Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Force identification with use of spatial filter based on ODS

Mendrok K.

Diagnostyka

|

2015

|

Vol. 16, No. 1

23--28

EN

In last few decades it can be observed that there is a significant growth of the interest in the structural health monitoring (SHM) systems development and applications. Unfortunately many authors focuses only on the damage detection and other activities related with diagnosis of fault. Meanwhile, classical SHM system by definition should have in addition to a diagnostic module also module for load monitoring. This load can be measured, but easier and cheaper is to identify it from the measured response of the object. Often it is the only practical possibility to monitor the excitation. The paper presents a trial to apply a spatial filter based on operational deflection shapes (ODS) to force identification. The idea of spatial filter will be shown together with the method of force reconstruction. The simulation verification and comparison with classical modal filter will be also provided.

PL

W kilku ostatnich dziesięcioleciach można zaobserwować znaczny wzrost zainteresowania budową i zastosowaniami układów monitorowania stanu obiektów (ang. Structural Health Monitoring - SHM). Niestety większość autorów skupia się na zagadnieniach wykrywania uszkodzeń i innymi czynnościami związanymi z diagnostyką. Tymczasem, klasyczny układ monitoringu powinien, z definicji, posiadać poza modułem diagnostycznym również moduł odpowiedzialny za monitorowanie obciążeń. Te obciążenia mogą być mierzone, lecz taniej i łatwiej jest identyfikować je na podstawie pomiaru odpowiedzi obiektu. Często jest to jedyna praktyczna możliwość ich monitorowania. Artykuł przedstawia próbę zastosowania filtru przestrzennego opartego na eksploatacyjnych formach drgań (ang. Operational Deflection Shapes - ODS) do identyfikacji wymuszeń. Pokazana będzie idea filtru przestrzennego wraz z metodą jego aplikacji do rekonstrukcji siły. Zawarta będzie także weryfikacja symulacyjna i porównanie z klasycznym filtrem modalnym.

2

Damage localization and monitoring of load changes in truss structures

Mendrok K.

Mechanics and Control

|

2014

|

Vol. 33, no. 1

10--16

EN

In recent years one can observe an increasing interest of the researchers, both from academia and industry, in the development of systems for the monitoring of health structures.. The main fields of application for these systems are rotating machinery, aircrafts and other means of group transport and civil engineering structures. Many of the latter, contain truss elements in its structure. That is why detection and possible localization of the fault in such a structures is crucial for the safety of its operation. In this paper the application of modal filtration to damage detection and localization in the truss structures is presented. The results of numerical simulation an laboratory experiment are shown

PL

Ostatnio można zaobserwować wzrastające zainteresowanie badaczy zarówno ze środowisk akademickich, jak i z przemysłu, rozwojem układów monitorowania stanu obiektów. Główne poła zastosowania tych układów to maszyny wirnikowe, lotnictwo i inne środki transportu zbiorowego oraz konstrukcje inżynierii lądowej. W artykule pokazano zastosowanie filtracji modalnej do wykrywania i lokalizowania uszkodzeń w konstrukcjach kratownicowych. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych oraz pomiarów laboratoryjnych.

3

Programmable logic devices as a tool in structure's damage detection applications

Maj W., Mendrok K., Barszcz T.

Mechanics and Control

|

2013

|

Vol. 32, no. 1

1--5

EN

Programmable logic devices is one of the most dynamically developing fields of technology today. It is widely used in many kinds of signal acquisition as well as data processing systems mainly because of it's large flexibility and continuously growing abilities. It gives a designer a powerful tool, which allows for the creation of almost any kind of logic topology and any kind of data processing system, which additionally may be freely reprogrammable without any physical changes in the platform device. This paper briefly describes programmable devices technology contribution in the development of various SHM (System Health Monitoring) systems. The SUM systems mentioned in this paper have already been designed, built and successfully tested on real structures.

