Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Maintenance on demand for vehicle suspension system

100%

Magda P. , Uhl T.

|

tom Vol. 14, No. 1

57--64

EN

This paper presents a method for evaluation health condition of car suspension. Research covered verification between 3D model from Virtual.Lab and mathematical models created in the Matlab/Simulink environment. All the analysis is performed for the full car model. Created models are used for verification of suspension test in cars: EUSAMA and Minimum Phase Shift (MPS). Subsequently they are simulated in order to present behavior of degrading suspension with gamma distribution. Research was performed under Maintenance on Demand project with cooperation with LMS International, DHL, Volvo.

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac nad wyznaczaniem stanu amortyzatorów w zawieszeniu samochodów osobowych. Badania obejmowały weryfikację modeli 3D w programie Virtual.Lab z modelami matematycznymi wykonanymi w środowisku Matlab/Simulink. W pracy przedstawione będą wyniki analiz uproszczonego modelu samochód. Opracowane modele posłużyły w dalszej części do testowania metod używanych do sprawdzania stanu zawieszenie w pojazdach: EUSAMA i Minimum Phase Shift (MPS). Następnie prezentacji ich zachowania dla degradowanych amortyzatorów przy użyciu dystrybucji gamma. Prace realizowane były w ramach projektu Maintenance on Demand przez m. in. LMS International, DHL, Volvo.

2

Termograficzne metody detekcji uszkodzeń

100%

Pieczonka Ł. , Szwedo M. , Uhl T.

|

tom R. 55, nr 9

699-702

PL

Detekcja uszkodzeń jest istotnym czynnikiem technicznym i ekonomicznym w eksploatacji urządzeń i konstrukcji. Za Inman i inni [1] uszkodzenie definiuje się jako zamierzoną lub niezamierzoną zmianę własności materiałowych lub geometrycznych obiektu, włączając w to warunki brzegowe, która ujemnie wpływa na aktualny i przyszły stan tego obiektu. Niezawodna i dokładna metoda nieniszczącego badania konstrukcji pod kątem wystąpienia uszkodzeń jest kluczowym elementem systemów Monitorowania Stanu Konstrukcji (SHM). Metody termograficzne są metodami bezkontaktowymi, nieniszczącymi i dającymi informację diagnostyczną dla znacznych powierzchni w trakcie jednego pomiaru (tj. zależnie od pola widzenia kamery termowizyjnej). W zależności od konfiguracji pomiarowej istnieje możliwość wykrywania wielu typów uszkodzeń. W artykule przedstawiono przegląd aktualnych rozwiązań w zakresie termograficznych metod detekcji uszkodzeń oraz opisano prace aplikacyjne prowadzone przez autorów.

EN

Damage detection is an important issue in contemporary engineering. Following Inman et. al. [1] damage in a structural system can be defined as intentional or unintentional change to the material and/or geometric properties of the system, including changes to the boundary conditions and system connectivity, which adversely affect the current or future performance of that system. Therefore the knowledge about the existence of damage in the structure is an important element in maintenance and monitoring of structures. A reliable, accurate and nondestructive damage detection method is a key element in applications like Structural Health Monitoring (SHM) and Damage Prognosis. Nondestructive Testing (NDT) methods for damage detection can be divided into two broad groups- global and local methods. Global methods are used in monitoring of whole structures while local methods are used in monitoring of structural parts. Global methods do not require a priori information about the estimated location of damage but they are also less sensitive to small damage. Local methods on the other hand need a dense sensor network or information about critical points on the structure where the damage can occur but are more sensitive to small damage and sometimes can identify the type of damage. There are many approaches for damage detection in each group, and thermographical methods combine the advantages of both. In recent years thermography has emerged as a widely used method for nondestructive testing. Thermography is a nondestructive, noncontact, wide area damage detection method. It can detect subsurface defects, and can be used as an alternative or complement to conventional inspection technologies. Of special interest due to the effectiveness is vibrothermography also referred to as ultrasound thermography. The paper presents the state-of-the-art in thermographical damage detection techniques and describes some of the experimental investigations carried out by the authors.

3

Detection of structural changes in concrete using embedded ultrasonic sensors based on autoregressive model

84%

Chakraborty J. , Katunin A.

|

tom Vol. 20, No. 1

103--110

EN

Embedded ultrasonic transmission measurements can be a cost effective and more user-friendly alternative in comparison to commonly used structural health monitoring systems used in civil engineering to detect operational or environmental changes in structure. They can be used to detect small structural changes in large concrete structures without necessity of placing a sensor on the spot where the changing is taking place. This paper presents the investigations on the possibility of utilising autoregressive model, where the velocity of ultrasonic wave in a medium is dependent on the operational state. The goal is to use the model for localization of operational changes in the large concrete structure by means of embedded ultrasonic transducer networks. In this study, several static load tests and dynamic test on large reinforced concrete beams have been performed using embedded ultrasonic sensors. Using the autoregressive model it is possible to localize operational changes in the concrete structure. The proposed approach of diagnostic signal processing allows for precise evaluation of structural changes in concrete.

