Influence of defect diameter on its detection in milling process of composite material using recurrence plot technique

• Autorzy: Ciecieląg K. , Kęcik K. , Zaleski K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ średnicy defektu na wykrywalność w procesie frezowania materiału kompozytowego z wykorzystaniem technik rekurencyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the study of the detection of "artificial" defects by nonlinear techniques based on the cutting forces recorded during milling process of composite material. The "artificial" defects are intentionally drilled holes of different diameters made in carbon fiber reinforced plastics. The cutting force was analyzed by recurrence plots and recurrence quantifications analysis. The main purpose of this work is to determine the size of an artificial defect that is possible to detect as well as select the recurrence quantifications for damage detection.

PL

Przedstawiono badania wykrywalności wad „sztucznych” za pomocą nieliniowych technik na podstawie przebiegów sił skrawania zarejestrowanych podczas frezowania materiału kompozytowego. Wadami „sztucznymi” są celowo wywiercone otwory o różnych średnicach w polimerowym materiale kompozytowym wzmocnionym włóknem węglowym. Przebiegi sił poddano analizie za pomocą metody wykresów oraz wskaźników rekurencyjnych. Głównym celem pracy jest ustalenie wielkości sztucznej wady możliwej do wykrycia oraz wyselekcjonowanie wskaźników rekurencyjnych służących do jej detekcji.

Słowa kluczowe

EN

detection of defects; recurrence plots; recurrence quantification; milling; composite

PL

detekcja wad; wykresy rekurencyjne; wskaźniki rekurencyjne; frezowanie; kompozyt

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 17, nr 4
• Strony: 194--199
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ciecieląg K.

• Lublin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Production Engineering, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618, Lublin, Poland

autor

Kęcik K.

• Lublin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Applied Mechanics, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618, Lublin, Poland

autor

Zaleski K.

• Lublin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Production Engineering, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618, Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Iwaniec J., Investigation of selected mechanical systems by reccurence plots method, International Journal of Structural Stability and Dynamics 2013, 13, 7, 1340008-1 - 1340008-10.
• [2] Iwaniec J., Uhl T., Staszewski W.J., Klepka A., Detection of changes in cracked aluminium plate determinism by recurrence analysis, Nonlinear Dynamics 2012, 70(1), 125-140.
• [3] Friswell M.I., Litak G. and Sawicki J.T., Crack identification in rotating machines with active bearings, Proceedings of ISMA 2010 including USD 2010, 2843-2855.
• [4] Litak G., Sawicki J.T., Kasperek R., Cracked rotor detection by recurrence plots, Nondestructive Testing and Evaluation 2009, 24, 4, December, 347-351.
• [5] Garcia-Ochoa E., Gonzalez-Sanchez J., Acuna N., Euan J., Analysis of the dynamics of intergranular corrosion process of sensitised 304 stainless steel using recurrence plots, Journal of Applied Electrochemistry 2009, 39, 637-645.
• [6] Eckmann J.P., Oliffson Kamphorst S., Ruelle D., Recurrence Plots of dynamical systems, Europhysics Letters 1987, 4 (9), 973-977.
• [7] Rusinek R., Vibrations in cutting proces of titanium alloy, Maintenance and Reliability 3, Lublin 2010, 48-55.
• [8] Warmiński J., Latalski J., Rusinek R., Mitura A., Borowiec M., Podstawy analizy sygnałów, Metody komputerowe w mechanice, Lublin 2015, 59-85.
• [9] Kennel M., Brown R., Abarbanel H., Determining embedding dimension for phase space reconstruction using a geometrical construction, Physical Review A 1992, 45(6), 3403-3411.
• [10] Yang Dong, Ren Wei-Xen, Hu Yi-Ding, Li Dan, Selection of optimal threshold to construct recurrence plot for structural operational vibration measurements, Journal of Sound and Vibration 1992, 349, 361-374.
• [11] Kęcik K., Ciecieląg K., Zaleski K., Damage detection of composite milling process by recurrence plots and quantifications analysis, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2017, 89, 133-144.
• [12] Zbilut J.P., Zaldivar-Comenges J.M., Strozzi F., Recurrence quantification based Lyapunov exponents for monitoring divergence in experimental data, Physics Letters A 2002, 297(3), 173-181.
• [13] Theiler J., Eubank S., Longtin A., Galdrikian B., Farmer J., Testing for nonlinearity in time series: the method of surrogate data, Physica D: Nonlinear Phenomena 1992, 58(1), 77-94.
• [14] Matassini L., Kantz H., Hołyst J., Hegger R., Optimizing of recurrence plots for noise reduction, Physical Review E 2002, 65(2), 021102-1 - 021102-6.
• [15] Thiel M., Romano M.C., Kurths J., Meucci R., Allaria E., Arecchi F.T., Influence of observational noise on the recurrence quantification analysis, Physica D: Nonlinear Phenomena 2002, 171(3), 138-152.
• [16] Zbilut J.P., Webber C.L. Jr, Embeddings and delays as derived from quantification of recurrence plots, Physics Letters A 1992, 171, 199-203.
• [17] Webber C.L. Jr, Zbilut J.P., Dynamical assessment of physiological systems and states using recurrence plot strategies, J. Appl. Physiol. 1994, 76(2), 965-973.
• [18] Marwan N., Carmen Romano M., Thiel M., Kurths J., Recurrence plots for the analysis of complex systems, Physics Reports 2007, 438, 237-329.
• [19] http://www.recurrence-plot.tk/rqa.php.
• [20] Marwan N., Cross Recurrence Plot Toolbox for Matlab, Reference Manual, Version 5.17, Release 28.17, 2013, http://tocsy.pik-potsdam.de.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).