PL

Programowalne urządzenia logiczne to jedno z najprężniej rozwijających się obecnie dziedzin technologii. Są szeroko stosowane w wielu rodzajach układów akwizycji czy przetwarzania danych, głównie z uwagi na swą elastyczność i ciągle wzrastające możliwości. Dają projektantowi narzędzie, które pozwala tworzyć dowolną topologię logicznego układu przetwarzania danych. Dodatkowym atutem jest dowolna możliwość przeprogramowania ich bez konieczności fizycznej zmiany konfiguracji układu. Ten artykuł opisuje zastosowanie wspomnianej technologii do budowy układów związanych z monitorowaniem stanu obiektów. Pokazane w pracy układy zostały zaprojektowane, wykonane i przetestowane na obiektach technicznych.

4

Structure’s damage detection supported by contact and contact-less global methods

Kohut P., Holak K., Mendrok K., Maj W.

Diagnostyka

|

2013

|

Vol. 14, No. 1

47--56

EN

The paper briefly describes two Structural Health Monitoring (SHM) systems applied for damage detection in civil engineering structures: the vision-based system for in-plane measurement of a structure's displacement fields, and vibration-based SHM system with modal filter as a core component. In vision-based system, the deflection curve is obtained as a result of analysis of two images of the construction: the reference one and the one acquired after application of the load. A modal filter is also an excellent indicator of damage detection, with such advantages as low computational effort, ease of automation and low sensitivity to environmental changes. To apply this method in a real SHM system, the measuring diagnostic unit has been designed and built. The system installed on the test stand consisted of a network of a sensors, needed by modal filtration system, placed in selected area of the structure. Additionally a linear transducer for measurement of deformation of the lower beam of the structure under investigation was used. The paper shows the results of their laboratory tests on truss structure. The experimental results obtained by both systems were compared.

PL

Artykuł opisuje dwa systemy monitorujące stan konstrukcji (SHM) wykorzystane do wykrywania uszkodzeń konstrukcji inżynierii lądowej: system wizyjny przeznaczony do dwuwymiarowych pomiarów pól przemieszczeń konstrukcji, oraz system oparty na filtracji modalnej. W systemie wizyjnym krzywa odkształcenia uzyskiwana jest w wyniku analizy dwóch zdjęć obiektu: obrazu odniesienia oraz zdjęcia obiektu obciążonego. Filtr modalny jest doskonałym wskaźnikiem detekcji uszkodzeń. Jego zaletą są niskie wymagania obliczeniowe, łatwość automatyzacji oraz mała wrażliwość na zmiany środowiskowe. Metoda ta została opisana i przetestowana numerycznie przez autorów. Aby zastosować ją w rzeczywistym systemie SHM zaprojektowano specjalny moduł diagnostyczno - pomiarowy. System zainstalowany na stanowisku składał się z grupy czujników wymaganych przez system filtracji modalnej umieszczonych w wybranym obszarze obiektu. Ponadto wykorzystano czujnik LVDT do pomiaru odkształcenia liniowego dolnej belki. Systemy zostały przetestowane na rzeczywistych konstrukcjach. Artykuł przedstawia wyniki testów laboratoryjnych na laboratoryjnej konstrukcji ramowej. Wyniki eksperymentu uzyskane za pomocą obu systemów zostały ze sobą porównane.

5

Application of the modal filtration to the damage detection in truss structure

Mendrok K., Maj W.

Diagnostyka

|

2012

|

nr 4(64)

31-37

EN

A modal filter is an excellent indicator of damage detection, with such advantages as low computational effort due to data reduction, ease of automation and low sensitivity to environmental changes [4, 5]. The damage detection method has been already described and tested numerically by the authors [7]. To apply it in a real SHM system, the measuring diagnostic unit has been designed and built. The paper briefly describes the SHM system assumptions and presents results of its laboratory testing on the truss structure. The testing object was an element of the roof girder in reduced scale. It was mounted in the specially designed and built hydraulic stand [9, 10]. The laboratory test program included series of measurements on undamaged and damaged object. The main part of measurements, however was focused on analyses of damage detection.

