Analiza częstotliwościowa odpowiedzi akustycznej wzbudzanej mechanicznie płyty stalowej

• Autorzy: Dobrzycki A. , Knitter-Piątkowska A.

Identyfikatory

DOI

10.21008/j.1897-0737.2018.93.0027

Warianty tytułu

EN

Frequency analysis of acoustic signals of an excited steel plate

• Konferencja: Computer Applications in Electrical Engineering (23-24.04.2018 ; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W przypadku konstrukcji budowlanych niezbędna jest wiedza o stanie ich poszczególnych elementów, w szczególności w miejscach narażonych duże obciążenia. Znajomość tego stanu ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo użytkowania tychże. Powyższy powód jest przyczynkiem do opracowywania nowych i udoskonalania istniejących metod diagnostycznych. Szczególnie wartościowe są te metody, które pozwalają na wykonanie diagnostyki w sposób bezinwazyjny (nie wymagający wyłączenia obiektu z użytku na czas pomiaru). W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań nad możliwościami wykorzystania metody akustycznej w analizie stanu metalowych konstrukcji budowlanych. Przedstawiono koncepcję pomiarową, zbudowane stanowisko pomiarowe oraz sposób prowadzenia pomiarów. Ponadto zaprezentowano wyniki badań wstępnych, mających na celu wskazanie w widmie zarejestrowanych sygnałów częstotliwości dominujących. Zbadano wpływ podłoża, na którym umieszczano płytę oraz liczbę i rodzaj uszkodzeń na widmo zarejestrowanych sygnałów akustycznych.

EN

In the case of building structures, it is necessary to know the status of their individual elements, in particular in places subject to high loads. Knowledge of this state has a direct impact on the safety of using these. The above reason is a contribution to developing new and improving existing diagnostic methods. The methods that allow noninvasive diagnostics (which does not require excluding the object from use during the measurement period) are particularly valuable. The article presents the results of preliminary research on the possibilities of using the acoustic method in the analysis of the condition of metal building constructions. The measurement concept, the built-in measuring stand and the way of carrying out the measurements are presented. In addition, the results of preliminary tests to show the recorded signals of dominant frequencies in the spectrum have been presented. The influence of the substrate on which the plate was placed and the number and type of damage to the spectrum of recorded acoustic signals were investigated.

Słowa kluczowe

PL

badania nieniszczące; diagnostyka konstrukcji budowlanych; metoda emisji akustycznej; transformata Fouriera

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: No. 93
• Strony: 323--334
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Dobrzycki A.

• Politechnika Poznańska

autor

Knitter-Piątkowska A.

• Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] Dems K., Mróz Z., Identification of damage in beam and plate structures using parameter-dependent frequency changes. Engineering Computations 18 (1/2), 2001, 96–120.
• [2] Dobrzycki,A., Mikulski,S., Opydo,W., Analysis of acoustic emission signals accompanying the process of electrical treeing of epoxy resins, ICHVE 2014 – 2014 International Conference on High Voltage Engineering and Application, Poznan 2014.
• [3] Dobrzycki,A., Mikulski,S., Using of continuous wavelet transform for de-noising signals accompanying electrical treeing in epoxy resins, Przeglad Elektrotechniczny, 2016, vol. 92, no 4, 26-29.
• [4] Dobrzycki,A., Mikulski,S., Using of wavelet transform in the analysis of AE signals accompanying the process of epoxy resins electrical treeing, Przeglad Elektrotechniczny, 2016, vol. 92, issue 5, 221-223.
• [5] Doebling S. W., Farrar C. R., Prime M. B., Shevitz D. W., Damage identification and health monitoring of structural and mechanical systems from changes in their vibration characteristics: A literature review. Report LA-13070-MS, UC-900, Los Alamos National Laboratory, New Mexico 87545, USA, May 1996.
• [6] Gros X. E., An eddy current approach to the detection of damage caused by lowenergy impacts on carbon fiber reinforced materials. Materials & Design 16(3), 1995, 167–173.
• [7] Kirmser P. G., The effect of discontinuities of the natural frequency of beams. Proc. American Society for Testing Materials, Philadelphia, PA, 1944.
• [8] Knitter-Piątkowska A., Guminiak M., Hloupis G., Crack identification in plates using 1-D discrete wavelet transform, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 55, 2, 481-496, 2017.
• [9] Knitter-Piątkowska A., Pozorski Z., Garstecki A., Application of discrete wavelet transformation in damage detection. Part I: Static and dynamic experyments. Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences 13, 2006, 21-38.
• [10] Knitter-Piątkowska A., Pozorski Z., Garstecki A., Detection of localized damage using dynamic response fields and wavelet transformation. Proc.17th International Conference on Computer Methods in Mechanics CMM-2007, June 19-22, 2007, Łódź-Spała, Poland.
• [11] Knitter-Piątkowska A., Guminiak M., Przychodzki M., Application of Discrete Wavelet Transformation to defect detection in truss structures with rigidly connected bars, Engineering Transactions, 64, 2, 157−170, 2016.
• [12] Kokot S., Zębaty Z.,Vibration based stiffness reconstruction of beams and frames by observing their rotations under harmonic excitations – Numerical analysis. Engineering Structures 31(7), 2009, 1581-1588.
• [13] Krawczuk M., Ostachowicz W. M., Modelling and vibration analysis of a cantilever composite beam with a transverse open crack. Journal of Sound and Vibration 183(1), 1995, 69-89.
• [14] Kudela P., Krawczuk M., Ostachowicz W., Wave propagation modelling in 1D structures using spectral finite elements. Journal of Sound and Vibration 300, 2007, 88-100.
• [15] Lee J., Seo D.-W., Shoji T., Numerical consideration of magnetic camera for quantitative nondestructive evaluation. Key Engineering Materials 270-273, 2004, 630-635.
• [16] Mallat S., A theory for multiresolution signal decomposition: the wavelet representation. IEEE Trans. Pattern Anal. and Machine Intell. 11, 1989, 674-693.
• [17] Minkina W., Pomiary termowizyjne – przyrządy i metody. Wydawnictwa Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, 2004.
• [18] Ostachowicz W. M., Kaczmarczyk S., Vibrations of composite plates with SMA fibres in a gas stream with defects of the type of delamination. Composite Structures 54, 2001, 305-311.
• [19] Rogers L. M., Crack detection using acoustic emission methods – fundamentals and applications. Key Engineering Materials 293 – 294, 2005, 33-48.
• [20] Shinoda K., Morotomi R., Mukai K., Yoshiara T., Shirai M., Miyamoto H., Application of digital radiography to aerospace-craft. Key Engineering Materials 270-273, 2004, 1361-1365.
• [21] Zhang G., Hu H., Ta D., Ultrasonic detection of the metallurgical defects in the steel and its evaluation by neural networks based on the wavelet transform noise suppression. Key Engineering Materials 270-273, 2004, 160-167.
• [22] Ziopaja K., Pozorski Z., Garstecki A., Application of discrete wavelet transformation in damage detection. Part II: Heat transfer experiments. Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences 13, 2006, 39-51.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).