A frequency - domain deconvolution approach for impact force waveform restoration with the use of one - point strain measurement

• Autorzy: Kaczmarek Z.

Warianty tytułu

PL

Sposób odtwarzania przebiegu siły uderzenia z wykorzystaniem techniki odsplatania w dziedzinie częstotliwości i jednopunktowym pomiarem odkształceń

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper an impact force waveform restoration by means of deconvolution method is presented, which features a one-point strain measurement in a mechanical transducer. To determine the spectral transmittance of a section of the mechanical transducer necessary in the reconstruction process, strain waves propagating in the transducer are used: the incident, and the first reflected one, created by the impact. Restrictions concerning the impact duration as well as the strain gauge localization on the mechanical transducer are given, which assure the non interference of the above mentioned waves in the strain gauges. The reconstruction results of impact force waveformsgenerated during impacts of stell spheres in the front face of a steel bar are presented. The consistency of the obtained reconstruction results with the Hertz impact theory with respect to the duration and amplitude of the impact force was evaluated.

PL

W pracy przedstawiono metodę odtwarzania przebiegów siły uderzenia bazującą na technice deterministycznego odsplatania i jednopunktowym pomiarze odkształceń w przetworniku mechanicznym. Do wyznaczenia transmitancji widmowej odcinka przetwornika mechanicznego, potrzebnej w procesie odtwarzania, wykorzystywane są rozchodzące się w tym przetworniku fale odkształceń: bezpośrednia i pierwsza odbita, powstałe w wyniku uderzenia. Podano ograniczenia dotyczące czasu trwania uderzenia oraz lokalizacji tensometrów na przetworniku mechanicznym, które zapewniają nie nakładanie się wyżej wymienionych fal w tensometrach. Przedstawiono wyniki odtwarzania wyżej omówionym sposobem przebiegów siły uderzenia powstałych w efekcie sprężystych uderzeń stalowych kulek w powierzchnię czołową stalowego pręta. Oszacowano zgodność uzyskanych rezultatów odtwarzania w zakresie czasów trwania i amplitudy impulsu siły uderzenia z teorią uderzenia Hertza.

Słowa kluczowe

EN

deconvolution; impact force; one-point sensor; restoration

PL

odsplatanie; siła uderzenia; jednopunktowy czujnik pomiarowy; odtwarzanie

• Wydawca: Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej PAN
• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 9, nr 1
• Strony: 3--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kaczmarek Z.

• Kielce University of Technology, Institute of Electrotechnics and Metrology

Bibliografia

• 1. Kaczmarek Z.: Pomiar i odtwarzanie przebiegów sił i ciśnień impulsowych. Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej, Elektryka 26, Kielce 2001.
• 2. Follansbee P. S., Franz C.: Wave propagation in the split Hopkinson pressure bar. Journal of Engineering materials and Technology, vol. 105, 1983, pp. 61-66.
• 3. Gong I. C., Malvern L. E., Jenkins D. A.: Dispersion investigation in the split Hopkinson pressure bar. Journal of Engineering Materials and Technology, vol. 112, 1990, pp. 309-314.
• 4. Gorham D. A.: A numerical method for the correction of dispersion in pressure bar signals. I. Phys. E. Sci. Instrum. Vol. 16, 1983, pp.477-479.
• 5. Gorham D. A., Wu X. I.: An empirical method for correction dispersion in pressure bar measurements of impact stress. Meas. Sci. Technol. No. 7, 1996, pp. 1227-1232.
• 6. Kaczmarek Z., Drobnica A.: A reconstruction method of impulsive pressure and force waveform by means of wavelet transform. Studies in applied electromagnetics and mechanics, Non-linear electromagnetic systems, Amsterdam IOS Press 18, 2000, pp. 417-420.
• 7. Kaczmarek Z., Drobnica A.: A numerical correction of dispersive distortion in mechanical transducer by means of wavelet transform. International Conf. on Modern Problems of telecommunications, Computer Science and Engineers Training TCSET`2000, Lviv-Slovsko 2000, p. 5-6.
• 8. Kaczmarek Z.: Odtwarzanie przebiegów sił i ciśnień impulsowych metodą transformacyjną. Metrologia i Systemy Pomiarowe, No. 2, 200, pp. 137-150.
• 9. Kaczmarek Z.: Drobnica A.: Waveform reconstruction of impulsive force and pressure by means of deconvolution. Studies in applied electromagnetics and mechanics, Non-linear electromagnetic systems, Amsterdam IOS Press 13, 1998, pp. 438-441.
• 10. Kaczorek Z.: Zmodyfikowany czujnik sił i ciśnień impulsowych z przeznaczeniem do zadań odtwarzania. Krajowy Kongres Metrologii KKM2001, Warszawa 24-27 czerwca 2001 r. Materiały Kongresu, t. II, pp. 447-450.
• 11. Gulillaume M. E., Bizeeul J. C.: Measure de la reponse impulsionelle d`un milieu de transmision: applications aux fibres optiques. Annales des telecommunications,t. 36, no 3-4, 1981, pp. 179-186.