Vibration and damage detections of composite beams with defects

• Autorzy: Manoach E. , Mitura A. , Samborski S. , Warmiński J.

Warianty tytułu

PL

Drgania a wykrywanie uszkodzenia w belkach kompozytowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, the geometrically nonlinear vibrations of composite beams subjected to harmonic loading and thermal changes are used to study the sensitivity of selected vibration response parameters to the presence of damage (delamination). The damage detection criterion formulated earlier for non-heated plates, based on analysing the points in the Poincaré sections of the damaged and healthy plate, is modified and tested for the case of beams additionally subjected to elevated temperatures. The mportance of the actual temperature in the process of damage detection is shown.

PL

W niniejszej pracy omówiono wykorzystanie drgań nieliniowych belek kompozytowych, poddanych wymuszeniom harmonicznym i obciążeniom cieplnym, do celów wykrywania uszkodzenia (delaminacji). Przestudiowano czułość wybranych parametrów opisujących dynamiczną odpowiedź układu na obecność wady w strukturze. Kryterium uszkodzenia, sformułowane we wcześniejszych pracach autorów dla niepodgrzewanych płyt, oparte na porównywaniu map Poincaré dla płyty zdrowej oraz uszkodzonej, zostało zmodyfikowane i przetestowane na strukturach belkowych. W modelach numerycznych belek zastosowano dodatkowo działanie podwyższonej temperatury. Pokazano w ten sposób istotne znaczenie temperatury na proces wykrywania uszkodzenia. Zaprezentowano także pierwsze wyniki badań doświadczalnych.

Słowa kluczowe

EN

beams; nonlinear vibrations; delamination detections; numerical simulations; Poincare maps

PL

drgania; belka kompozytowa; kompozytowe elementy wirnika

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 9 (218)
• Strony: 44--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Manoach E.

autor

Mitura A.

autor

Samborski S.

autor

Warmiński J.

• Lublin University of Technology

Bibliografia

• [1] Zou, Y., Tong, L., Steven, G. P., 2000, Vibration based model- dependent damage (delamination) identification and health monitoring for composite structures - a review. Journal of Sound and Vibration 230 (2), 357-378.
• [2] Verboven, P., Parloo, E., Guillaume, P., Overmeire, M. Van, 2002, Autonomous structural health monitoring - part I: modal parameter estimation and tracking. Mechanical Systems and Signal Processing, 16, 637-657.
• [3] Doebling, S. M., Farrar, C. A., Prime, M. B. , Shevitz, D. W., 1996, Damage identification and health monitoring of structural systems from changes in their vibration characteristics: A Literature Review, Report LA-12767-MS, Los Alamos National Laboratory, NM, USA.
• [4] Shen, M. H., Grady, J. E., 1992, Free Vibrations of Delaminated Beams. AIAA Journal 30 (5), 1361-1370.
• [5] Banks, H. T. , Inman, D. J., Leo, D. J. , Wang, Y., 1996, An experimentally validated damage detection theory in smart structures. Journal of Sound and Vibration 191, 859-880.
• [6] Reddy, A. D., Rehfield, L. W., Haag, R. S., 1984, Influence of prescribed delaminations of stiffness-controlled behaviour of composite laminates, Effects of Defects in Composite Materials, ASTM STP 836, American Society for Testing and Materials, 71-83.
• [7] Cattarius, J., Inman, D. J., 1997, Time domain analysis for damage detection in smart structures. Mechanical Systems and Signal Processing 11, 409-423.
• [8] Todd., M., Nichols, J. M., Pecora, L. M., Virgin, L., 2001, Vibration-based damage assessment utilizing state space geometry changes: local attractor variance ratio. Smart Materials and Structures, 10, 1000-1008.
• [9] Manoach, E. Trendafilova, I. Large Amplitude Vibrations and damage detection of rectangular plates J. Sound & Vibrations , 315 (3), pp. 591-606 (2008).
• [10] Trendafilova, I., Manoach, E. Vibration Based Damage Detection in Plates by Using Time Series Analysis. Mech. Systems and Signal Processing 22 (2008) 1092-1106.
• [11] Altenbach, H., Altenbach, J., Kissing, W., 2001, Structural Analysis of Laminate and Sandwich Beams and Plates. An introduction into the mechanics of composites. Lubelskie Towarzystwo Naukowe, Lublin.
• [12] Reddy, J. N., 2003, Mechanics of Laminated Composite Plates and Shells: Theory and Analysis. (second edition) CRC press.
• [13] Manoach, E., Ribeiro P., 2004, Coupled, thermoelastic, large amplitude vibrations of Timoshenko beams. International Journal of Mechanical Sciences, 46, 1589-1606.