W niniejszym artykule przedstawiono możliwości wykorzystania światłowodowych siatek Bragga do wyznaczenia strzałki ugięcia materiału, poddanego działaniu siły gnącej. Wykorzystana w badaniach metoda pomiarowa bazuje na zjawisku wstecznego odbicia długości fali Bragga, która umożliwia punktowy odczyt odkształceń oraz temperatury. W artykule przedstawiony został wpływ grubości materiału oraz miejsca mocowania siatek Bragga na wartość odczytanych odkształceń materiału, a także na ich podstawie wyznaczona została wartość strzałki ugięcia.
EN
This article presents analysis of using fiber Bragg gratings for deflection distance measurement of a material subjected to bending force. The measurement method used in presented research is based on the phenomenon of the back reflection of Bragg wavelength, which enables a point reading of strain and temperature. The article presents the effect of material thickness and the location of Bragg gratings on the value of the material deformation and on their basis deflection distance value was determined.
The article shows the results of the preparatory steps taken to create the artificial intelligence used in the automatic recognition of defects in ship thin-walled structures. The above steps are used to create a university private cloud and a computer system maintaining a dataset of vibration signal samples. In the article, a prototype of the private cloud was designed and developed, a model of the vibration sample was prepared, and a microservice was designed aimed at sharing the obtained data. The article demonstrates the results of the completed development.
PL
W artykule przedstawiono wyniki przeprowadzonych działań przygotowawczych do stworzenia sztucznej inteligencji wykorzystywanej w automatycznym rozpoznawaniu defektów okrętowych konstrukcji cienkościennych. Przeprowadzone kroki służą stworzeniu uczelnianej chmury prywatnej oraz systemu informatycznego utrzymującego zbiór danych próbek sygnałów drganiowych. W ramach artykułu zaprojektowano oraz stworzono prototyp chmury prywatnej, przygotowano model próbki drganiowej oraz zaprojektowano mikroserwis służący udostępnianiu uzyskanych danych. Artykuł przedstawia wyniki wykonanej pracy.
Metamateriały znajdują coraz większe zastosowanie w wielu gałęziach nauki i przemysłu. Składają się z matrycy elementów strukturalnych (komórek) o wymiarach kilkukrotnie mniejszych niż długość fali elektromagnetycznej, przy jakiej mają pracować. Ich unikalne właściwości rezonansowe można stosunkowo łatwo kontrolować przez odpowiednie zaprojektowanie geometrii elementów strukturalnych. Odstępstwa od tej geometrii wpływają na stan rezonansu, co może być wykorzystane do określenia np. stopnia deformacji. W niniejszej pracy przeanalizowano wpływ odkształcenia metapowierzchni powodowanego przez zewnętrzne wymuszenie mechaniczne (rozciąganie) na rezonansową charakterystykę częstotliwościową w zakresie mikrofalowym i terahercowym. Opracowano modele numeryczne metapowierzchni o elemencie strukturalnym w postaci rezonatora z rozdzielonymi pierścieniami (ang. split ring resonator, SRR) oraz określono zmiany częstotliwości rezonansowych wywołane działaniem zewnętrznej siły rozciągającej. Uzyskane liniowe zależności pomiędzy zmianą częstotliwości a stopniem deformacji struktury metapowierzchni pozwalają na wykorzystanie w przyszłości tej technologii w bezprzewodowym monitoringu strukturalnym (ang. structural health monitoring, SHM).
EN
Metamaterials are increasingly used in many branches of science and industry. They consist of a matrix of cells / elements with dimensions several times smaller than the operating wavelength. Their unique resonance properties can be relatively easily controlled by properly designing the geometry of their structural elements (cells). Deviations from this geometry affect the state of resonance which can be used to determine the degree of deformation. In this work, the effect of metasurface deformation caused by external mechanical excitation (stretching) on the resonance frequency in the microwave and terahertz range has been analyzed. Numerical models of the metasurfaces with a structural element in the form of split ring resonators (SRR) were developed and changes in resonance frequencies caused by external tensile force were determined. Obtained linear relationships between the change in frequency and the degree of deformation of the metasurface structure allow for the use of this technology in the future in wireless structural health monitoring (SHM).
An optimal sensor placement methodology is implemented and herein proposed for SHM model-assisted design and analysis purposes. The kernel of this approach analysis is a genetic-based algorithm providing the sensor network layout by optimizing the probability of detection (PoD) function while, in this preliminary phase, a classic strain energy approach is adopted as well established damage detection criteria. The layout of the sensor network is assessed with respect to its own capability of detection, parameterized through the PoD. A distributed fiber optic strain sensor is adopted in order to get dense information of the structural strain field. The overall methodology includes an original user-friendly graphical interface (GUI) that reduces the time-to-design costs needs. The proposed methodology is preliminarily validated for isotropic and anisotropic elements.
