Faults Detection In Layered Composite Structures Using Wavelet Transform

• Autorzy: Katunin A. , Moczulski W.

Warianty tytułu

PL

Detekcja uszkodzeń w warstwowych strukturach kompozytowych z zastosowaniem transformacji falkowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper the authors present their results concerning measurements of frequency responses of cantilever rectangular GFRP plates with intentionally inserted faults of three different types (fiber discontinuities, delaminations and notches for simulating cracks). The preliminary research shows that classical methods of signal conditioning (e.g. FFT or STFT) often do not project changes between damaged and undamaged structures, when faults are inconsiderable. In the experiment the frequency responses of the investigated samples with and without faults were obtained by means of the impact test carried out using LMS SCADAS and TestXPress software. For the approximation in wavelet transform (WT) Morlet and Db8 wavelet functions were applied. The shapes of these functions give the best imitation of the measured signal shape obtained from the impact test. The obtained results allow to assert that the proposed methodology of faults detection in layered structures based on WT can be useful for fault diagnosis even in early damage phase, when other methods are insensitive. In the further work the authors will develop the proposed method for faults identification and localization in layered structures and investigate laminate behavior with faults and self-heating in fatigue processes.

PL

W pracy autorzy przedstawiają wyniki pomiarów odpowiedzi częstotliwościowych jednostronnie utwierdzonych prostokątnych płyt z kompozytu polimerowego zbrojonego włóknem szklanym z celowo wprowadzonymi uszkodzeniami trzech typów (nieciągłości włókien, delaminacje i karby symulujące pęknięcia). Badania wstępne pokazują, że klasyczne metody obróbki sygnałów (jak FFT czy STFT) często nie obrazują zmian pomiędzy strukturą uszkodzoną i nieuszkodzoną, gdy uszkodzenia są nieznaczne. W eksperymencie z zastosowaniem testu impulsowego były otrzymane odpowiedzi częstotliwościowe badanych próbek przy pomocy LMS SCADAS i oprogramowania TestXPress. Do aproksymacji w transformacji falkowej użyto funkcji bazowych Morleta i Db8. Kształt tych funkcji daje najlepsze przybliżenie przebiegu wartości chwilowych zmierzonego sygnału otrzymanego z testu impulsowego. Otrzymane wyniki pozwalają stwierdzić, że zaproponowana metodologia detekcji uszkodzeń w strukturach warstwowych oparta na transformacji falkowej może być użyteczne przy diagnostyce uszkodzeń nawet we wczesnych stadiach degradacji, gdy inne metody są nieczułe. W przyszłych pracach autorzy będą rozwijać zaproponowaną metodę pod kątem identyfikacji i lokalizacji uszkodzeń w strukturach warstwowych oraz badać zachowanie laminatów z uszkodzeniami i temperaturą samowzbudną w procesach zmęczeniowych.

Słowa kluczowe

EN

GFRP laminates; faults detection; wavelet transform

PL

laminaty polimerowe; detekcja uszkodzeń; transformacja falkowa

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 1(53)
• Strony: 27--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Katunin A.

autor

Moczulski W.

• Department of Fundamentals of Machinery Design, Faculty of Mechanical Engineering, Silesian University of Technology, Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• [1]. Katunin A., Moczulski W.: The conception of a methodology of degradation degree evaluation of laminates, Maintenance and Reliability, 1(41), Warsaw 2009, pp. 33-38.
• [2]. Timofiejczuk A..: Methods of non-stationary signal analysis (in Polish), Silesian University of Technology Publishing House, Gliwce 2004.
• [3]. Katunin A., Jaroszewicz J.: The method of faults detection in composite plates based on natural frequency of vibrations evaluation (in Polish), VII Conference „Energy in Science and Technology”, Suwalki 2008, s. 286-296.
• [4]. Wysogląd B.: The Method of Early Detection of Bearing Failures Using Wavelet Transform, Accoust. and Vibr. Surveil. Meth. and Diagn. Tech., Compiegne, 2001, pp. 675-682.
• [5]. Zhang L., Gao R. X.: Spindle health diagnosis based on analytic wavelet enveloping, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 55, 5, 2006, pp. 1850-1858.
• [6]. Tomonori K., Sadayuki U.: Impact Damage Evaluation of CFRP Laminate Using Discrete Wavelet Transform, Nihon Kikai Gakkai Nenji Taikai Koen Ronbunshu, 1, 2006, pp. 591-592.
• [7]. MATLAB 7.1. Wavelet Toolbox.
• [8]. Misiti M., Misiti Y., Oppenheim G., Poggi J.: Wavelet Toolbox User’s Guide. The MathWorks Inc., 2nd edition, 2002.