PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 14

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  fale Lamba
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available Application of non-contact ultrasonic method in air to study fiber-cement corrugated boards
Drelich Radosław, Rosiak Michał, Pakula Michał
Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences
|
2021
|
Vol. 69, nr 2
art. no. e136740
EN
The fiber-cement and cellulose boards are materials commonly used in architectural engineering for exterior and interior applications such as building facades or as wall and roof covering materials. The aim of the study was to present the ultrasonic non-contact method of testing fiber-cement boards with Lamb waves and to discuss the results and limitations of the method in context of quality control of the material. The experiments were performed for the corrugated boards using a laboratory non-contact ultrasonic scanner. Lamb waves were generated in the tested materials by a transmitter excited by a chirp signal with a linearly modulated frequency. Waves transmitted through the tested material are acquired by the receiver and registered by the PC based acquisition system. The tests were done on reference plate board and the corrugated boards. As the main descriptor to assess the quality of tested boards the maximum amplitude of transmitted Lamb waves was selected. The significant role of boundary effects and frequency of waves was noticed. The obtained results have confirmed the usefulness of the applied ultrasonic method for testing macroscopic inhomogeneity of corrugated fiber-cement boards.
2
Content available Fatigue crack detection using diffused lamb wave field – damage index vs. crack length estimation
Staszewski Wiesław Jerzy
Vibrations in Physical Systems
|
2019
|
Vol. 30, nr 2
art. no. 2019212
EN
Fatigue crack detection is one of the major problems in maintenance of engineering structures. Ultrasonic guided waves are used for fatigue crack detection in metallic plate components. The application involves Lamb wave propagation and the analysis of the diffused wave field. The cross-correlation function is used to obtain a damage index that reveals the initiation of fatigue crack. The major focus of the paper is on crack length estimation. The results demonstrate that crack length estimation based on Lamb wave propagation is challenging but not impossible.
3
Content available Evaluation of effect changing temperature on lamb-wave based structural health monitoring
Mohammadi Esfarjani Sattar
Journal of Mechanical and Energy Engineering
|
2019
|
Vol. 3, No 4
329--335
EN
The purpose of this paper is to investigate the effect of temperature change on the Lamb wave-based SHM method. This study evaluates the Lamb wave method’s ability to detect damage to an AL2024-T3 sheet, assessed by a near-surface hole. Lamb waves are created via numerical simulation with the commercial Finite Element (FE) package ABAQUS. In this study, the Lamb wave-based SHM method using displacement responses is used. The results indicate that this method is able to detect a near-surface hole in the AL2024-T3 sheet as well as its location, with close approximation. Subsequently, the AL1100 sheet was investigated for changes in temperature from this method, which was evaluated over a temperature range of –200°C to 204°C. The results show that temperature change in the range of –200°C to 93°C has no effect on the displacement responses. However, the graphs related to temperature change of more than 149°C do not overlap with the reference temperature. Hence, it has been concluded that Lamb waves can be used as an SHM method in the temperature range of –200°C to 93°C without having to worry about the effects of temperature change on the results.
4
Content available Experimental validation of the sensing capabilities of tunable interdigital transducer
Mańka M.
Diagnostyka
|
2018
|
Vol. 19, No. 1
49--56
EN
Modern systems and methods of Structural Health Monitoring (SHM) and Non Destructive Testing (NDT) require new types of transducers. In this paper, a new type of Lamb Wave transducer, the Tunable Interdigital Transducer (T-IDT), developed at AGH University of Science and Technology, is presented and its sensing capabilities are discussed based on experimental tests. The properties of the proposed transducer are similar to those of a traditional Interdigital Transducer (IDT), except for its ability to change the wavelength to which the transducer is tuned without introducing any physical changes in the electrode layout. In the paper, three sets of experiments are presented. The first two determine the ability of the transducer to measure the distance of damage from the transducer. The last set of experiments investigates the angular sensitivity of the proposed transducer for modelled damage. The presented results are compared to ones obtained with a traditional IDT.