Stal martenzytyczna P91 należy do grupy stali stosowanych w energetyce. Komponenty maszyn i wyposażenie wykorzystujące stale z tej grupy (K18 - P 265 i 13 HMF) są użytkowane w eksploatacji przy podwyższonych temperaturach. Stale te są narażone na obciążenia zmęczeniowe cieplne, przyspieszoną korozję, pełzanie dynamiczne i relaksację powodowane procesami zmęczeniowymi. Trudne warunki eksploatacji (temperatura, ciśnienie) wywierają różny wpływ na proces zmian ich parametrów fizycznych. W przypadku większości stali stosowanych w energetyce magneto-indukcyjny pomiar właściwości fizycznych jest dogodną techniką badania próbek, a nawet przy ciągłym diagnozowaniu wycinka instalacji (SHM). Artykuł prezentuje wyniki badań przeprowadzonych dla próbek stalowych P91, P265 i 13 HMF oraz proponuje niskokosztowe rozwiązanie badań nieniszczących (NDT) i monitoringu eksploatacyjnego.
EN
The martensitic steel P91 belongs to the group of steels used in power engineering. Machine components and equipment using steels from the group (K18 - P 265 and 13 HMF) are utilized in service at increased temperatures. Such steels are exposed to thermal fatigue loads, accelerated corrosion, dynamic creep and relaxation due to fatigue processes. The harsh operation conditions (temperature, pressure) have a diverse influence on the evolution process of their physical parameters. In case of most of the steels used in power industry the magneto-inductive measurement of physical properties is a convenient technique for testing of samples, even for continuous diagnostics of installation sector (SHM). The paper presents results of tests performed on P91, P265 and 13 HMF steel samples, and a low cost service life monitoring is proposed (NDT).
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper a system of the Rędziński bridge will be described. The Rędziński bridge is the biggest object along the A8 motorway around the city of Wrocław and the biggest concrete cable-stayed bridge in Poland. For the purposes of the bridge monitoring a system of 222 sensors was installed. Results from the first 5 years of work of the SHM will be presented below.
Wide application of polymeric composites in modern yacht building requires the development of diagnostic and monitoring methods, which should be efficient, non-destructive and simple in application. The method proposed by the authors is based on observing the heat generated due to the self-heating effect, which is caused by a viscoelastic nature of a polymeric matrix of a composite. The usage of the self-heating effect in diagnostics of polymeric composite structures eliminates the need to apply an impulse heat source for thermal excitation, which is used during the classic infrared diagnostics of such structures. The proposed method is dedicated mostly for fatigue damage detection and location for damages occurring in the areas of stress concentration. The results of an experimental study of damage detection in glass/epoxy composites using the mentioned method were presented and discussed.
PL
Szerokie zastosowanie kompozytów polimerowych w budowie jachtów wymaga rozwoju metod diagnostyki i monitoringu, które powinny być efektywne, nieniszczące oraz proste w zastosowaniu. Metoda zaproponowana przez autorów jest oparta na obserwacji ciepła powstającego w wyniku występowania efektu samorozgrzania spowodowanego naturą lepko-sprężystą matrycy polimerowej kompozytu. Zastosowanie efektu samorozgrzania w diagnostyce kompozytów polimerowych pozwala wyeliminować użycie impulsowego źródła ciepła dla wymuszenia cieplnego, które jest wykorzystywane przy klasycznej diagnostyce termowizyjnej takich struktur. Zaproponowana metoda jest przeznaczona przede wszystkim do detekcji i lokalizacji uszkodzeń zmęczeniowych oraz do uszkodzeń powstających w polach koncentracji naprężeń. W pracy przedstawiono i omówiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących detekcji uszkodzeń w epoksydowo-szklanych kompozytach z wykorzystaniem wymienionej metody.
Postęp w dziedzinie precyzji wyznaczania pozycji powoduje, iż dzięki zaawansowanych technologicznie instrumentom pomiarowym jesteśmy w stanie w dniu dzisiejszym wyznaczać przemieszczenia lub deformacje konstrukcji inżynierskich z dokładnością centymetrową. Jednak w pełni wiarygodną informację można uzyskać jedynie tworząc systemy zintegrowane, składające się z niezależnych czujników przemieszczenia. Prace nad takim systemem prowadzone są w Centrum Geomatyki Stosowanej Wojskowej Akademii Technicznej od 2007 roku. Prototyp systemu był testowany na mostach: Siekierkowskim i w Zakroczymiu, a wyniki potwierdziły zgodność mierzonych odkształceń. Niniejszy referat przedstawia zarys działania zintegrowanego systemu monitorowania przemieszczeń dynamicznych obiektów inżynierskich opartego na technice pomiarów satelitarnych GPS/GLONASS z dodatkowymi czujnikami. Przedstawione również zostały wyniki testów przeprowadzonych we współpracy z Wydziałem Mechanicznym WAT na tymczasowej przeprawie mostowej typu BLG-67.
EN
Progress in the high-tech measuring instruments enable today to determine displacement or deformation of engineering structures with centimeter accuracy. But fully credible information can be obtained only by creating integrated systems, consisting of independent displacement sensors. Researches on such a system are conducted at the Center of Applied Geomatics Military University of Technology since 2007. The prototype system was tested on the road bridges: Siekierkowski and Zakroczym, and the results confirmed the compatibility of the measured deformations. This paper provides an overview of the integrated system to monitor dynamic movements of engineering objects based on the technique of satellite measurements in GPS/GLONASS with additional sensors. The results of the tests carried out in cooperation with the Faculty of Mechanical Engineering MUT on the temporary bridge crossing (BLG-67 type) are also presented.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW