PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Cointegration method for temperature effect removal in damage detection based on Lamb waves

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Wykrywanie uszkodzeń przy pomocy fal Lamba - kompensacja wpływu temperatury oparta o metodę kointegracji
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The paper presents an application of the cointegration technique for temperature effect removal in Lamb wave data. The method is based on the analysis of cointegration residuals and stationary statistical characteristics. The experimental results on Lamb wave responses from undamaged and damaged aluminium plates show that the cointegration process can remove undesired temperature effects and accurately detect damage.
PL
Fale Lamba stosowane są do wykrywania uszkodzeń w konstrukcjach płytowych. Wpływ temperatury na amplitudę oraz fazę fal Lamba jest jedną z głównych przeszkód w powszechnym zastosowaniu tej metody w praktyce inżynierskiej. W pracy zastosowano metodę kointegracji do kompensacji wpływu temperatury na propagację fal Lamba. Metoda oparta jest na badaniu stacjonarności sygnałów. Zastosowane podejście pokazane jest na przykładzie wykrywania szczelin zmęczeniowych w płytach aluminiowych. Wyniki pokazują, że metoda kointegracji skutecznie usuwa z fal Lamba wszystkie efekty związane z wpływem temperatury, przyczyniając się do wykrycia badanych uszkodzeń.
Czasopismo
Rocznik
Strony
61--67
Opis fizyczny
Bibliogr. 25 poz., rys.
Twórcy
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Robotics and Mechatronics, Aleja Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland
Bibliografia
  • [1] Kessler S. S., Spearing S. M., Soutis C., Damage detection in composite materials using Lamb wave methods, Smart Mater. Struct. 11 (2002) 269–278.
  • [2] Staszewski, W. J., Structural health monitoring using guided ultrasonic waves, in: J. Holnicki-Szulc and C.A. Mota Soares (ed.), Advances in Smart Technologies in Structural Engineering, Springer, Berlin, 2004, pp. 117–162.
  • [3] Su Z., Ye L., Lu Y., Guided Lamb waves for identification of damage in composite structures: A review, J. Sound Vib. 295 (2006) 753–780.
  • [4] Croxford A. J., Wilcox P. D., Drinkwater B. W., Konstantinidis G., Strategies for guidedwave structural health monitoring, Proc. R. Soc. A 463 (2007) 2961–2981.
  • [5] Raghavan A., Carlos C. E. S., Review of guided-wave structural health monitoring, The Shock and Vibration Digest 39 (2007) 91–114.
  • [6] Sohn H., Effects of environmental and operational variability on structural health monitoring, Phil. Trans. R. Soc. A 365 (2007) 539–560.
  • [7] Lanza di Scalea F., Salamone S., Temperature effects in ultrasonic Lamb wave structural health monitoring systems, J. Acoust. Soc. Am. 124 (2008) 161–174.
  • [8] Konstantinidis G., Drinkwater B. W., Wilcox P. D., The temperature stability of guided wave structural health monitoring systems, Smart Mater. Struct. 15 (2006) 967–976.
  • [9] Engle R. F., Granger C. W. J., Co-integration and error-correction: representation, estimation, and testing, Econometrica 55 (1987) 251–276.
  • [10] Chen Q., Kruger U., Leung A. Y. T., Cointegration testing method for monitoring non-stationary processes, Ind. Eng. Chem. Res. 48 (2009) 3533–3543.
  • [11] Cross E. J., Worden K., Chen Q., Cointegration: A novel approach for the removal of environmental trends in structural health monitoring data, Proc. R. Soc. A 467 (2011) 2712–2732.
  • [12] Dao P. B., Staszewski W. J., Cointegration approach for temperature effect compensation in Lamb wave based damage detection, Smart Mater. Struct. 22 (2013) 095002.
  • [13] Dickey D., Fuller W., Likelihood ratio statistics for autoregressive time series with a unit root, Econometrica 49 (1981) 1057–1072.
  • [14] Sohn H., Worden K., Farrar C., Statistical damage classification under changing environmental and operational conditions, J. Intell. Mater. Syst. Struct. 13 (2002) 561–574.
  • [15] Lee B. C., Manson G., Staszewski W. J., Environmental effects on Lamb wave responses from piezoceramic sensors, Materials Science Forum: Modern Practice in Stress and Vibration Analysis, Trans Tech Publications, Switzerland, 440–441 (2003) 195–202.
  • [16] Worden K., Staszewski W. J., Hensman J. J., Natural computing for mechanical systems research: a tutorial overview, Mech. Syst. Signal Process. 25 (2011) 4–111.
  • [17] Croxford A. J., Wilcox P. D., Konstantinidis G., Drinkwater B. W., Strategies for overcoming the effect of temperature on guided wave structural health monitoring, Proc. SPIE Health Monitoring of Structural and Biological Systems (SPIE 6532 65321T1), Bellingham, WA, USA, 2007.
  • [18] Kijanka P., Radecki R., Packo P., Staszewski W. J., Uhl T., GPU-based local interaction simulation approach for simplified temperature effect modelling in Lamb wave propagation used for damage detection, Smart Mater. Struct. 22 (2013) 035014.
  • [19] Sohn H. Reference-free crack detection under varying temperature, KSCE J. Civ. Eng. 15 (2011) 1395–1404.
  • [20] Croxford A. J., Moll J., Wilcox P. D., Michaels J. E., Efficient temperature compensation strategies for guided wave structural health monitoring, Ultrasonics 50 (2010) 517–528.
  • [21] Golder M., Time series models, Lecture Note on Methods IV: Advanced Quantitative Analysis, September 2012 (available from: https://files.nyu.edu/mrg217/public/timeseries. pdf).
  • [22] Zivot E., Wang J., Modeling Financial Time Series with S-PLUS, 2nd ed., Springer, New York, 2006.
  • [23] Johansen S., Statistical analysis of cointegration vectors, Journal of Economic Dynamics and Control 12 (1988) 231–254.
  • [24] LeSage J. P., Applied econometrics using Matlab, Department of Economics, University of Toledo (www.spatial-econometrics.com).
  • [25] Staszewski W. J., Wavelets for Mechanical and Structural Damage Detection ((in Series Studia i Materialy) Monograph no. 510/1469/2000) (Gdansk: Polish Academy of Sciences Press, IMP-PAN), 2000.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-6dee4526-ad08-4908-90ea-d33536ef5607
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.