Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Design and fabrication of a new fiber-cement-piezoelectric composite sensor for measurement of inner stress in concrete structures

Lezgy-Nazargah M., Saeidi-Aminabadi S., Yousefzadeh M. A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 2

405--416

EN

Rare suitable sensors are reported till now for the accurate measurement of inner forces at the concrete structures. In this study, a novel sensor is designed and fabricated for the evaluation of inner stress in the concrete structures under dynamical loads. By embedding this sensor in the critical points of the modern concrete structures (e.g. high-rise buildings, large-span bridges, dams, etc.), the heath monitoring of such structures may be easily done. The proposed sensor is a 5 cm × 5 cm × 5 cm cube made of a novel cement-resin-fiber composite matrix. A number of circular piezoelectric sheets with the same polarization alignment are embedded at the center of the cube with the certain distance from each other. The composite material used in the construction of the proposed sensor is in fact a new matrix composed of Portland cement, resin, water, fine silica and polymeric fibers which guarantees the strength, safety and sensitivity of the sensor at high level of stresses. The performance and reliability of the presented sensor has been proved through experimental tests. By considering different range of input force frequency (ω), it was found that the simple exponential law ΔV = 0.8 exp(−0.037ω)ΔF exists between the amplitude of output sensor (ΔV) and amplitude of input force (ΔF). Compared to optical sensors and other available types of sensors which usually require special fabrication technology, the proposed sensor is low-price and easy to build and install. High sensitivity and precision in the range of 0.5–50 Hz, good compatibility with concrete, high durability, and the generating of strong output signals are other advantages of the proposed sensor.

2

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.

3

GENESI: Wireless Sensor Networks for structural monitoring

O'Flynn B., Boyle D., Popovici E., Magno M., Petrioli C.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 1

46-48

EN

The GENESI project has the ambitious goal of bringing WSN technology to the level where it can provide the core of the next generation of systems for structural health monitoring that are long lasting, pervasive and totally distributed and autonomous. This goal requires embracing engineering and scientific challenges never successfully tackled before. Sensor nodes will be redesigned to overcome their current limitations, especially concerning energy storage and provisioning (we need devices with virtually infinite lifetime] and resilience to faults and interferences (for reliability and robustness). New software and protocols will be defined to fully take advantage of the new hardware, providing new paradigms for cross-layer interaction at all layers of the protocol stack and satisfying the requirements of a new concept of Quality of Service QoS) that is application-driven, truly reflecting the end user perspective and expectations. The GENESI project will develop long lasting sensor nodes by combining cutting edge technologies for energy generation from the environment (energy harvesting] and green energy supply (small form factor fuel cells); GENESI will define models for energy harvesting, energy conservation in super-capacitors and supplemental energy availability through fuel cells, in addition to the design of new algorithms and protocols for dynamic allocation of sensing and communication tasks to the sensors. The project team will design communication protocols for large scale heterogeneous wireless sensor/actuator networks with energy-harvesting capabilities and define distributed mechanisms for context assessment and situation awareness. This paper presents an analysis of the GENESI system requirements in order lo achieve the ambitious goals of the project. Extending from the requirements presented, the emergent system specification is discussed with respect to Ihe selection and integration of relevant system components The resulting integrated system will be evaluated and characterised to ensure that it is capable of satisfying the functional requirements of the project.

PL

Ambitnym celem projektu GENESI jest podniesienie technologii bezprzewodowej sieci czujników na poziom, na którym będzie ona mogła stać się rdzeniem następnej generacji systemów dla strukturalnego monitorowania zdrowia, długowiecznych, wszechobecnych, totalnie rozproszonych i autonomicznych. Ten cel wymaga podjęcia inżynierskich i naukowych wyzwań, którym nigdy dotąd nie stawiano czoła. Węzły sensorowe będą przeprojektowane w celu przełamania bieżących ograniczeń, zwłaszcza pod względem przechowywania i dostarczania energii (potrzebujemy urządzeń o wirtualnie nieskończonym czasie życia), odporności na uszkodzenia i interferencje (dla niezawodnej i krzepkiej pracy). Zdefiniowany zostanie nowy softwer i protokoły aby w pełni wykorzystać możliwości nowego hardweru, dostarczając nowe paradygmaty dla wewnątrz warstwowej interakcji na wszystkich warstwach stosu protokołu spełniając wymagania nowej koncepcji jakości obsługi, zorientowanej na aplikacje, wiernie odzwierciedlającej punkt widzenia i oczekiwania końcowego użytkownika. W ramach projektu GENESI zostaną opracowane długowieczne węzły sensorowe drogą połączenia nowatorskich technologii pozyskiwania energii ze środowiska i zielonych źródeł energii (ogniwa paliwowe o małych wymiarach); w projekcie GENESI zostaną zdefiniowane modele pozyskiwania energii, przechowywania energii w superkondensatorach i dostępności dodatkowej energii za pomocą ogniw paliwowych, jako dodatek do opracowania nowych algorytmów i protokołów dynamicznej alokacji zadań pomiarowych i komunikacyjnych. Zespół projektowy opracuje protokoły komunikacyjne dla wielkoformatowych heterogenicznych bezprzewodowych sieci sensorowych posiadających zdolność pozyskiwania energii i zdefiniuje rozproszone mechanizmy dla oceny kontekstowej i świadomości sytuacyjnej. W artykule zaprezentowano analisę wymagań dla systemu GENESI sformułowanych w celu osiągnięcia ambitnych celów projektu. Wychodząc od prezentowanych wymagań, przedyskutowano kształtujące się specyfikacje systemu względem jego wybranych elementów. Wynikowy system będzie oceniany i charakteryzowany w celu sprawdzenia czy jest zdolny spełnić wymagania funkcjonalne projektu.