PL

Filtr modalny jest bardzo dobrym wskaźnikiem wykrywającym uszkodzenie, posiadającym takie zalety jak niewielkie wymagania obliczeniowe, łatwość automatyzacji procedury i niska wrażliwość na zmiany warunków zewnętrznych [4,5]. Metoda ta była już uprzednio opisywana i testowana symulacyjnie przez autorów [7]. Aby zastosować go w rzeczywistym układzie monitoringu, zaprojektowano i zbudowano urządzenie diagnostyczno pomiarowe. W artykule krótko opisano założenia konstrukcyjne systemu, a następnie pokazano wyniki jego badań laboratoryjnych. Obiektem testów był element dźwigara konstrukcji dachowej zamontowany na specjalnym hydraulicznym stanowisku pomiarowym [9,10]. Program testów laboratoryjnych obejmował serię pomiarów na obiekcie bez oraz z uszkodzeniem. Główna część pomiarów dotyczyła wykrywania uszkodzenia.

6

Laboratory tests of the SHM system based on modal filtration

Mendrok K., Maj W., Uhl T.

Diagnostyka

|

2011

|

nr 1(57)

13-20

EN

A modal filter is an excellent indicator of damage detection, with such advantages as low computational effort due to data reduction, ease of automation and low sensitivity to environmental changes [4, 5]. The damage detection method has been already described and tested numerically by the authors [7]. To apply it in a real SHM system, the measuring diagnostic unit has been designed and built. The paper briefly describes the SHM system assumptions and presents results of its laboratory testing. The test program included series of measurements on undamaged object in different ambient temperatures and with new sensor positioning. The main part of measurements, however was focused on analyses of different damage scenarios. Additionally selected cases ware recorded parallel by the commercial measuring system for comparison.

PL

Filtr modalny jest bardzo dobrym wskaźnikiem wykrywającym uszkodzenie, posiadającym takie zalety jak niewielkie wymagania obliczeniowe, łatwość automatyzacji procedury i niska wrażliwość na zmiany warunków zewnętrznych [4,5]. Metoda ta była już uprzednio opisywana i testowana symulacyjnie przez autorów [7]. Aby zastosować go w rzeczywistym układzie monitoringu, zaprojektowano i zbudowano urządzenie diagnostyczno pomiarowe. W artykule krótko opisano założenia konstrukcyjne systemu, a następnie pokazano wyniki jego badań laboratoryjnych. Program testów obejmował serię pomiarów na obiekcie bez uszkodzenia ze zmienną temperaturą otoczenia i przy powtarzanym rozkładaniu czujników. Główna część pomiarów dotyczyła różnych scenariuszy uszkodzenia. Dodatkowo dla celów porównawczych niektóre badania były rejestrowane równolegle przez komercyjny system pomiarowy.

7

Simulation verification of damage detection algorythm

Mendrok K.

Diagnostyka

|

2010

|

nr 3(55)

17-23

EN

A modal filter is an excellent indicator of damage detection, with such advantages as low computational effort due to data reduction, ease of automation and low sensitivity to environmental changes [4,5]. However to apply it in a real SHM system, it first needs to be extensively tested to verify its sensitivity to damage location, inaccuracy of sensor location in the consecutive experiments, measurements noise as well as changes in ambient conditions, such as temperature and humidity. This paper presents the results of numerical simulations that test the sensitivity of the modal filter based damage detection method to the factors listed above. For this purpose three numerical models of the physical systems were created and applied.

