Application of wavelet transform in analysis of guided wave propagation signals for damage detection in a steel plate

• Autorzy: Zima B. , Rucka M.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie transformaty falkowej w analizie sygnałów fal prowadzonych dla celów detekcji uszkodzeń w płycie stalowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of experimental investigations on damage detection using guided wave propagation technique. The tested specimen was a steel plate with a defect in the form of a rectangular notch. Lamb waves were excited by a PZT actuator and sensed by a laser vibrometer. Since reflections from damage in registered signals are often masked by measurement noise, for identification of time of reflections from damage, continuous wavelet transform (CWT) was used. Obtained results indicated that application of wavelet signal processing enabled precise reconstruction of reflected wavefront from damage.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych dotyczących detekcji uszkodzeń za pomocą metody propagacji fal prowadzonych. Badania przeprowadzono na stalowej płycie z uszkodzeniem w formie prostokątnego nacięcia. Fale Lamba zostały wzbudzone przy użyciu piezoaktuatora, zaś do pomiaru przebiegów czasowych zastosowano wibrometr laserowy. Ponieważ odbicia propagującej fali od uszkodzenia często bywają maskowane przez szum pomiarowy, do identyfikacji czasu odbicia zastosowano ciągłą transformatę falkową. Otrzymane wyniki wskazują, że przetwarzanie sygnałów pomiarowych fal prowadzonych za pomocą transformaty falkowej umożliwiło precyzyjną rekonstrukcję frontu fali odbitego od uszkodzenia.

Słowa kluczowe

EN

guided waves; damage detection; non-destructive testing; continuous wavelet transform (CWT)

PL

fale prowadzone; detekcja uszkodzeń; diagnostyka nieniszcząca; ciągła transformata falkowa

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 16, No. 2
• Strony: 43--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Zima B.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Department of Structural Mechanics, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

autor

Rucka M.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Department of Structural Mechanics, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

Bibliografia

• [1] Giurgiutiu V. Structural Health Monitoring with Piezoelectric Wafer Active Sensors. Amsterdam: Academic Press, 2008.
• [2] Ghosh T., Kundu T., Karpur P. Efficient use of Lamb modes for detecting defects in large plates. Ultrasonics, vol. 36, (1998), pp. 791-801.
• [3] Balasubramanyam R., Quinney D., Challis R. E., Todd C.P.D. A finite-difference simulation of ultrasonic Lamb waves in metal sheets with experimental verification. Journal of Applied Physics D: Applied Physics, vol. 29, (1995), pp. 147–155.
• [4] Yang Y., Casante G., Polak M.A. Depth detection of surface-breaking crack in concrete plates using fundamental Lamb modes. NDT&E International, vol. 42, (2009), pp. 501–512.
• [5] Bourasseau N., Moulin E., Delebarre C., Bonniau P. Radome health monitoring with Lamb waves: experimental approach. NDT&E International, vol. 33, (2000), pp. 393–400.
• [6] Tua P.S., Quek S.T., Wang Q. Detection of cracks in plates using piezo-actuated Lamb waves. Smart Materials and Structures, vol. 13, (2004) pp. 643–660.
• [7] Ziaja A., Mendrok K. Mode shapes subtraction and wavelet analysis for damage detection. Diagnostyka, vol. 2, no. 58, (2011), pp. 31–38.
• [8] Rucka M., Wilde K. Application of continuous wavelet transform in vibration based damage detection method beams and plates. Journal of Sound and Vibration, vol. 297, (2006), pp. 536–550.
• [9] Lemistre M., Balageas D. Structural health monitoring system based on diffracted Lamb wave analysis by multiresolution processing. Smart Materials and Structures, vol. 10, (2001), pp. 504–511.
• [10] Su Z., Ye L. Identification of Damage Using Lamb Waves. From Fundamentals to Applications. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009.
• [11] Wandowski T., Malinowski P., Ostachowicz W.M. Damage detection with concentrated configurations of piezoelectric transducers. Smart Materials and Structures, vol. 20, (2011), 025002 (14 pp).
• [12] S. Mallat. A wavelet tour of signal processing, Academic Press, 1998.
• [13] Yue L., Zhang L. Application of Morlet Wavelet Filter to Frequency Response Functions Preprocessing. IMAC-XXII Conference & Exposition on Structural Dynamics, Conference Papers, (2004).
• [14] Misiti M., Misiti Y., Oppenheim G., Poggi J. Wavelet toolbox User’s Guide, The MathWorks Inc, (R2008a).
• [15] Potamianos A., Maragos P. A comparison of the energy operator and the Hilbert transform approach to signal and speech demodulation. Signal Processing, vol. 37, (1994), pp. 95–120.