PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Efficient and low cost PZT network for detection and localization of damage in low curvature panels

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Efektywny i ekonomiczny układ sieci piezoelektryków do detekcji i lokalizacji uszkodzeń słabo zakrzywionych paneli
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The paper presents results obtained in creating an efficient inspection technique, based on the Lamb wave method, by using a powerful central signal generator, a network of receivers and a simple triangulation algorithm for detecting and localizing a defect/damage in metallic or composite panels. This is intended to be done in two variants: (i) with a fixed central PZT patch able to blast powerful omnidirectional waves of the desired frequency, shape and duration and (ii) with a variable angle mobile actuator able to generate powerful guided waves. The first variant is aimed for online monitoring, while the second, for field inspections. At this stage, only numerical simulations of the first variant have been made, with promising results in metallic panels.
PL
W artykule zaprezentowano rezultaty badań dotyczących opracowania efektywnej metody inspekcji materiałów opartej na zastosowaniu fal Lamba wytwarzanych silnym centralnym generatorem sygnału oraz układem sieci czujników umożliwiającym wprowadzenie algorytmu triangulacji do wykrywania i lokalizowania uszkodzeń w pa- nelach metalicznych i kompozytowych. Zbadano dwa warianty realizacji tego celu: (i) poprzez naklejenie centralnego wzbudnika piezoceramicznego pozwalającego wygenerować wielokierunkową falę o zadanej częstotliwości, kształcie i czasie trwania, (ii) poprzez użycie mobilnego aktuatora o sterowanym kącie działania zdolnego do wytworzenia silnej fali prowadzonej. Pierwszy wariant jest przewidziany do ciągłego monitoringu konstrukcji, drugi do badań w terenie. Na obecnym etapie zrealizowano jedynie badania symulacyjne dla pierwszego wariantu, otrzymując obiecujące wyniki w przypadku paneli metalicznych.
Słowa kluczowe
Rocznik
Strony
685--704
Opis fizyczny
Bibliogr. 29 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
autor
autor
Bibliografia
  • 1. Burgos D.A.T., Mujica L.E., G¨uemes A., Rodellar J., 2010, Active piezoelectric system using PCA, Proc. Fifth European Workshop Structural Health Monitoring, 164-169
  • 2. Cawley P., Alleyne D., 1996, The use of Lamb waves for the long-range inspection of large structures, Ultrasonics, 34, 2, 287-290
  • 3. Cheng L., Su Z., Yu L., 2010, Evaluation of structural damage using Correlative Sensor Array (CSA), Proc. Fifth European Workshop Structural Health Monitoring, 444-450
  • 4. Constantin N., Sorohan S¸., Anghel V., G˘avan M., 2006, Finite element analysis on the mechanism of Lamb wave generation with piezoelectric transducers, Proc. Int, Semiconductor Conf. (CAS 2006), 2, 403-406
  • 5. De Stefano M., Gherlone M., Mattone M., Di Sciuva M. Worden K., 2010, On sensor placement for impact location: optimization under the effect of uncertainties, Proc. Fifth European Workshop Structural Health Monitoring, 402-407
  • 6. Diamanti K., Soutis C., Hodgkinson J.M., 2007, Piezoelectric transducer arrangement for the inspection of large composite structures, Composites A, 38, 4, 1121-1130
  • 7. Diaz Valdes S.H., Soutis C., 2000, Health monitoring of composites using Lamb waves generated by piezoelectric devices, Plastics, Rubber and Composites, 29, 9, 475-481
  • 8. Giurgiutiu V., 2008, Structural Health Monitoring with Piezoelectric Wafer Active Sensors, Academic Press, an imprint of Elsevier, Burlington, MA
  • 9. Ihn J.-B., Chang F.-K., 2009, Baseline-free Imaging Method based on New PZT Sensor Arrangements, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 20, 1663-1673
