Shm supporting damage tolerance design philosophy as a challenge for designers of future airframes

• Autorzy: Kustroń K.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Development design pfilosophy of airframes in all the relevant technological fields is important for the evaluation of high performance airframes best to achive high level of safety and satisfy the market needs. Maintenance cost reduction, increased aircraft availability and weight saving are goals which will be reaching by SHM systems as on-line monitoring of the structure health. Irrespective of which materials will be used in the future, the current design philosophy, which is applied today by the structural designers, will be challenged by the new design philosophy based on SHM. The most efective SHM methods are based on Lamb wave techniques. Using the based on Lamb wave techniques would be cost-effective and reliable damage detection is critical for the utilization of metal, composite and hybrid materials. Multitude of diagnostics data requires to use expert systems for effective analysis.

PL

Rozwój efektywnych metod konstruowania płatowca warunkuje powstawanie konstrukcji o lepszych osiągach przy wysokich właściwościach eksploatacyjnych. Ważnym aspektem jest obniżenie kosztów eksploatacyjnych przy wzroście współczynnika gotowości operacyjnej i oszczędnościach masowych. Te zadania mogą zostać osiągnięte poprzez efektywne zastosowanie ciągłego monitoringu (SHM) w celu wykrywania czy określania wielkości uszkodzenia. Wyniki badań w dostępnej literaturze wskazują na wysoką efektywność metod wykorzystujących własności fal Lamba. Czujniki piezoelektryczne, które można umieszczać na strukturze jak i wprowadzać w samą strukturę podczas procesu wytwarzania elementów konstrukcyjnych płatowca wpływają na oszczędności co do kosztów a przez to, że mają wykrywać uszkodzenia lub nadzorować ich rozprzestrzenianie podwyższają niezawodność. Techniki wykorzystujące fale Lamba są efektywne w ocenie uszkodzeń struktur metalowych, kompozytowych jak i hybrydowych. Dane zbierane z czujników o ogromnej ilości muszą być oceniane przy użyciu systemów eksperckich bazujących na technikach sztucznej inteligencji.

Słowa kluczowe

EN

aircraft; airframe; metal and composite structure; degradation; durability; reliability; safety; damage detection; nondestructive testing; structural health monitoring; piezoelectric; expert systems; artificial intelligence

PL

statek powietrzny; płatowiec; struktura metalowa kompozytowa; procesy dergadacyjne; trwałość; niezawodność; bezpieczeństwo; wykrywanie uszkodzeń; badania nieniszczące; monitorowanie stanu technicznego; systemy eksperckie; sztuczna inteligencja

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2008
• Tom: No. 3 (6)
• Strony: 213--220
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Kustroń K.

• Warsaw University of Technology

Bibliografia

• 1. Peairs, D. M., Inman, D. J., Park, G.: Circuit Analysis of Impedance-based Health Monitoring of Beams Using Spectral Elements.Structural Health Monitoring, Vol. 6, No. 1. SAGE Publications, 2007, pp. 81-94.
• 2. Bar-Cohen, Y.: NDE of Fiber Reinforced Composite Materials—A Review. Materials Evaluation. Vol.44, 1986, pp. 446-454.
• 3. Chang FK.: Structural Health Monitoring: A Summary Report. Proceedings of the 2nd International Workshop on Structural Health Monitoring. Stanford, CA, September 8-10, 1999.
• 4. Giurgiutiu, V., Jingjing, B., Zhao, W.: Active Sensor Wave Propagation Health Monitoring of Bean and Plate Structures. Proceedings of the SPIE International Symposium on Smart Structures and Material. Newport Beach, California, March 5-8 2001.
• 5. Qing, X. P., Beard, S. J., Kumar, A., Ooi, T. K., Chang, F.-K.: Built-in Sensor Network for Structural Health Monitoring of Composite Structure.Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Vol. 18, No. 1, SAGE Publications, 2007, pp. 39-49.
• 6. Zhang, Y.: In Situ Fatigue Crack Detection using Piezoelectric Paint Sensor.Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Vol. 17, No. 10, SAGE Publications, 2006, pp. 843-852.
• 7. Wang, X. D., Huang, G. L.: The Coupled Dynamic Behavior of Piezoelectric Sensors Bonded to Elastic Media.Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Vol. 17, No. 10, SAGE Publications, 2006, pp. 883-894.
• 8. Qing, X. P., Chan, H.-L., Beard, S. J., Kumar, A.: An Active Diagnostic System for Structural Health Monitoring of Rocket Engines.Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Vol. 17, No. 7, SAGE Publications, 2006, pp. 619-628.
• 9. Monnier, T.: Lamb Waves-based Impact Damage Monitoring of a Stiffened Aircraft Panel using Piezoelectric Transducers.Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Vol. 17, No. 5, SAGE Publications, 2006 pp. 411-421.
• 10. Valdez, S. H. D.: Structural Integrity Monitoring of CFRP Laminates using Piezoelectric Devices. Ph.D. thesis, Imperial College of Science Technology and Medicine, September 2000.
• 11. Kessler, S. S., Spearing, S. M., Soutis, C.: Optimization of Lamb Wave Methods for Damage Detection in Composite Materials. Technology Laboratory for Advanced Composites Department of Aeronautics and Astronautics Massachusetts Institute of Technology, SHM-2001.
• 12. Chien, Y. H.: A LISP-Based Expert System for Detecting Failures in Aircraft Systems. 1984.
• 13. Pidaparti, R. M.: Aircraft Structural Integrity Assessment through Computational Intelligence Techniques.Tech Science Press SDHM, vol.2, no. 3, pp. 131-147, 2006.
• 14. Keller, E., Ray, A.: Real-time nondestructive evaluation of airframe structures for health monitoring and residual life prediction. IEEE, 2001.