Lokalizacja uszkodzenia z zastosowaniem filtracji modalnej - weryfikacja eksperymentalna

• Autorzy: Mendrok K.

Warianty tytułu

EN

Damage location with use of modal filtering - experimental verification

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Filtracja modalna ma wiele zastosowań w analizie dynamiki obiektów. Ostatnio w piśmiennictwie naukowym można znaleźć przykłady zastosowania filtracji modalnej do wykrywania uszkodzeń. Filtr modalny służy do rozkładu odpowiedzi układu na składowe związane z kolejnymi współrzędnymi modalnymi. Gdy więc filtrujemy widmowe funkcje przejścia układu, na wyjściu filtru pojawia się charakterystyka z jednym tylko maksimum, związanym z częstotliwością drgań własnych, na którą filtr był nastrojony. Zmiany strukturalne (np. spadek sztywności lub masy związany z uszkodzeniem) powodują pojawienie się dodatkowych pików na charakterystyce wyjściowej filtru. Filtr modalny jest więc świetnym narzędziem do detekcji uszkodzeń o następujących zaletach: niewielkie wymagania obliczeniowe, łatwość automatyzacji, niewrażliwość na zmiany warunków zewnętrznych. Posiada jednak istotną wadę - nie daje informacji o miejscu wystąpienia uszkodzenia. Artykuł przedstawia rozwiązanie, które likwiduje tę wadę. Pokazana metoda jest najpierw sprawdzana na danych symulacyjnych, a następnie na przebiegach zarejestrowanych podczas eksperymentu laboratoryjnego.

EN

Modal filtering has numerous applications in analysis of objects dynamics. Lately in the literature one can find an example of use of modal filtering for damage detection. Modal filter decomposes the system responses into the modal coordinates, and thus, on the output of the filter, one has the frequency response with only one peak corresponding to the natural frequency to which the filter was tuned. Structural modification (e.g. drop of stiffness or mass due to damage) causes appearance of spurious peaks on the output of the modal filter. Modal filter is, therefore, a great indicator of damage detection with such advantages as low computational effort due to data reduction, easiness of automation and lack of sensitivity to environmental changes. It has however one serious fault - it does not provide any information about damage location. The paper presents a solution, that liquidates this disadvantage. Proposed method is first tested on numerical example and than on the data recorded during laboratory experiments.

Słowa kluczowe

PL

filtr modalny; wykrywanie uszkodzeń; lokalizacja uszkodzeń; uszkodzenie

EN

modal filter; damage; damage detection; damage localization

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 1(45)
• Strony: 85--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Mendrok K.

• Akademia Górniczo - Hutnicza, Katedra Robotyki i Mechatroniki, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Mendrok K., Uhl T.: Application of modal filter for damage detection. Proceedings of III ECCOMAS Thematic Conference on smart structures and materials, Gdansk, Poland, 2007.
• [2] Deraemaeker A., Preumont A.: Vibration based damage detection using large array sensors and spatial filters, Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 20, Issue 7, 1615-1630. 2006.
• [3] Meirovitch L., Baruh H.: Control of self-adjoint distributed parameter system, Journal of Guidance Control and Dynamics, 8 (6), 60-66., 1982.
• [4] Zhang Q., Allemang, R. J., Brown, D. L.: Modal Filter: Concept and Applications, Proceedings of International Modal Analysis Conference, pp. 487-496. , 1990.
• [5] Mendrok K., Uhl T.: Overview of modal model based damage detection methods, Proceedings of 2004 ISMA, Leuven, Belgium., 2004.
• [6] Uhl T.: Komputerowo wspomagana identyfikacja modeli konstrukcji mechanicznych, WNT, Warszawa, 1997.
• [7] Lisowski W.: Wybrane problemy automatyzacji eksperymentalnej analizy modalnej, Wydawnictwa AGH, Kraków, 2006.