PL
Nowoczesne systemy i metody Monitorowania Stanu Konstrukcji (ang. SHM) oraz techniki Badań Nieniszczących (ang. NDT) wymagają opracowywania coraz to nowszych typów przetworników. W artykule został przedstawiony nowy typ przetwornika do badań z wykorzystaniem fal powierzchniowych Lamb’a, opracowany na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie a nazwany przez jego twórców Dostrajalnym Przetwornikiem Międzypalczastym (ang. T-IDT). Właściwości prezentowanego przetwornika T-IDT są zbliżone do właściwości tradycyjnego IDT z jedną różnicą mianowicie przetwornik T-IDT może zostać dostrojony do określonej długości fali bez potrzeby wprowadzania zmian w jego strukturze. W artykule zostały przedstawione trzy serie eksperymentów dotyczących badań zdolności przetwornika do wykrywania uszkodzeń. W pierwszych dwóch seriach badana była zdolność przetwornika do wykrywania i określenia odległości uszkodzenia od przetwornika. Natomiast trzecia seria badań dotyczyła czułości przetwornika na uszkodzenie w zależności od jego pozycji kątowej względem przetwornika. Wszystkie wyniki eksperymentów uzyskane z zastosowaniem przetworników T-IDT zostały porównane z wynikami uzyskanymi z wykorzystaniem tradycyjnych przetworników IDT.
5
Content available remote Dispersion relations for composite structures. Pt. 2, Methods of determining dispersion curves
Barski M., Stawiarski A., Chwał M.
Composites Theory and Practice
|
2016
|
R. 16, nr 3
147--153
EN
In the first part of the current review, the fundamental assumptions of the theoretical model of elastic waves propagation in multilayered composite material are presented. Next, the equations which describe elastic wave motion in the case of single orthotropic lamina are derived. In the second part of this work, the most commonly used method of determining dispersion curves for multilayered composite material are discussed, namely: the transfer matrix method (TMM), global matrix method (GMM), stiffness matrix method (SMM) and finally the semi-analytical finite element method (SAFE). The first three methods are based on the relationships which are derived in the first part of this review. Moreover, TMM and GMM should be considered numerically unstable in the case of a relatively large product value of wave frequency and the total thickness of the composite plate. However, SMM seems to be unconditionally stable. The last method is based on the finite element approach and it can be used in order to confirm the results obtained using the analytical method. Finally, exemplary dispersion curves are presented. The dispersion curves are determined for the 8-th layer of the composite material, which is made of carbon fiber and epoxy resin. It is assumed that the wave front travels in an arbitrary direction.
PL
W części pierwszej pracy omówiono założenia dotyczące teoretycznego modelu propagacji fal sprężystych w wielowarstwowych materiałach kompozytowych. Następnie wyprowadzono równania opisujące zjawisko propagacji fal sprężystych w pojedynczej warstwie o ortotropowych własnościach mechanicznych. W części drugiej przedstawiono podstawy najczęściej wykorzystywanych metod wyznaczania krzywych dyspersji dla ośrodków wielowarstwowych, a mianowicie: transfer matrix method (TMM), global matrix method (GMM), stiffness matrix method (SMM), a także semi-analytical finite element method (SAFE). Pierwsze trzy podejścia oparte są bezpośrednio na równaniach wyprowadzonych w części pierwszej. Metody TMM oraz GMM uważane są za numerycznie niestabilne w przypadku odpowiednio dużych wartości iloczynu częstotliwości i całkowitej grubości płyty kompozytowej. Natomiast wydaje się, że podejście SMM jest numerycznie bezwarunkowo stabilne. Ostatnia z wymienionych metod oparta jest na metodzie elementów skończonych i można ją efektywnie wykorzystać w celu potwierdzenia wyników otrzymanych przy użyciu poprzednio wymienionych algorytmów. Jako przykład pokazano krzywe dyspersji wyznaczone dla 8-warstwowego materiału kompozytowego wykonanego z włókna węglowego, przy czym założono, że czoło fali porusza się w dowolnie założonym kierunku.
