Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Use of piezoelectric foils as tools for structural health monitoring of freight cars during exploitation

Płaczek M., Buchacz A., Wróbel A.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2015

|

Vol. 17, no. 3

443--449

EN

Work presents a task of piezoelectric foils application for structural health monitoring of freight cars during their exploitation. Results of laboratory tests conducted on a created in scale laboratory model of the freight car are presented. The possibility of inferred from the dynamic response of the model about the changes in its technical condition was verified. During the first test the model was treated as a half-determined system. In order to excite vibrations a pendulum was used. Measurements were carried out using accelerometers. During the next stage of carried out tests the dynamical response of the model was measured while the object was driving. In order to measure vibrations of the system a Macro Fiber Composite (MFC) piezoelectric foil was used. It was glued on the surface of the model. A series of tests of the model with and without load, as well as with an obstacle on the rail track was carried out. Measured signals were juxtaposed on charts and analysed.

PL

W pracy przedstawiono zagadnienia dotyczące zastosowania folii piezoelektrycznych do monitorowania stanu technicznego wagonów towarowych w trakcie ich eksploatacji. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych prowadzonych na utworzonym w skali modelu węglarki. Określono możliwość wykrycia zmian stanu technicznego wagonu na podstawie analizy jego odpowiedzi dynamicznej. W pierwszym etapie badań obiekt traktowano jako półokreślony, w celu wymuszenia drgań stosowano wahadło. Pomiar odpowiedzi dynamicznej układu w poszczególnych punktach pomiarowych przeprowadzono z użyciem akcelerometrów. Kolejnym etapem badań był pomiar odpowiedzi dynamicznej modelu w trakcie jazdy. W celu pomiaru drgań konstrukcji nośnej modelu zastosowano przetwornik piezoelektryczny typu Macro Fiber Composite (MFC), który naklejono na powierzchni modelu. Przeprowadzono ciąg badań modelu bez obciążenia oraz z obciążeniem, a także z przeszkodami umieszczonymi na jednej bądź obu szynach. Otrzymane przebiegi zestawiono na wykresach oraz omówiono wyniki badań.

2

Szacowanie uszkodzeń konstrukcji

Kubik J., Rzepka J.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2010

|

z. 10

91--94

PL

W pracy podamy sposób oceny uszkodzeń konstrukcji z wykorzystaniem czujników z foli piezoelektrycznej. Ocena polegać będzie na porównaniu zmian pola elektrycznego w czujnikach wywołanego tymi samymi obciążeniami w konstrukcji nieuszkodzonej (na początku eksploatacji) oraz w trakcie eksploatacji, kiedy narastają uszkodzenia materiału konstrukcji. Korzystamy tu z twierdzenia o wzajemności dla teorii naprężeń piezoelektrycznych lub symetrii z równań elektrycznych.

EN

A system structure–piezoelectric sensor is analyzed in the paper. One gives equations describing piezoelectric effect occurring in the stratified construction, which is composed of structural and piezoelectric layers. The piezoelectric elements are considered here as a sensors determining value of damage parameter in the structural layers. Thanks to the symmetry analysis of these equations, the damage estimation in material of structural layers is possible.

3

Modeling of smart composite shell structures

Gabbert U., Koppe H, Seeger F., Berger H.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2002

|

Vol. 40 nr 3

575-593

EN

Recently, thin piezoelectric foils or fibers with a thickness between ... and ... have been manufactured and used sensor/actuator components of smart composite structures. The paper deals with the mathematical analysis and numerical simulation of such smart composite structures. A concept for laminated thin finite shell elements with active and passive layers considering three different approaches is introducted. In a test case the applicability of these different approaches is investigated and discussed. To verify the suitability of the algorithm for analyzing composite structures a practical example of a composite consisting of piezoelectric fibres embedded in a matrix material is considered. At first, the introduced composite shell elements are used, where the piezoelectric fibers are modeled as active layers in a smeared form. At second, a discrete concept is used, where the piezoelectric fibers are modeled as one-dimensional truss-like finite elements which are embedded into conventional finite elements by the penalty technique. These two approaches are discussed and compared.

PL

Ostatnie osiągnięcia w dziedzinie konstrukcji "inteligentnych" zwracają uwagę na zastosowanie cienkich folii i włókien piezoelektrycznych o grubości ... jako czujników i elementów wykonawczych w aktywnych kompozytach. W pracy zawarto matematyczną analizę i wyniki symulacji numerycznych dla takich właśnie kompozytów. Wprowadzono koncepcję powłokowych laminowanych elementów skończonych z warstwami aktywnymi i pasywnymi oraz zaproponowano trzy różne podejścia, których możliwość zastosowania i przydatność przedyskutowano dla badanego przypadku. Przy weryfikacji adekwatności zaprezentowanego algorytmu do analizy aktywnych układów kompozytowych posłużono się przktycznym przykładem laminatu zawierającego włókna piezoelektryczne osadzone w materiale osnowy. Początkowo użyto wprowadzone powłokowe elementy skończone. gdzie włókna piezoelektryczne zamodelowano jako aktywne warstwy w formie rozmytej. Następnie zastosowano koncepcję układu dyskretnego, w którym włókna piezoelektryczne przedstawiono w formie jednowymiarowych kratowo-podobnych elementów skończonych wbudowanych w konwencjonalne elementy skończone przy użyciu techniki funkcji kary. Te dwie metody przedyskutowano i porównano.