Health and usage monitoring of aerospace structures

• Autorzy: Staszewski W. J.

Warianty tytułu

PL

Eksploatacja i detekcja uszkodzeń konstrukcji lotniczych

• Konferencja: Diagnostics'04, III Międzynarodowy Kongres Diagnostyki Technicznej (6-9 września 2004, Poznań, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aircraft maintenance involves usage and/or damage detection of structures. Usage is asso-ci-ated with measuring load sequences and a typical application example is Operational Loads Monitoring (OLM) whereby either flight parameters or direct structural strain measurements in aircraft are used to quantify the fatigue life of the structure. Current damage monitoring involves traditional non-destructive techniques such as Eddy Current or Ultrasonics. The paper gives a brief overview of currently used and emerging technologies in maintenance of aerospace structures. Re-cent developments in this area, related to damage detection techniques based on integrated smart sensor technologies, are also discussed. These techniques are associated with a new design phi-losophy leading to multifunctional and adaptable structures.

PL

Eksploatacja samolotów związana jest z monitorowaniem stanu zużycia oraz detekcją uszko-dzeń konstrukcji. Monitorowanie stanu zużycia samolotu sprowadza się do analizy obciążeń kon-strukcji oraz do szacowania i prognozy wytrzymałości zmęczeniowej. Metoda pośrednia oparta jest na parametrach lotu, podczas gdy metoda bezpośrednia wykorzystuje pomiary odkształceń konstrukcji. Tradycyjne metody detekcji uszkodzeń konstrukcji lotniczych wykorzystują badania nieniszczące oparte na indukcji magnetycznej oraz ultradźwiękach. Praca przedstawia w skrócie tradycyjne oraz nowe metody detekcji uszkodzeń wykorzystywane w eksploatacji samolotów. Nowe metody, oparte na inteligentnych czujnikach pomiarowych zintegrowanych z samolotem, związane są z nową koncepcją projektowania wielofunkcyjnych i adaptacyjnych konstrukcji.

Słowa kluczowe

EN

aerospace structures; damage monitoring; condition monitoring; smart sensor technologies

PL

konstrukcje lotnicze; detekcja uszkodzeń; monitorowanie stanu; inteligentne czujniki

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 30, T. 2
• Strony: 105--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Staszewski W. J.

• Department of Mechanical Engineering, Sheffield University, Mappin Street, Sheffield S1 3JD, UK,

Bibliografia

• [1] Boller C and Stasewski W.J. 2003 “Aircraft Structural Health and Usage Monitoring”, In: Health Monitoring of Aerospace Structures, W.J. Staszewski, C. Boller and G.R. Tomlinson, Eds, John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, UK, pp. 29-73.
• [2] Staszewski W.J. and Boller C. 2002 “Acoustic Wave Propagation Phenomena Modelling and Damage Mechanism in Ageing Aircraft”, Aircraft Integrated Monitoring Systems (AIMS) Conference, Garmisch-partenkirchen, Germany, 27-30 may, CD-ROM Proceedings, pp. 169-184.
• [3] Penny S 2000 “Geriatric Ward”, Flight International, 19 December-1 January.
• [4] Foote P. et al 2003 “Operational Load Monitoring Using Optical Fibre Sensors”, In: Health Monitoring of Aerospace Structures, W.J. Staszewski, C. Boller and G.R. Tomlinson, Eds, John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, UK, pp.75-123.
• [5] Hunt S.R. and Hebden I.G. 2001 “Validation of the Eurofighter Typhoon Structural Health and Usage Monitoring System”, Smart Materials and Structures, Vol. 10, pp. 497-503.
• [6] Boller C. 1996 “Fundamentals on Damage Monitoring”, AGARD Lecture Notes, Series 205 (AGARD-LS-205).
• [7] P.A. Lloyd et al 2003 “Structural Health Monitoring Evaluation Tests”, In: Health Monitoring of Aerospace Structures, W.J. Staszewski, C. Boller and G.R. Tomlinson, Eds, John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, UK, pp. 207-259.
• [8] Chang F.K. 1997 “Smart Layer: Built-in Diagnostic System for Composite Structures”, In: Proceedings of the Fourth European Conference on Smart Structures and Materials , Second International Conference on Micromechanics, Intelligent materials and Robotics, Harrogate, UK, pp. 777-786.
• [9] Staszewski W.J. “Structural Health Monitoring Uisng Guided Ultrasonic Waves”, In: Advances in Smart Technologies in Structural Engineering”, J. Holnicki-Szulc, Ed., Springer, to appear in 2004.
• [10] Blanquet P., Demol T. and Delebarre C 1996 “Application of Array Transducers to Health Monitoring of Aeronautic Structures”, In: Proceedings of the 14th World Congress on Nondestructive Testing, New Delhi, India, Vol. 4, pp. 2057-2060.
• [11] Kress K.P., Dittrich K. and Guse G. 2001, “Smart Wide-Area Imaging Sensor System (SWISS)”, In: Proceedings of the SPIE International Symposium on Smart Structures and Materials, Conference on Industrial and Commercial Applications of Smart Structures Technologies, San Diego, California, Paper No. 4332-62.
• [12] Khuri-Yakub B.T., Cheng C.H., Degertekin F.L., Ergun S., Hansen S., Jin X.C. and Orlakan O. 2000, “Silicon Micromachined Ultrasonic Transducers”, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 39, pp. 2882-2887.
• [13] Betz D., Thursby G., Culshaw B. and Staszewski W.J. 2003, “Acousto-Ultrasonic Sensing Using Fiber Bragg Grating”, Smart Materials and Structures, Vol. 12, No. 1, pp. 122-128.
• [14] Staszewski W.J., Lee B.C., Mallet L. and Scarpa F. 2004, “Structural Health Monitoring Using Scanning Laser Vibrometry. Part I: Lamb Wave Sensing”, Smart Materials and Structures, Vol. 13(2), pp. 251-260.
• [15] Mallet L., Lee B.C., Staszewski W.J. and Scarpa F. 2004, “Structural Health Monitoring Using Scanning Laser Vibrometry. Part I: Lamb Waves for Damage Detection”, Smart Materials and Structures, Vol. 13(2), pp. 261-269.
• [16] Wishaw M. and Barton D.P. 2001, “Comparative Vacuum Monitoring: a New Method of In-Situ Real Time Crack Detection and Monitoring”, In: Proceedings of the 10th Asia-Pacific Conference on Non-Destructive Testing, Brisbane, Australia, paper 1129.
• [17] Hruby R.J. and Feinstain L 1970, “A Novel Nondestructive Noncontacting Method for Measuring the Depth of Thin Slits and Cracks in Metals”, The Review of Scientific Instruments, Vol. 41(5), pp. 679-683.
• [18] Zoughi R. 2000, Microwave Non-Destructive Testing and Evaluation, Kluwer Academic Publisher, The Netherlands.
• [19] Steinberg B.D. and Subbaram H. 1991, Microwave Imaging Techniques, John Wiley and Sons.
• [20] Manson G, Worden K and Allman D.J. 2003, “Experimental Validation of a Structural Health Monitoring Methodology. Part II: Novelty Detection on a Gnat Aircraft. Part II: Damage Location on an Aircraft Wing”, Journal of Sound and Vibration, Vol. 259(2), pp. 345-385.