ostatnich dekadach, jest analiza danych drganiowych struktur z wykorzystaniem transformacji falkowej. Metoda zaproponowana w tym artykule oparta jest na analizie postaci własnych drgań uszkodzonych elementów w celu detekcji i identyfikacji osobliwości w sygnale, na podstawie której można uzyskać konkluzje dotyczące obecności i położenia uszkodzenia. Zastosowanie falek B-splajnowych rzędu ułamkowego podczas transformacji falkowej sygnału zwiększa czułość metody i pozwala na dopasowanie rzędu zastosowanej falki w celu uzyskania najbardziej adekwatnego wyniku dla rozpatrywanego problemu.

Słowa kluczowe

EN

crack identification; composite beam; fractional B-spline wavelets

PL

identyfikacja pęknięć; belka kompozytowa; ułamkowe falki B-splajnowe

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 15, nr 46
• Strony: 57--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Katunin A.

• Institute of Fundamentals of Machinery Design, Silesian University of Technology

Bibliografia

• 1. Douka E., Loutridis S., Trochidis A.: Crack identification in beams using wavelet analysis. “International Journal of Solids and Structures” 2003, 40, p. 3557-3569.
• 2. Douka E., Loutridis S., Trochidis A.: Crack identification in double-cracked beams using wavelet analysis. “Journal of Sound and Vibration”, 2004, 277, p. 1025-1039.
• 3. Gentile A., Messina A.: On the continuous wavelet transforms applied to discrete vibrational data for detecting open cracks in damaged beams. “International Journal of Solids and Structures” 2003, 40, p. 295-315.
• 4. Li Z., Xia S., Wang J., Su X.: Damage detection of cracked beams based on wavelet transform. “International Journal of Impact Engineering” 2006, 32, p. 1190-1200.
• 5. Rucka M., Wilde K.: Application of continuous wavelet transform in vibration based damage detection method for beams and plates. “Journal of Sound and Vibration” 2006, 297, p. 536-550.
• 6. Katunin A.: Identification of multiple cracks in composite beams using discrete wavelet transform. “Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance”2010, 45, p. 41-52.
• 7. Katunin A.: The construction of high-order B-spline wavelets and their decomposition relations for fault detection and localisation in composite beams. “Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance” 2011, 46, p. 43-59.
• 8. Katunin A.: Damage identification in composite plates using two-dimensional B-spline wavelets. “Mechanical Systems and Signal Processing” 2011, 25, p. 3153-3167.
• 9. Unser M., Aldroubi A., Eden M.: On the asymptotic convergence of B-spline wavelets to Gabor functions. “IEEE Transactions of Information Theory” 1992, 38,p. 864-872.
• 10. Unser M., Blu T.: Fractional splines and wavelets. „SIAM Review” 2000, 42, p. 43-67.
• 11. Blu T., Unser M.: The fractional spline wavelet transform: definition and implementation. In: Proc. IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing. Istanbul 2000, p. 512-515.
• 12. Mularczyk P.: Modeling of problems of active damping of vibration of a chosen object (in Polish). Master Thesis, Gliwice 2007.