  • 10. Kessler S.S., Spearing S.M., Soutis C., 2002, Damage detection in composite materials using Lamb waves, Smart Mat. Structures, 11, 2, 269-278
  • 11. Lu Y., Su Z., Ye L., 2006, Crack identification in aluminium plates using Lamb wave signals of a PZT sensor network, Smart Materials and Structures, 15, 3, 839-849
  • 12. Mace B.R., Manconi E., 2008, Modelling wave propagation in twodimensional structures using finite element analysis, Journal of Sound and Vibration, 31, 8, 884-902
  • 13. Moser F., Jacobs L.J., Qu J., 1999, Modeling elastic wave propagation in waveguides with the finite element method, NDT&E International, 32, 225-234
  • 14. Nayfeh A.H., 1991, The general problem of elastic wave propagation in multilayered anisotropic media, Journal of Acoustic Society of America, 89, 4, 1521-1531
  • 15. Nieuwenhuis J.H., Neumann J., Greve D.W., Oppenheim I.J., 2005, Generation and detection of guided waves using PZT wafer transducers, IEEE Trans. Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 52, 11, 2103-2111
  • 16. Ostachowicz W., Kudela P., Malinowski P., Wandowski T., 2009, Damage localisation in plate-like structures based on PZT sensors, Mechanical Systems and Signal Processing, 23, 6, 1805-1829
  • 17. Padula S.L., Kincaid R.K., 1999, Optimization strategies for sensor and actuator placement, Technical Report LA-13070-MS, NASA-Langley Research Center, Hampton, Virginia
  • 18. Paget C.A., Tiplady K., Kluge M., Becker T., Schalk J., 2010, Feasibility study of wireless impact damage assessment, Proc. Fifth European Workshop Structural Health Monitoring, 125-130
  • 19. Papadimitriou C., 2005, Pareto optimal sensor locations for structural identification, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 194, 12/16, 1655-1673
  • 20. Ricci F., Monaco E., Tancredi S., Lecce L., Banerjee S., Mal A.K., 2010, Vibration and ultrasonic based methodologies for damage detection, Proc. Fifth European Workshop Structural Health Monitoring, 510-516
  • 21. Sorohan S¸., Constantin N., Anghel V., Gavan, M., 2007, Finite element analysis of generation and detection of Lamb waves using piezoelectric transducers, [In:] Mathematics in Industry, 11, Eds. G. Ciuprina and D. Ioan, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 89-96
  • 22. Sorohan S¸., Constantin N., Gavan M., Anghel V., 2011, Extraction of dispersion curves for waves propagating in free complex waveguides by standard finite element codes, Ultrasonics, 51, 503-515
  • 23. Tsutsui H., Hirano N., Kimoto J., Akatsuka T., Sashikuma H., Takeda N., Koshioka Y., 2010, Practical application study of an impact damage detection system for an airframe composite structure, Proc. Fifth European Workshop Structural Health Monitoring, 170-176
  • 24. Tua P.S., Quek S.T., Wang Q., 2004, Detection of cracks in plates using piezo-actuated Lamb waves, Smart Materials and Structures, 13, 4, 643-660
  • 25. Von Ende S., Lammering R., 2009, Modeling and simulation of Lamb wave generation with piezoelectric plates, Mechanics of Advanced Materials and Structures, 16, 3, 188-197
  • 26. Wandowski T., Malinowski P., Ostachowicz W., 2010, Comparison of distributed and concentrated networks of piezoelectric transducers, Proc. Fifth European Workshop Structural Health Monitoring, 704-711
  • 27. Wang X., Lu Y., Tang J., 2008, Damage detection using piezoelectric transducers and the Lamb wave approach: I. System analysis, Smart Materials and Structures, 17, 2, doi: 10.1088/0964-1726/17/2/025033
  • 28. Zhongquing S., Lin Y., Ye L., 2006, Guided Lamb waves for identification of damage in composite structures: A review, Journal of Sound and Vibration, 295, 3/5, 753-780
  • 29. ANSYS Structural Analysis Guide, 2003, 3rd Edition, SAS IP
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BWM6-0010-0005
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.