6
Content available remote Dispersion relations for composite structures. Pt. 1, Basic assumptions and relationships for monoclinic lamina
Barski M., Stawiarski A., Chwał M.
Composites Theory and Practice
|
2016
|
R. 16, nr 3
125--131
EN
Nowadays, the propagation of elastic waves, particularly Lamb waves, is very often used in detecting damages in different kinds of composite materials. These systems are known as structural health monitoring (SHM). However, the phenomenon of Lamb wave propagation is very complex, especially in the case of thin-walled composite structures. Generally, three types of Lamb waves are observed, namely: longitudinal or pressure waves (L), shear vertical (SV) and shear horizontal (SH). The phase and group velocities of the mentioned waves depend on the thickness of the structure and the frequency of the excited signal. This fact makes proper interpretation of the received dynamic response of the structure difficult or even impossible. Therefore, determining the appropriate dispersion curves for different materials is a very important issue. In the present review, the most commonly used analytical approaches for determining dispersion curves in the case of multilayered composite plates are presented. At the very beginning of this work the solution for single isotropic plates is presented. Next, the fundamental assumptions of the theoretical model, which describe the elastic wave propagation phenomenon in multilayered materials, are discussed. In the first part, the relationships describing the elastic wave propagation for single orthotropic lamina are presented. There are two studied cases: namely when the wave front of the elastic wave travels along the principal directions of the material and when the wave front of the elastic wave travels in any arbitrary direction.
PL
Obecnie zjawisko propagacji fal sprężystszych, a w szczególności fal Lamba jest często wykorzystywane przy projektowaniu różnych systemów wykrywania uszkodzeń w wielowarstwowych materiałach kompozytowych. Systemy te są ogólnie znane pod skrótem SHM (Structural Health Monitoring). Jednakże, zjawisko propagacji fal Lamba w kompozytowych konstrukcjach cienkościennych posiada bardzo skomplikowany charakter. W ogólnym przypadku w zależności od płaszczyzny polaryzacji drgań cząstek rozróżniamy trzy rodzaje fal Lamba, a mianowicie: falę podłużną (L) oraz fale poprzeczne spolaryzowane w kierunku pionowym (SV) oraz poziomym (SH). Dodatkowo, każda z wymienionych fal w zależności od grubości materiału oraz częstotliwości generowanego sygnału posiada odpowiednie mody. Mody te propagują się z różną prędkością zarówno fazową, jak i grupową. Zjawisko to znacznie utrudnia interpretację zarejestrowanej dynamicznej odpowiedzi konstrukcji. W pracy szczegółowo opisano najczęściej wykorzystywane analityczne metody wyznaczania krzywych dyspersji. Na początku przedstawiono rozwiązanie dla jednowarstwowej płyty izotropowej. Następnie omówiono podstawowe założenia teoretycznego modelu propagacji fal sprężystych w materiałach wielowarstwowych. W części pierwszej zaprezentowano równania opisujące zjawisko propagacji fal sprężystych w jednowarstwowych płytach o własnościach ortotropowych. Rozważano dwa przypadki, a mianowicie kiedy czoło fal sprężystych porusza się wzdłuż osi głównych materiału oraz kiedy czoło fali porusza się w dowolnym kierunku.
7
Content available remote Sequential stochastic identification of elastic constants using Lamb waves and particle filters
Słoński M.
Computer Assisted Methods in Engineering and Science
|
2014
|
Vol. 21, no. 1
15--26
EN
Sequential stochastic identification of elastic parameters of thin aluminum plates using Lamb waves is proposed. The identification process is formulated as a Bayesian state estimation problem in which the elastic constants are the unknown state variables. The comparison of a sequence of numerical and pseudoexperimental fundamental dispersion curves is used for an inverse analysis based on particle filter to obtain sequentially the elastic constants. The proposed identification procedure is illustrated by numerical experiments in which the elastic parameters of an aluminum thin plate are estimated. The results show that the proposed approach is able to identify the unknown elastic constants sequentially and that this approach can be also useful for the quantification of uncertainty with respect to the identified parameters.