PL

Zintegrowane ultradźwiękowe pomiary transmisyjne mogą być efektywną pod względem kosztów i bardziej przyjazną dla użytkownika alternatywą w odniesieniu do często stosowanych systemów monitorowania stanu struktur w budownictwie w celu detekcji eksploatacyjnych lub środowiskowych zmian strukturalnych. Mogą one być wykorzystane przy detekcji minimalnych zmian w dużych strukturach betonowych bez konieczności umieszczenia czujnika w lokalizacji występującej zmian. Artykuł przedstawia wyniki badań w zakresie możliwości zastosowania modelu autoregresyjnego, gdzie prędkość fali ultradźwiękowej w medium jest zależny od stanu eksploatacyjnego. Celem jest zastosowanie modelu do lokalizacji zmian eksploatacyjnych w dużej betonowej strukturze, wykorzystując sieci zintegrowanych przetworników ultradźwiękowych. W niniejszej pracy monitorowano statyczne i dynamiczne testy dużych zbrojonych betonowych belek z wykorzystaniem wbudowanych czujników. Stosując model autoregresyjny, możliwe było zlokalizowanie zmian eksploatacyjnych w betonowej strukturze. Zaproponowane podejście diagnostycznego przetwarzania sygnałów pozwala na dokładną oceną zmian strukturalnych w betonie.

4

Experimental validation of the sensing capabilities of tunable interdigital transducer

84%

Mańka M.

|

tom 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

Implementation of digital twin and support vector machine in structural health monitoring of bridges

67%

Al-Hijazeen A. Z. a. O. , Fawad M. , Gerges M. , Koris K. , Salamak M.

|

tom Vol. 69, nr 3

31--47

EN

Structural health monitoring (SHM) of bridges is constantly upgraded by researchers and bridge engineers as it directly deals with bridge performance and its safety over a certain time period. This article addresses some issues in the traditional SHM systems and the reason for moving towards an automated monitoring system. In order to automate the bridge assessment and monitoring process, a mechanism for the linkage of Digital Twins (DT) and Machine Learning (ML), namely the Support Vector Machine (SVM) algorithm, is discussed in detail. The basis of this mechanism lies in the collection of data from the real bridge using sensors and is providing the basis for the establishment and calibration of the digital twin. Then, data analysis and decision-making processes are to be carried out through regression-based ML algorithms. So, in this study, both ML brain and a DT model are merged to support the decision-making of the bridge management system and predict or even prevent further damage or collapse of the bridge. In this way, the SHM system cannot only be automated but calibrated from time to time to ensure the safety of the bridge against the associated damages.

6

Motywy budowy systemów obserwacji ciągłej mostów

67%

Hildebrand M.

|

tom R. 69, nr 11

586--589

PL

Zwrócono uwagę na celowość stosowania racjonalnie zbudowanych systemów obserwacji ciągłej budowli mostowych, umożliwiających ocenę rzeczywistego zagrożenia konstrukcji, przy założeniu akceptowanego ryzyka.

EN

The consideration is focused on usefulness of sensible arranged systems of structural health monitoring, enabling evaluation of real structural safety at acceptable risk.

7

Computer-aided prototyping of interdigital transducers for the structural health monitoring of planar structures

67%

Mańka M. , Ambroziński Ł. , Uhl T.

|

tom 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.

8

Damage identification of bridge structure model based on empirical mode decomposition algorithm and Autoregressive Integrated Moving Average procedure

59%

Lu W. , Dong J. , Pan Y. , Li G. , Guo J.

|

tom Vol. 68, nr 4

653--667

EN

Time series models have been used to extract damage features in the measured structural response. In order to better extract the sensitive features in the signal and detect structural damage, this paper proposes a damage identification method that combines empirical mode decomposition (EMD) and Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA) models. EMD decomposes nonlinear and non-stationary signals into different intrinsic mode functions (IMFs) according to frequency. IMF reduces the complexity of the signal and makes it easier to extract damage-sensitive features (DSF). The ARIMA model is used to extract damage sensitive features in IMF signals. The damage sensitive characteristic value of each node is used to analyze the location and damage degree of the damaged structure of the bridge. Considering that there are usually multiple failures in the actual engineering structure, this paper focuses on analysing the location and damage degree of multi-damaged bridge structures. A 6-meter-long multi-destructive steel-whole vibration experiment proved the state of the method. Meanwhile, the other two damage identification methods are compared. The results demonstrate that the DSF can effectively identify the damage location of the structure, and the accuracy rate has increased by 22.98% and 18.4% on average respectively.

9

Applications of modal analysis for examining structural state of synthethic-fibre nonwoven composites

59%

Nossol P. , Gliniorz R. , Kroll L. , Heinrich M.

|

tom R. 15, nr 3

130--136

EN

The dynamic behaviour of thermoplastic samples reinforced with aramid or polyester based nonwoven fabrics has been investigated. Changes in the structural state of specimens through open hole and impact damage could be proved by changes in modal parameters. Furthermore a directionality study has been performed showing clear dependence of modal parameters and fibre orientation. An appropriate frequency band was selected for a robust structural state detection of the samples. Additionally, a special modal hammer device was used to increase the accuracy of determining the modal parameters. This work continues investigations which can serve as a foundation for modal analysis based structural health monitoring (SHM) and quality control systems for composite structures.

PL

Zbadane zostało dynamiczne zachowanie próbek kompozytowych o osnowie termoplastycznej, wzmocnionych włókniną aramidową lub poliestrową. Wykazano, że zmiany w stanie struktury próbek, wywołane wierceniem otworów i uszkodzeniem udarowym, mogą być wykrywane w oparciu o zmiany parametrów modalnych. Przeprowadzono również badania, w których pokazano wyraźną zależność pomiędzy parametrami modalnymi a ukierunkowaniem włókien. Do właściwego wykrywania stanu strukturalnego próbek wybrane zostało odpowiednie pasmo częstotliwości. Dodatkowo zastosowane zostało specjalne urządzenie dla młotka modalnego zwiększające dokładność wyznaczania parametrów modalnych. Praca jest kontynuacją badań, które mogą służyć jako podstawa dla systemu przeznaczonego do monitorowania stanu konstrukcji oraz kontroli jakości, bazującego na analizie modalnej.