Improvement in accuracy of natural frequency determination based on the envelope of cross-correlation function

• Autorzy: Kotowski A.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2016.26

Warianty tytułu

PL

Poprawa dokładności wyznaczania częstotliwości drgań własnych w oparciu o obwiednię funkcji korelacji wzajemnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a method of improvement of the accuracy in natural frequency determination when having impulse responses from impact testing. A new method is used for obtaining impulse response spectrum. The improvement in natural frequency determination is a result of improving the spectral resolution. For this, the new method uses calculation of surface area under the envelope of the cross-correlation function. This process is repeated by single-harmonic signal generated step-by-step with frequency changed iteratively. Thus the frequency resolution of determined spectrum is independent of length of analysed impulse response.

PL

Praca przedstawia sposób poprawy dokładności wyznaczania częstotliwości drgań własnych mając odpowiedzi z badań impulsowych. Nowej metody używa się w celu znalezienia widma odpowiedzi impulsowej. Poprawa wyznaczania częstotliwości drgań własnych jest wynikiem poprawy rozdzielczości widmowej. W tym celu nowa metoda wyznacza pole powierzchni pod obwiednią funkcji korelacji wzajemnej. Proces ten dokonuje się cyklicznie włącznie z generacją fali harmonicznej krok po kroku wraz z iteracyjną zmianą jej częstotliwości. W ten sposób, rozdzielczość częstotliwościowa wyznaczanego widma jest niezależna od długości analizowanej odpowiedzi impulsowej.

Słowa kluczowe

EN

natural frequency; determination; improvement; envelope

PL

częstotliwość drgań własnych; wyznaczanie; poprawa; obwiednia

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 88 [293], nr 4
• Strony: 323--333
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kotowski A.

• Faculty of Mechanical Engineering, Bialystok University of Technology, ul. Wiejska 45C, 15-351 Bialystok, Poland

Bibliografia

• 1. Palacz M., Krawczuk M.: Vibration parameters for damage detection in structures, J. Sound Vibration, 249 (2002) 999-1010.
• 2. Salawu O.S.: Detection of structural damage through changes in frequency: a review, Eng. Structures, 19 (1997) 718-723.
• 3. Patil D.P., Maiti S.K.: Detection of multiple cracks using frequency measurements, Eng. Fracture Mech., 70 (2003) 1553-1572.
• 4. Dilena M., Dell’Oste M.F., Morassi A.: Detecting cracks in pipes filled with fluid from changes in natural frequencies, Mech. Systems Signal Processing, 25 (2011) 3186-3197.
• 5. Choubey A., Sehgal D.K., Tandon N.: Finite element analysis of vessels to study changes in natural frequencies due to cracks, Int. J. Pressure Vessels Piping, 83 (2006) 181-187.
• 6. Bendat J.S., Piersol A.G.: Engineering applications of correlation and spectral analysis, Wiley Interscience, New York 1980.
• 7. Gasior M.: Improving Frequency Resolution of Discrete Spectra, PhD thesis, AGH University of Science and Technology, Kraków 2006.
• 8. Gasior M.: Improving Frequency Resolution of Discrete Spectra - Algorithms of Three-Node Interpolation, LAP LAMBERT Academic Publishing, 2010.
• 9. Cawley P., Adams R.D.: Improved frequency resolution from transient tests with short record lengths. Journal of Sound and Vibration, Vol. 64, No. 1, 1979, pp. 123-132.
• 10. Quinn B.G. Recent advances in rapid frequency estimation. Digital Signal Processing, Vol. 19, No. 6, 2009, pp. 942-948.
• 11. Dunne J.F. A fast time-domain integration method for computing non-stationary response histories of linear oscillators with discrete-time random forcing. J. Sound Vibration, 254 (2002) 635-676.
• 12. Thrane N.: The Hilbert Transform, Technical Review 3, Brüel&Kjær, Naerum, Denmark 1984.
• 13. Thrane N., Wismer J., Konstantin-Hansen H., Gade S.: Practical use of the “Hilbert transform”, Application Note, Brüel&Kjær, Naerum, Denmark 1999.
• 14. Ahn S.J., Jeong W.B., Yoo W.S.: Improvement of impulse response spectrum and its application, J. Sound Vibration, 288 (2005) 1223-1239.
• 15. Katunin A.: Localization of damage in beam-like structures applying time-frequency distributions to modal shapes of vibration, Diagnostyka, 17 (2016) 53-58.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).