8
Content available remote A semi-analytical method for identification of thin elastic plate parameters basing on LWM
Pabisek E., Waszczyszyn Z., Ambroziński Ł.
Computer Assisted Methods in Engineering and Science
|
2014
|
Vol. 21, no. 1
5--14
EN
A new semi-analytical method, discussed in the presented paper, is composed of two stages. Stage A corresponds to the direct analysis, in which the Lamb Waves Measurements (LWM) technique enables obtaining an experimental set of points D(fj , kj) Jj =1, where f and k are frequency and wavenumber, respectively. After the preprocessing in the transform space an experimental approximate curve kexp(f | D) can be formulated. In Stage B the identification procedure is simulated as a sequence of direct analyses. The dimensionless Lamb Dispersion curves are computed by means of the dimensionless simulation curve ksim(f | par), where the vector of plate parameters par = {E,ν, d, ρ} is adopted, in which Young modulus E, Poisson ratio ν, plate thickness d and density ρ are used. The main idea of the proposed approach is similar to that in the classical method of error minimization. In our paper we propose to apply the zero error value of relative criterion Reky = 0, cf. formula (15). The formula can be applied for the identification of a single plate parameter, assuming a fixed value of the other plate parameters. This approach was used in a case study, in which Stages A and B were analysed for an aluminum plate.
9
Content available Computer-aided prototyping of interdigital transducers for the structural health monitoring of planar structures
Mańka M., Ambroziński Ł., Uhl T.
Mechanics and Control
|
2013
|
Vol. 32, no. 2
69--76
EN
In recent years an intensive research activity into the application of guided waves (GWs) for structural health monitoring (SHM) can be observed. For instance, Lamb waves (LWs) have shown a great potential in monitoring of thin, planar structures. However, due to the dispersive and multimodal nature of the LWs, their snapshots can consist of many pulses even for an intact structure, which makes damage detection very complex. Moreover, small PZT transducers, most commonly used in SHM systems, act normally as omni-directional wave sources; therefore, dense or sparse transducers networks are required for damage localization. Some of the above-mentioned drawbacks of single PZT emitters and sensors can be overcome using interdigital transducers (IDT) designed to excite and sense a single, selected mode. The mode-tuning is performed by changing the span of finger electrodes to match the wavelength of the excited mode for the selected frequency. An IDT is a directional source, therefore, it generates a wave steered to the direction perpendicular to the electrodes. The width of the excited main lobe can be determined by the length of the electrodes. Since many parameters of the IDTs infl uence the LWs propagation, techniques for the simulation of the wave excitation and propagation are needed. In the paper, numerical tools for the computer aided design and virtual prototyping of the IDTs are presented. The simulation technique is based on the frequency-dependent transfer function of the structure, and due to its computational efficiency it can be used for fast testing of IDTs’ performance and for preliminary transducer design for further finite element simulations, and prototyping.
