Zastosowanie dyskretnej transformacji falkowej w wykrywaniu uszkodzeń w belkach ciągłych podpartych sprężyście

• Autorzy: Ziopaja K. , Guminiak M.

Warianty tytułu

EN

An application of discrete wavelet transformation in damage detection of continuous beams resting on elastic foundations

• Konferencja: Współczesne metody budowy, wzmacniania i przebudowy mostów : XXIV seminarium (3-4.06.2014; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie transformacji falkowej do wykrywania uszkodzeń w konstrukcjach inżynierskich na przykładzie belki spoczywającej na podłożu sprężystym. Sformułowano i rozwiązano zadania statyki belki Eulera-Bernoulliego z uszkodzeniami oraz zlokalizowano te uszkodzenia przy zastosowaniu dyskretnej transformacji falkowej. Uszkodzenia belek modelowano przez lokalną redukcję sztywności. W wybranym punkcie belki (punkcie kontrolnym) śledzono parametry geometryczne (przemieszczenie pionowe, kąt obrotu przekroju) w funkcji poruszającego się po belce obciążenia skupionego. Tak przygotowany sygnał odpowiedzi konstrukcji poddano dyskretnej transformacji falkowej.

EN

The method of localization of damage is proposed in the paper. The method is based on the analysis of the response signal of a structure which is induced by moved set of external loading. The basis for discussion is the assumption that any damage (e.g. as a fatigue crack, corrosion) produces some disturbance in the registered signal (e.g. deflection or acceletarion). The main advantage of presented approach of damage detection is exertion of the response signal of "damaged" structure and measuremet is realized in one selected point. In the future this procedure is planned to implement to the identification of bridge structures. The paper presents the application of wavelet transformation to detect defects in engineering structures on the example of a beam resting on elastic foundation. The aim of the study was the formulation and solution of the problem of static Euler-Bernoulli beam with damage and localization of its by using discrete wavelet transformation. The local damage is modeled as local stiffness reduction. A continuous beam is modelled by two-node finite elements with twho degree of freedom per node where the bending is described by polinominals of third order corresponding to Euler-Bernoulli beam fields of deformation. In a selected point of a beam (control point for example the node of a finite element) the geometric parameters (deflection, angle of rotation) were monitored as the functions of moving set of the concentrated loading. The results of calculations using discrete wavelet analysis are presented in graphical form.

Słowa kluczowe

PL

detekcja uszkodzeń; transformacja falkowa

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 18
• Strony: 241--252
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Ziopaja K.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Lądowej

autor

Guminiak M.

• Politechnika Poznańska, Instytut Konstrukcji Budowlanych

Bibliografia

• [1] Mróz Z., Garstecki A., Optimal loading conditions in design and identification of structures, Part 1: Discrete formulation. Int. J. Struct. and Multidisciplinary Optim., 29, s. 11-18, 2005.
• [2] Dems K., Mróz Z., Identification of damage in beam and plate structures using parameter dependent frequency changes. Engineering Computation, 18, 1/2, s. 96-120, 2001.
• [3] Garbowski T., Maier and G., Novati G., Diagnosis of concrete dams by flat-jack tests and inverse analysis based on proper othogonal decomposition, Journal of Mechanics of Materials and Structures, 6, s. 1-4, s. 181-202, 2011.
• [4] Waszczyszyn Z., Ziemiański L., Neural networks in mechanics of structures and materials - new results and prospects of application, Computers and Structures, 79, s. 22-25, s. 2261-2276, 2001.
• [5] Ziopaja K., Pozorski Z., Garstecki A., Damage detection using thermal experiments and wavelet transformation, Inverse Problems in Science and Engineering, 19, 1, s. 127-153, 2011.
• [6] Wang Q., Deng X., Damage detection with spatial wavelets, Journal of Solids and Structures, 36, s. 3443-3468, 1999.
• [7] Knitter-Piątkowska A., Pozorski Z., Garstecki A., Application of discrete wavelet transformation in damage detection, Part I: Static and dynamic experiments. Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences, 13, s. 21-38, 2006.
• [8] Rucka M., Wilde K., Application of continuous wavlet transform in vibration based damage detection method for beams and plates, Journal of Sound and Vibration 297: s. 536-550, 2006.
• [9] Knitter-Piątkowska A., Guminiak M., Przychodzki M., Damage detection in truss structure being the part of historic railway viaduct using wavelet transformation, in: Recent Advances in Computational Mechanics, CRC Press/Balkema, Taylor and Francis Group, eds.: T. Łodygowski, J. Rakowski, P. Litewka, s. 157-163, 2014.
• [10] Mallat S.G., A theory for multiresolution signal decomposition: the wavelet representation. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 11, No. 7, s.674-693, 1989.
• [11] Meyer Y., Wavelets, Algorithms and Applications. SIAM, Philadelphia, 1993.