PL

Filtr modalny jest bardzo dobrym wskaźnikiem wykrywającym uszkodzenie, posiadającym takie zalety jak niewielkie wymagania obliczeniowe, łatwość automatyzacji procedury i niska wrażliwość na zmiany warunków zewnętrznych [4,5]. Jednakże, aby zastosować go w rzeczywistym układzie monitoringu musi najpierw przejść szczegółowe badania symulacyjne w celu weryfikacji jego wrażliwości na takie czynniki jak lokalizację uszkodzenia, niedokładność umieszczania czujników w kolejnych pomiarach, zakłócenia toru pomiarowego oraz zmiany warunków otoczenia takich jak temperatura i wilgotność. W pracy tej przedstawiono wyniki weryfikacji symulacyjnej, sprawdzającej wpływ powyższych czynników na wyniki filtracji modalnej. W tym celu sporządzone zostały i zastosowane trzy modele numeryczne.

8

Damage detection with use of adaptive modal filter

Mendrok K.

Diagnostyka

|

2009

|

nr 3(51)

33-39

EN

In 1992 J. C. Shelley presented the adaptive modal filter. It was used in active vibrations reduction systems. It is however possible to apply the adaptive modal filter to damage detection according to the modal based diagnostics rules. Proposed method is very simple and bases on tracking of changes of adaptive modal filter coefficients. There are two variants of adaptive modal filter presented in the paper. For both of them the simulation and experimental verification was performed.

PL

W 1992 roku J. C. Shelley zaprezentował adaptacyjne filtr modalny. Był on stosowany w układach aktywnej redukcji drgań. Istnieje jednak możliwość zastosowania adaptacyjnego filtru modalnego do wykrywania uszkodzeń zgodnie z zasadami diagnostyki opartej na modelu. Proponowane podejście jest bardzo proste i opiera się na śledzeniu zmian współczynników adaptacyjnego filtru modalnego. W pracy pokazano dwa warianty adaptacyjnego filtru modalnego. Dla obu przypadków przeprowadzono symulacyjną i eksperymentalną weryfikację proponowanego podejścia.

9

Lokalizacja uszkodzenia z zastosowaniem filtracji modalnej - weryfikacja eksperymentalna

Mendrok K.

Diagnostyka

|

2008

|

nr 1(45)

85-90

PL

Filtracja modalna ma wiele zastosowań w analizie dynamiki obiektów. Ostatnio w piśmiennictwie naukowym można znaleźć przykłady zastosowania filtracji modalnej do wykrywania uszkodzeń. Filtr modalny służy do rozkładu odpowiedzi układu na składowe związane z kolejnymi współrzędnymi modalnymi. Gdy więc filtrujemy widmowe funkcje przejścia układu, na wyjściu filtru pojawia się charakterystyka z jednym tylko maksimum, związanym z częstotliwością drgań własnych, na którą filtr był nastrojony. Zmiany strukturalne (np. spadek sztywności lub masy związany z uszkodzeniem) powodują pojawienie się dodatkowych pików na charakterystyce wyjściowej filtru. Filtr modalny jest więc świetnym narzędziem do detekcji uszkodzeń o następujących zaletach: niewielkie wymagania obliczeniowe, łatwość automatyzacji, niewrażliwość na zmiany warunków zewnętrznych. Posiada jednak istotną wadę - nie daje informacji o miejscu wystąpienia uszkodzenia. Artykuł przedstawia rozwiązanie, które likwiduje tę wadę. Pokazana metoda jest najpierw sprawdzana na danych symulacyjnych, a następnie na przebiegach zarejestrowanych podczas eksperymentu laboratoryjnego.

EN

Modal filtering has numerous applications in analysis of objects dynamics. Lately in the literature one can find an example of use of modal filtering for damage detection. Modal filter decomposes the system responses into the modal coordinates, and thus, on the output of the filter, one has the frequency response with only one peak corresponding to the natural frequency to which the filter was tuned. Structural modification (e.g. drop of stiffness or mass due to damage) causes appearance of spurious peaks on the output of the modal filter. Modal filter is, therefore, a great indicator of damage detection with such advantages as low computational effort due to data reduction, easiness of automation and lack of sensitivity to environmental changes. It has however one serious fault - it does not provide any information about damage location. The paper presents a solution, that liquidates this disadvantage. Proposed method is first tested on numerical example and than on the data recorded during laboratory experiments.