Model updating in structural dynamics through a confluence algorithm

• Autorzy: Chierichetti M. , Ruzzene M.

Warianty tytułu

PL

Udoskonalanie modeli w dynamice konstrukcji za pomocą algorytmu konfluencji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The identification of the dynamic response of a structure in the presence of structural degradation has potential practical use on health monitoring systems and can contribute to improve the safety of rotorcraft flight and wind-turbine operations and to decrease their handling costs. A combined numerical and experimental procedure, called Property Identification Algorithm, updates the numerical model based on a limited set of experimental measurements in order to accurately predict the dynamic response of a system in the presence of structural degradations. The algorithm is designed based on modal decomposition and discrete experimental measurements, and is formulated in the case of periodic excitations. It is demonstrated that the updated dynamic response represents an accurate map of the experimental response in the domain. The paper describes the proposed algorithm and presents validation cases.

PL

Identyfikacja dynamicznej odpowiedzi konstrukcji wykazującej cechy degradacji strukturalnej ma praktyczne zastosowanie w układach monitorowania stanu i może przyczynić się do poprawy bezpieczeństwa lotu śmigłowców oraz zwiększenia efektywności pracy turbin wiatrowych przy jednoczesnym obniżeniu kosztów eksploatacji. W pracy przedstawiono tzw. Algorytm Identyfikacji Właściwości (Property Identification Algorithm) będący kombinacją numerycznej i eksperymentalnej procedury, której celem jest udoskonalenie modelu przy ograniczonym zbiorze danych doświadczalnych do precyzyjnego przewidywania dynamicznej odpowiedzi układu z degradacją strukturalną. Algorytm oparto na dekompozycji modalnej i dyskretnych pomiarów eksperymentalnych oraz sformułowano dla przypadku wymuszeń harmonicznych. Wykazano, że odpowiedzi dynamiczne modelu udoskonalonego pozwala na uzyskanie dokładnej mapy rzeczywistych odpowiedzi w zadanym obszarze parametrów. W artykule opisano zaproponowany algorytm i przedstawiono kilka przykładów jego weryfikacji.

Słowa kluczowe

EN

displacement mapping; inverse problem; FEM; experimental update; modal expansion

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 49 nr 3
• Strony: 665--683
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chierichetti M.

autor

Ruzzene M.

• Georgia Institute of Technology, School of Aerospace Engineering, Atlanta, USA,

Bibliografia

• 1. Andersen P., Brincker R., Ventura C., Cantieni R., 2008, Modal estimation of civil structures subject to ambient and harmonic excitation, Proc. XXVI IMAC, Orlando, Florida, February 4-7
• 2. Bolton R., 2007, Assessment of the Sound Level Study for the Mars Hill Wind Farm, http://www.rapid-response-consulting.com/userfiles/file/noiseassessment.pdf
• 3. Brincker R., Ventura C.,Andersen P., 2003, Why output-only modal testing is a desiderable toll for a wide range of practical applications, Proc. XXI IMAC, Orlando, Florida, February 3-6
• 4. Chierichetti M., McColl C., Palmer D., Bauchau O., Ruzzene M., 2010, Analytical and experimental approaches to rotor components stress predictions, The 1st Joint International Conference on Multibody System Dynamics, Lappeenranta, Finland, May 25-27
• 5. Chierichetti M., Ruzzene M., Bauchau O., Palmer D., McColl C., 2011, Prediction of UH-60A blade loads: an insight on Confluence Algorithm to correct internally generated airloads, Proceedings of the 67th American Helicopter Society Forum, Virginia Beach, May 3-5
• 6. Coffman H.J. Jr., 1987, Helicopter rotor icing protection methods, Journal of the American Helicopter Society, 32
• 7. Corten G.P., Veldkamp H.F., 2001, Insects can halve wind-turbine power, NATURE, brief communications, 412, 42-43
• 8. Friswell M.I., Mottershead J.E., 1995, Finite Element Model Updating in Structural Dynamics, Kluwer Academic Publishers
• 9. Gent R.W., Dart N.P., Cansdale J.T., 2000, Aircraft icing, Philosophical Transactions of the Royal Society. A. Mathematical, physical and engineering sciences, 358, 2873-2911
• 10. Ibsen L.B., Liingaard M., 2006, Prototype bucket foundation for wind turbines natural frequency estimation, DCE Technical Report, 9, Aalborg University
• 11. Khalfallaha M.G., Koliub M.A., 2007, Effect of dust on the performance of wind turbines, Desalination, 209, 209-220
• 12. McColl C., Palmer D., Chierichetti M., Bauchau O., Ruzzene M., 2010, Comprehensive UH - 60 loads model validation, Proceedings of the 66th American Helicopter Society Forum, Phoenix, Arizona, May 11-13
• 13. Mottershead J.E., Friswell M.I., 1993, Model updating in structural dynamics: A survey, Journal of the Sound and Vibration, 167, 347-375
• 14. Palacios J.L, Smith E.C., Rose J.L., 2008, Investigation of an ultrasonic ice protection system for helicopter rotor blades, Proc. American Helicopter Society 64th Annual Forum, Montreal, Canada, April 29 -May 1
• 15. Stevens P., 2001, Active interrogation of helicopter main rotor faults using trailing edge flap actuation, Phd. dissertation
• 16. Wallace J.Jr., Dawson M., O&M for wind turbine blades, www.renewableenergyfocus.com/view/3243