PL
W ostatnich latach obserwowany jest gwałtowny rozwój technik monitorowania stanu konstrukcji (ang. SHM) opartych na metodach ultradźwiękowych. Jednym z typów fal, szczególnie przydatnych do monitorowania konstrukcji płytowych, są fale Lamba. Jednakże ich dyspersyjny i wielopostaciowy charakter powoduje, że proces detekcji uszkodzeń z ich zastosowaniem wymaga zastosowania zawansowanego przetwarzania sygnałów. Ponadto, typowe przetworniki PZT, generują falę wielokierunkową, co powoduje potrzebę stosowania wielu przetworników w celu lokalizacji uszkodzenia. Przetworniki międzypalczaste (ang. IDT) są wolne od niektórych, wspomnianych powyżej, wad przetworników PZT, gdyż są one projektowane do wzbudzania i wykrywania wybranych postaci drgań. Dostrajanie przetwornika do danej postaci drgań odbywa się przez zmianę rozstawu elektrod palczastych tak, aby odległość pomiędzy elektrodami podłączonymi do tej samej fazy odpowiadała długości fali w wybranej częstotliwości. Przetworniki IDT są źródłami kierunkowymi, fala jest generowana w kierunku prostopadłym do elektrod palczastych, a szerokość głównej wiązki może być sterowana poprzez długość elektrod. W artykule przedstawione zostały opracowane przez autorów narzędzia do komputerowego wspomagani projektowania i symulacji działania przetworników IDT oraz ich weryfi kacja eksperymentalna. Opracowane narzędzia symulacyjne, oparte na częstotliwościowo zależnej funkcji przejścia, jest bardzo wydajne obliczeniowo i pozwala na szybką identyfi kację właściwości.
10
Content available Cointegration method for temperature effect removal in damage detection based on Lamb waves
Dao P. B.
Diagnostyka
|
2013
|
Vol. 14, No. 3
61--67
EN
The paper presents an application of the cointegration technique for temperature effect removal in Lamb wave data. The method is based on the analysis of cointegration residuals and stationary statistical characteristics. The experimental results on Lamb wave responses from undamaged and damaged aluminium plates show that the cointegration process can remove undesired temperature effects and accurately detect damage.
PL
Fale Lamba stosowane są do wykrywania uszkodzeń w konstrukcjach płytowych. Wpływ temperatury na amplitudę oraz fazę fal Lamba jest jedną z głównych przeszkód w powszechnym zastosowaniu tej metody w praktyce inżynierskiej. W pracy zastosowano metodę kointegracji do kompensacji wpływu temperatury na propagację fal Lamba. Metoda oparta jest na badaniu stacjonarności sygnałów. Zastosowane podejście pokazane jest na przykładzie wykrywania szczelin zmęczeniowych w płytach aluminiowych. Wyniki pokazują, że metoda kointegracji skutecznie usuwa z fal Lamba wszystkie efekty związane z wpływem temperatury, przyczyniając się do wykrycia badanych uszkodzeń.
11
Content available Interdigital transducers for lamb-wave based SHM systems: design and sensitivity analysis
Mańka M., Rosiek M., Martowicz A., Uhl T.
Mechanics and Control
|
2011
|
Vol. 30, no. 2
79-84
EN
Structural health monitoring (SHM) systems have been constantly improved in the past decades. Sensors for SHM should be built-in to perform continuous measurements in opposite to non-destructive testing (NDT), in case of which sensors have to be mounted on the structure only during measurements. One of the most promising type of the transducers dedicated for SHM systems is Interdigital Transducer (IDT), which is designed for ultrasonic Lamb wave monitoring. Mode selectivity, high excitation strength, wave directivity, small size and relatively low cost are the most important advantages of the IDT. In the paper a designing process of the IDT is presented. Then, the results of numerical simulations and sensitivity analysis are discussed for exemplary IDT configuration.
PL
Systemy monitorowania stanu konstrukcji (SHM) w ostatnich latach są dynamicznie rozwijane. Przetworniki wykorzystywane w tego typu systemach są na stałe montowane na badanej konstrukcji pozwalając na ciągły pomiar zmian jest stanu. Jednym z przetworników stosowanych w systemach SHM bazujących na powierzchniowych falach ultradźwiękowych są przetworniki międzypalczaste (IDT). Ich głównymi zaletami są małe rozmiary oraz zdolność do generowania wąskopasmowej fali kierunkowej o stosunkowo wysokiej amplitudzie. W artykule przedstawiony został proces projektowania przetworników IDT. Omówiono wyniki przeprowadzonych symulacji oraz procesu analizy wrażliwości dla przedstawionej konstrukcji.
