جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "پایش سلامت" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «پایش سلامت» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
پایش سلامت و تشخیص آسیب در سازه ها برای حفظ امنیت و سلامت افراد و همچنین، مقابله با خسارت های اقتصادی حائز اهمیت است. این مقاله برپایه مقایسه اطلاعات اولیه و ثانویه مودال، شامل بسامدها و شکل مودهای ارتعاشی به پایش سلامت و تشخیص آسیب در عضو سازه ای تیر پرداخته است. تاثیر آسیب به صورت اختلاف بین مقادیر اولیه و ثانویه بسامد و همچنین، اختلاف بین ضرایب برازشی منحنی های چندجمله ای مشاهده گردید. نیز، ضریب همبستگی پیرسون بین شکل های اولیه و ثانویه مود، مقداری غیر از 1 و 1- محاسبه شد که نشان دهنده تاثیر آسیب بر جابه جایی نسبی درجات آزادی است. بااین حال نمی توان موقعیت های آسیب را با روش های برازش منحنی، همبستگی و همچنین، مقایسه بسامد های طبیعی شناسایی کرد؛ بنابراین، مقایسه شکل های اولیه و ثانویه مودهای ارتعاشی برمبنای تعیین شاخص انحنای مرکزی انجام شد. نشان داده شد که اختلاف بین نمودارهای اولیه و ثانویه شاخص انحنا به صورت شکستگی های ایجاد شده در موقعیت های آسیب و در نمودار شاخص انحنای وضعیت ثانویه رخ می دهد و به این ترتیب، مکان های آسیب دیده قابل شناسایی است.کلید واژگان: پایش سلامت, تشخیص آسیب, شکل مود ارتعاشی, ضریب همبستگی پیرسون, انحناHealth monitoring and damage detection in structures is important for maintaining the safety and health of individuals as well as for dealing with economic losses. This article compares primary and secondary modal information, including the frequency values and vibration mode shapes, for health monitoring and damage detection in beams. The impact of the damage is observed as a difference between primary and secondary frequency values, as well as a difference between the coefficients of the polynomial curves. Also, the Pearson's Correlation Coefficient (PCC) between the primary and secondary modes is calculated as values other than 1 and -1 that indicate the impact of damage on the relative displacement of degrees of freedom. However, damage locations cannot be identified by curve fitting, correlation, and comparison of natural frequencies; thus, comparison of primary and secondary shapes of vibration modes was made based on determination of central curvature. It was shown that the difference between the primary and secondary curvature graphs occurs as fractures created in damaged positions and in the curvature graph of the secondary situation; hence, the damaged locations are identifiable.Keywords: Health monitoring, Damage detection, Vibration Mode Shape, Pearson&rsquo, s Correlation Coefficient, Curvature
-
شناسایی عیب های پیزوالکتریک و ترنسدیوسرهای فراصوتی براساس امپدانس الکترومکانیکی یکی از روش های پایش سلامت آن ها می باشد. در یک پیزوالکتریک سالم، امپدانس الکترومکانیکی براساس خصوصیات، شکل و ابعاد پیزوالکتریک تعیین می شود. با هدف شناسایی و پیش بینی خرابی پیزوالکتریک ها، در این مقاله، یک رویه عملی و موثر برای ارزیابی کیفیت و سلامت پیزوالکتریک های مورد استفاده در ترنسدیوسرهای التراسونیک توان بالا ارایه شده است. مبنای این رویه ، بررسی تغییر مشخصات امپدانس الکتریکی قطعه پیزوالکتریک است که مطابق استاندارد قابل اندازه گیری است. این رویه برای محققان و سازندگان محصولات پیزوالکتریک قابل استفاده است. نتایج آزمون های تجربی نشان داده است که با تحلیل نمودار امپدانسی پیزوالکتریک ها به خوبی می توان خرابی و عیب در آن ها را شناسایی نمود؛ حتی قبل از آن که با چشم قابل رویت باشند. همچنین مقایسه کیفیت سازندگان مختلف پیزوالکتریک و بررسی میزان افت عملکرد یک پیزو کارکرده سالم نسبت به یک پیزو نو قابل بررسی می باشد.
کلید واژگان: سرامیک پیزوالکتریک, آزمون امپدانس الکترومکانیکی, ترنسدیوسر ساندویچی پیزوالکتریک, پایش سلامتIdentifying piezoelectric defects and ultrasonic transducers failure based on electromechanical impedance is one of the methods to assess their health. In a healthy piezoelectric, the electromechanical impedance is determined based on the piezoelectric properties, shape and size. In order to identify and predict the failure of piezoelectric, in this paper, a practical and effective method for evaluating the quality and health of piezoelectric used in high power ultrasonic transducers is presented. The basis of this procedure is to study the change in electric impedance characteristics of the piezoelectric disc, which can be measured according to the standard. This method can be used by researchers and manufacturers of piezoelectric. The results of experimental tests have shown that by analyzing the impedance diagram of piezoelectric, it is possible to identify faults and defects in them; even before they are visible to the naked eye. It is also possible to compare the quality of different piezoelectric manufacturers and to evaluate the performance of a healthy worked piezoceramic compared to a new component.
