Research in Sensibility of Locating Damage Methods Based on Mode Shape to Damage Intensity
محورهای موضوعی : فصلنامه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک
علی حسن زاده
1
(کارشناس ارشد، دانشکده مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران.)
جعفر اسکندری جم
2
(دانشیار، دانشکده مواد و فناوری‌های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران)
سعید شکرالهی
3
(استادیار، دانشکده هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران.)
کلید واژه: Mode Shape, Damage Detection, Sensibility, fiber rein-forced composite,
چکیده مقاله :
Structural health monitoring and damage detection is one of the most important subjects for mechanic and aerospace engineers. Structural fault can cause uncompensated problems for both human and environment. There are several methods for solving this problem, but the most useful methods are those which focuse on structural change in the vibrational properties. This paper presents a feasibility study on locating damage in circular cylindrical fiber-reinforced composite shells based on mode shape methods and the sensibility of different damage intensity. In view of the fact that damage detections based on shape mode which do not use unprepared data are less reliable, in comparison by other damage detection methods, and highly efficient method mentioned depended on accuracy of modal testing and data extraction. As a whole, this paper shows that among the methods which used damage oriented approach, the first hole with thickness of 4mm in the other stages are more able to detect damage detection.
اهمیت داشتن توانایی برای نظارت بر سلامت سازه و شناسایی آسیب در سریعترین زمان ممکن، یکی از مهمترین دغدغههای مهندسان به‌ویژه در رشتههای مکانیک و هوافضاست. این اهمیت ناشی از آن است که آسیب و تخریب یک سازه در حین خدمت می‌تواند خسارات مالی و جانی بسیار شدید و بعضاً جبران‌ناپذیری را به دنبال داشته باشد. یکی از روشهای مورد توجه در این عرصه، روش عیبیابی با استفاده از تغییرات در خصوصیات ارتعاشی سازه است. هدف از تحقیق حاضر عیبیابی پوسته استوانهای کامپوزیتی از طریق انجام آنالیز مودال تجربی و به کمک روشهای عیبیابی بر پایه شکل مود و بررسی حساسیت آنها در برابر شدتهای مختلف آسیب است. نتایج حاصل بیانگر آن است که تکنیکهای عیبیابی بر پایه شکل مود از آنجا که مستقیماً از دادههای خام تست مودال استفاده نمیکنند، قابلیت اطمینان کمتری نسبت به تکنیک عیبیابی دیگر دارند و کارامدی روشهای ذکر شده شدیداً به دقت تست و دادههای مودال استخراج شده وابسته است. به‌طور کلی اکثر روشهای مورد استفاده به جز در مرحله اول آسیب یعنی حفرهای با ضخامت 4 میلی‌متر، در دیگر مراحل قادر به تشخیص موقعیت آسیب هستند.
[1] Cawley P., Adams R.D., A Vibration Technique for Non-Destructive Testing of Fibre Composite Structures, Journal of Composite Materials, Vol. 13, 1979, pp.161–175.
[2] Wolff T., Richardson M., Fault Detection in Structures From Changes in Their Modal Parameters, in Proc. of the 7th International Modal Analysis Conference, 1989, pp. 87–94.
[3] Cornwell P., Doebling S.W., Farrar C.R., Application of the strain energy damage detection method to plate-like structures, Vol. 224, 1999, pp. 359–374.
[4] Kim-Ho Ip, Ping-Cheung Tse, ,Locating damage in circular cylindrical composite shells based on frequency sensitivities and mode shapes, European Journal of Mechanics A/Solids, Vol. 21,2002, pp. 615 -628.
[5] Hu H. , Wang B., Lee C., Damage detection of surface cracks in composite laminates using modal analysis and strain energy method, Composite Structures, Vol. 74, 2006, pp. 399–405.
[6] Huiwen Hu, Jieming Wang, Damage detection of a woven fabric composite laminate using a modal strain energy method, Engineering Structures , 2009.
[7] Hu H., Wu C., Lu W., Damage Detection of circular hollow cylinder using modal strain energy and scannig damage index method, computers and structure, 2010.
[8] Huiwen Hu, Chengbo Wu, Damage detection of circular hollow cylinder using modal strain energy and scanning damage index methods, Computers & Structures , 2011.
[9] Maia N.M.M., Suna J.M.M., Almas E.A.M ,Damage Detection in Structures: From Mode Shaping to Frequency Response Function Methods,Mechanical Systems and Signal Processing, 2002.