12
Content available Selection of piezoceramic sensor parameters for damage detection and localization system
Klepka A., Ambroziński Ł.
Diagnostyka
|
2010
|
nr 4(56)
17-22
EN
Damage detection method based on Lamb waves propagation phenomena are increasingly used as a tool for Structural Health Monitoring (SHM) and Nondestructive Testing and Evaluation (NDT/E). Phenomena connected with wave propagation and interaction with damages are very complex and complicated. In many cases depends on sensors/actuators location, electronic system design, sensor shape, frequency range of excitation or sensors properties. Actuator/sensor selection based only on specification sheet can be insufficient, so time and frequency analysis have to be applied to signals acquired when an examined transducer was attached to a plate. In this paper sensor study on the transducer used for Lamb waves generation and acquisition has been presented. Robustness of the array consisting of chosen transducers has been verified with the scanning vibrometer.
PL
Metody detekcji uszkodzeń oparte o zjawiska propagacji fal Lamba są coraz częściej używane w systemach SHM oraz do nieniszczących metod badań i oceny stanu konstrukcji. Zjawiska związane z propagacją fali oraz jej interakcji z uszkodzeniami są złożone i skomplikowane. W wielu przypadkach zalezą od rozmieszczenia nadajników/odbiorników, układu elektronicznego i jego parametrów elektrycznych, kształtu elementu piezoceramicznego, zakresu częstotliwości wymuszenia czy właściwości samego przetwornika piezoceramicznego (PZT). Wybór elementów PZT tylko na podstawie danych zawartych w specyfikacji nie zawsze jest wystarczający. Konieczne jest przeprowadzenie analiz układu składającego się z badanej struktury oraz przetwornika. W artykule przedstawiono analizę czujników wykorzystywanych do wymuszania struktury oraz do akwizycji sygnałów odpowiedzi. Poprawność przeprowadzonych testów została zweryfikowana z wykorzystaniem wibrometru laserowego.
13
Content available remote Zmodyfikowany model Masona piezoelektrycznych przetworników do wzbudzania fal Lamba w krzemowych membranach
Gołębiowski J.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
|
2001
|
z. 99
31-40
PL
Do generacji fal ultradźwiękowych typu Lamba w membranowych mikroczujnikach stosowane są często międzypalczaste przetworniki piezoelektryczne (IDT). Przedstawiono modele przetworników, które mogą być zastosowane do analizy pracy membranowych mikroczujników. Zmodyfikowany model Masona dla przetworników fal objętościowych użyto do modelowania przetworników IDT generujących fale Lamba. Przedstawiono charakterystyki częstotliwościowe tego modelu przetwornika.
EN
The interdigital piezoelectric transducers (IDT) are used in the microsize membrane silicon sensors to the generation of the ultrasonic Lamb-type waves. It was presented the models of piezoelectric transducers, which can be used to analyse the work membrane sensors. Modified Mason's model of bulk waves' interdigital transducers was used for the modelling of generating Lamb waves IDT transducers.
14
Content available remote Analiza pól elektrycznych w piezoelektrycznych przetwornikach do wzbudzania fal Lamba
Gołębiowski J.
Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
|
2001
|
z. 99
23-30
PL
Do generacji fal ultradźwiękowych typu Lamba w membranach wykonanych na podłożach krzemowych stosowane są często międzypalczaste przetworniki piezoelektryczne (IDT). Pole elektryczne w warstwie piezoelektrycznej przetwornika ma decydujący wpływ na jego właściwości. Analizowano rozkład pola elektrycznego w cienkich warstwach piezoelektrycznych naniesionych na membrany krzemowe. Na podstawie przeprowadzonej analizy zaproponowano model przetwornika do generacji fal Lamba.
EN
The interdigital piezoelectric transducers (IDT) are used in the microsize membrane silicon sensors to the generation of the ultrasonic Lamb-type waves. The distribution of the electric fields in thin piezoelectric layers deposition on the silicon membranes was analysed.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.