Keywords: Piezoelectric Ceramic, Impedance Analysis Method, Sandwich Piezoelectric Transducer, Health Monitoring -
سازه ها به دلایل مختلفی دچار آسیب های موضعی می شوند که اگر محل این آسیب ها ناشناخته باقی بماند، ممکن است در اثر سوانح طبیعی مانند زلزله و یا عوامل مصنوعی مانند گودبرداری های غیر اصولی تشدید یافته و منجر به تخریب کلی گردد؛ بنابراین پایش سلامت در سازه ها و اعضای آن ها به عنوان یکی از با اهمیت ترین موضوعات پژوهشی در گرایش های مهندسی عمران، مکانیک و هوافضا مطرح است. پردازش حوزه زمان یا فرکانس پاسخ های سازه یکی از روش های تشخیصی آسیب است. در این راستا، تبدیل موجک از روش های پردازشی در هر دو حوزه زمان و فرکانس است که تاکنون بر پایه آن تحقیقات متعددی در زمینه پایش سلامت سازه ها منتشر شده است. در این مقاله مروری جامع بر تحقیقات منتشر شده صورت گرفته است و با مثالی، با در نظر گرفتن شکل های مود ارتعاشی تیر طره ای معیوب (به عنوان سیگنال های ورودی تبدیل موجک) به تشخیص و تعیین موقعیت آسیب پرداخته شده است. نمودار ضرایب جزییات حاصل از تحلیل موجک سیگنال ورودی، مقادیر حداکثری و حداقلی را در موقعیت های آسیب نشان میدهد و به این ترتیب توانمندی و کارآمدی استفاده از تبدیل موجک در آشکارسازی آسیب نشان داده شده است. علاوه بر این، حساسیت روش تشخیصی مبتنی بر تبدیل موجک به شدت خسارت رخ داده در موقعیت های آسیب نشان داده شد که با افزایش شدت آسیب در یک موقعیت، جهش نسبی بزرگ تری در نمودار سیگنال خروجی تمامی مودها مشاهده می گردد.
کلید واژگان: پایش سلامت, تشخیص آسیب, پردازش سیگنال, شکل مود, تبدیل موجکStructures suffer local damages due to various reasons. If these damages are not identified, they could be aggravated by natural disasters such as earthquakes or artificial factors such as unprincipled excavations, leading to total destruction of the structure. As a result, health monitoring in structures and their elements is regarded as one of the most significant research topics in civil, mechanical, and aerospace engineering. A damage detection method is to process the time or frequency domain of structural responses. In this context, wavelet transform is one of the processing methods for both time and frequency domains, and many studies have utilized it to investigate structural health monitoring. In this paper, a comprehensive review was conducted on the published studies. Besides, damage detection was performed by considering the vibration mode shapes of a defective cantilever, which were used as wavelet-transform input signals. The diagram of the detail coefficients resulting from the wavelet analysis of the input signal presented the maximum and minimum values in the defective positions. These findings support the efficiency of using wavelet transform in damage detection. Further, the sensitivity of damage detection based on wavelet transform to the severity of damages showed that with the rise in damage severity in a location, a larger relative jump occurs in the output signal of all modes.
Keywords: Health monitoring, Damage detection, Signal processing, Mode shape, Wavelet transform -
این مقاله به کنترل فعال ارتعاشات و پایش سلامت پنل ترکدار فضاپیمای انعطافپذیر در مانور وضعیت با استفاده از وصله های حسگر/عملگر پیزوالکتریک و روش فیدبک نرخ کرنش پرداخته است. پنل انعطافپذیر ترک دار با رویکرد تیوری تیر اویلر-برنولی و روش المان محدود مدلسازی شده و معادلات غیرخطی حرکت سیستم کاملا کوپل صلب-انعطافپذیر با استفاده از روش لاگرانژ استخراج و با روش عددی نیومارک-بتا حل شده است. دو رویکرد، پایش سلامت به صورت آزمون و خطا و با اندازه گیری بیشینه نرخهای کرنش هر المان حین مانور (به صورت بهنگام) در کنار کنترل ارتعاشات (با اعمال نیروی کنترلی مبتنی بر بیشترین مقادیر نرخ کرنش با تعداد معین و از پیش تعریف شده عملگرهای پیزوالکتریک)، در نظر گرفته شده است. بیشنه نرخهای کرنش با تغییر در شرایط ماموریت و جابجایی ترک در لحظه تغییر کرده و به طور همزمان عملگرهای متناظر فعال میشوند. همچنین به منظور شناسایی رفتار کل سیستم ترکدار، تابع انرژی متشکل از انرژیهای جنبشی و پتانسیل پنلهای انعطافپذیر و پارامترهای وضعیت بدنه صلب با لحاظ ضرایب وزنی مختلف ارزش دهی شده است که معیار مناسبی از عملکرد رویکرد دوم (الگوریتم هوشمند پیشنهادی) می باشد. شبیه سازیها برای مکانهای مختلف ترک و ورودیهای گشتاورهای خارجی وارد بر بدنه صلب فضاپیما در قالب یک مطالعه مقایسه ای در محیط متلب/سیمولینک، معیاری مناسب در تعیین تعداد، مکان عملگرها و کاهش هزینه های توان مصرفی در فضاپیماهای مدرن امروزی در ماموریتهای با دقت بالا میباشد.