Identification of multiple cracks in composite beams using discrete wavelet transform

• Autorzy: Katunin A.

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja wielopołożeniowych pęknięć w belkach kompozytowych z zastosowaniem dyskretnej transformacji falkowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A method for the identification of multiple cracks based on Discrete Wavelet Transform is presented. The analysis is provided on beams made of polymeric laminate. The estimation of the crack locations is based on the evaluation of natural modal shapes of precracked beams. The modal shapes were estimated experimentally using laser Doppler vibrometry. The dynamic response of multi-cracked beams is processed using Discrete Wavelet Transform and detail coefficients are considered for the crack identification. Next, the methods of detail coefficients denoising are discussed. The principles of the selection of the appropriate wavelet are investigated. The proposed method indicates effectiveness in multiple crack identification and could be applied in industrial solutions of structural health monitoring as well.

PL

W pracy przedstawiono metodę identyfikacji pęknięć wielopołożeniowych opartą o dyskretną transformację falkową. Analiza została przeprowadzona na belkach z laminatu polimerowego. Wyznaczenie lokalizacji pęknięć polegało na ocenie postaci własnych drgań belek z pęknięciami. Postacie własne były otrzymane eksperymentalnie za pomocą dopplerowskiej wibrometrii laserowej. Odpowiedź dynamiczna belek z pęknięciami była przetworzona z zastosowaniem dyskretnej transformacji falkowej, a następnie rozpatrzono współczynniki detali w celu identyfikacji pęknięć. Dalej omówiono metody usuwania szumu ze współczynników detali. Zbadano kryteria wyboru odpowiednich falek. Zaproponowana metoda wykazała efektywność w identyfikacji pęknięć wielopołożeniowycb i może być z powodzeniem zastosowana w rozwiązaniach przemysłowych kontroli stanu struktur.

Słowa kluczowe

EN

faults identification; polymer laminates; discrete wavelet transform

PL

identyfikacja uszkodzeń; laminaty polimerowe; dyskretna transformata falkowa

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 45, nr 2
• Strony: 41--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Katunin A.

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

Bibliografia

• [1] Ghoneam S.M.., Dynamic analysis of open cracked laminated composite beams, Composite Structures, 32, pp. 3-11, 1995.
• [2] Abd El-Hamid Amada A., An investigation into the eigen-nature of cracked composite beams, Composite Structures. 38, pp. 45-55, 1997.
• [3] Katunin A., Moczulski W., Faults detection in layered composite structures using wavelet transform. Diagnostyka 1(53), pp. 27-32, 2010.
• [4] Douka E., Loutridis S., Trochidis A., Crack identification in beams using wavelet analysis, International Journal of Solids and Structures, 40, pp. 3557-3569. 2003.
• [5] Loutridis S., Douka E., Trochidis A., Crack identification in double-cracked beams using wavelet analysis, Journal of Sound and Vibration, 277. pp. 1025-1039, 2004.
• [6] Grabowska J., Palacz M., Krawczuk M., Damage identification by wavelet analysis, Mechanical Systems and Signal Processing, 22, pp. 1623-1635, 2008.
• |7] Rucka M., Wilde K., Crack identification using wavelets on experimental static deflection profiles, Engineering Structures; 28, pp. 279-288, 2006.
• [8] Tian J., Li Z., Su X., Crack detection in beams by wavelet, analysis of transient flexural waves, Journal of Sound and Vibration 261, pp. 715-727, 2003.
• [9] Sekhar A.S., Multiple cracks effects and identification, Mechanical Systems and Signal Processing, 22, pp, 845-878, 2008.
• [10] Katunin A., Korczak A., The possibility of application of B-spline family wavelets in diagnostic signal processing, Acta Mechanica et Automatica, 3(4), pp. 43-48, 2009.
• [11] Katunin A., Construction of high-order B-spline wavelets and their decomposition relations for faults detection and localization in composite beams, Acta Mechanica et Automatica, 2010, submitted.
• [12] Mallat S., A theory of multiresolution signal decomposition: the wavelet representation, IEEE Trans. Patt. Anal. Mach. Intel., 11, pp. 674-693, 1989.
• [13] Katunin A., Moczulski W., The conception of a methodology of degradation degree evaluation in laminates, Maintenance- and Reliability, 1(41), pp. 33-38, 2009.
• [14] Deraemaeker A., Preumont A., Vibration based damage detection using large array sensors and spatial filters, Mechanical Systems and Signal Processing, 20, pp. 1615-1630, 2006.
• [15] Douka E., Loutridis S., Trochidis A., Crack identification in plates using wavelet analysis. Journal of Sound and Vibration, 270, pp. 279-295, 2004.
• [16] Zhong S., Oyadiji S.O., Crack detection in simply supported beams, using stationary wavelet transform of modal data, Structural Control and Health Monitoring, 2010, early view.
• [17] Rucka M., Wilde K., Application of continuous wavelet transform in vibration based damage detection jnethod for beams and plates, journal of Sound and Vibration, 297, pp. 536-550, 2006.
• [18] Zhong S., Oyadiji S. O., Crack detection in simply supported beams without baseline modal parameters by stationary wavelet transform, Mechanical Systems and Signal Processing, 21, pp. 1853-1884, 2006.