کلید واژگان: ارتعاشات-پایه, پایش سلامت, کنترل فعال ارتعاشات, فضاپیمای انعطافپذیر, فیدبک نرخ کرنشThis paper deals with active vibration control (AVC) and structural health monitoring of a maneuvering flexible spacecraft with a cracked panel using piezoelectric (PZT) sensor/actuator patches and strain rate feedback (SRF) method. The cracked panel is modeled using the Euler-Bernoulli beam theory and the finite element method (FEM). The nonlinear equations of motion of the fully coupled rigid-flexible system are extracted using the Lagrangian formulation and solved with Newmark-β algorithm. Two approaches of structural health monitoring; first, trial and error, and second, maximum strain rates (online measurement) along with AVC (applying control signals based on the maximum values of strain rates to the predefined number, but unknown locations of PZT actuators), are performed. The strain rates change directly with mission conditions and crack locations, and the corresponding actuators are activated simultaneously. Moreover, to identify the dynamic behavior of the whole, cracked system, an energy function with different weighting coefficients is introduced to propose a suitable criterion for the performance evaluation of the second approach. Simulations for different crack numbers and locations and external disturbances as a comparative study (in MATLAB/Simulink) demonstrate suitable criteria to determine the number and locations of actuators and reduce the power costs in modern spacecraft in high-precision missions.Keywords: Vibrations-based, Structural health monitoring, Active Vibration Control, Flexible spacecraft, Strain rate feedback
-
استفاده از داده های ارتعاشی یکی از راه های پایش سلامت پل می باشد که معمولا پرهزینه و زمان بر است. پاسخ ارتعاشی وسیله نقلیه در حال عبور از پل،شامل پاسخ ارتعاشی پل نیز می باشد که می توان از آن برای استخراج پارامترهای مودال پل بهره برد. در این مقاله، به منظور شناسایی غیرمستقیم شکل مود پل از نسبت انتقال پذیری پاسخ وسیله نقلیه استفاده شده است. با نصب شتاب سنج بر روی محورهای وسیله نقلیه، اندازه گیری شتاب در حین حرکت صورت می گیرد و نیازی به توقف وسیله نقلیه روی پل ندارد. از طرفی، در اغلب روش های موجود فرض بر آن است که نیروی تحریک به صورت نویز سفید باشد اما در روش حاضر خصوصیات نیروی تحریک در نظر گرفته نمی شود که این مورد از دیگر مزایای این روش است. در شبیه سازی عددی، پل به صورت اویلر برنولی و وسیله نقلیه به صورت چهار درجه آزادی مدل شده اند. با حل هم زمان معادله برهم کنش پل با وسیله نقلیه، شتاب کلیه درجات آزادی حاصل آمده است. در ادامه شکل مود پل با اعمال روش انتقال پذیری زمان کوتاه بر داده شتاب محور وسیله نقلیه استخراج شده است. از آن جا که عملکرد روش های غیرمستقیم در شرایط واقعی با موانع و چالش های بسیار همراه است، در ادامه این تحقیق، مجموعه ای برای صحه گذاری تجربی روش پیشنهادی به صورت آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده است. نتایج شبیه سازی عددی و نیز آزمایشگاهی دلالت بر توانایی روش حاضر برای شناسایی غیرمستقیم شکل مود پل دارد.
کلید واژگان: شکل مود پل, پایش سلامت, شناسایی غیرمستقیم, نسبت انتقال پذیری, صحه گذاری تجربیThe use of structural vibration is one of the bridge health monitoring approaches which is often costly, time-consuming. The response of a passing vehicle includes the bridge response so that it is used for extracting the bridge modal parameters. In this paper, the transmissibility measurement of a passing vehicle is employed in order to identify the bridge mode shape indirectly. As the sensor is embedded on the axle of the vehicle, recording the signal is fulfilled during the vehicle passage and there is no need to stop the vehicle. On the other hand, there is white noise assumption in most other techniques, but excitation characteristics are not considered in the proposed method which is another advantage. In the numerical simulation, the bridge is assumed to be Euler Bernoulli and the vehicle is modeled as a 4DOF system. Solving the vehicle-bridge interaction equations, the acceleration of all degrees of freedom are obtained. Afterwards, the mode shape is identified by applying the short time transmissibility measurement on the acceleration. Since the performance of the indirect methods in real cases is associated with many obstacles and challenges, a setup for experimental verification of the proposed method has been designed and constructed in a laboratory. Numerical simulations and experimental results indicate the capability of the proposed method for indirect identification of bridge mode shape.
Keywords: Bridge Mode Shape, Health Monitoring, Indirect Identification, Transmissibility, Experimental Verification
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.