Development of Structural Health Monitoring System for Structures in Operational Conditions
2023
Deniss Mironovs

Aizstāvēšana
03.11.2023. 14:00, Ķīpsalas ielā 6A, Rīga, 342. auditorijā

Zinātniskais vadītājs
Aleksejs Mironovs, Andris Čate

Recenzenti
Līga Gaile, Andrzej Katunin, Miroslaw Wesolowski

Šīs promocijas darbs ir veltīts mūsdienīgu konstrukciju stāvokļa monitoringa (SHM) metožu pielietošanai, ar mērķi izstrādāt funkcionējošu konstrukciju stāvokļa monitoringa sistēmu ekspluatācijā esošajiem objektiem, kā arī metodoloģiju izstrādei bojājumu atpazīšanā, datu apstrādē un analīzē. Iesniegtā promocijas darba pirmā daļa aptver literatūras pārskatu par tematiem, kas ir saistīti ar konstrukciju stāvokļa monitoringu un operacionālo modālo analīzi, kā vispāratzītu uz vibrācijas balstītu SHM pieeju. Papildus metodoloģiskajiem aspektiem tiek apspriesti tehnoloģiskie aspekti. Disertācija piedāvā aizstāt parasti izmantotos akselerometrus ar PVDF pjezo plēves deformācijas sensoriem. Teorētiskais pamatojums un eksperimentālā validācija parāda, ka deformācijas izmantošana paātrinājuma signālu vietā ļauj veikt konstrukciju modālo analīzi ar vienādu kvalitāti. Ir piedāvāts harmoniku izņemšanas algoritms no konstrukcijas vibrācijas atbalsīm ar periodisku ierosmes komponentu. Praksē algoritms izmanto tahometra signālu no rotējošas vārpstas, kas saglabā fāzes novirzi katrai rotācijai. Vēlāk to izmanto, lai uzlabotu konstrukcijas atbalss signālu un iegūtu uzsvērtu periodisko komponentu. Šī komponente tiek atņemta no atbalss frekvences domēnā, un apgrieztā Furjē transformācija nodrošina filtrētu konstrukcijas atbalsi ar ievērojami samazinātu harmonikas klātbūtni. Šajā disertācijā ir formulēts ceļvedis SHM sistēmas izstrādei. Šīs ceļvedis kalpo kā pakāpeniska instrukcija SHM sistēmas izstrādei un izmantošanai fiksētām un rotējošām konstrukcijām, piemēram, helikopteru un vēja ģeneratoru lāpstiņām. Ceļveža ietvaros tiek ieviests modālās pases jēdziens, kas kalpo kā satvars modālo datu glabāšanai un analīzei. Tiek ieviesti divi bojājumu noteikšanas algoritmi – modālo lauku salīdzināšanas metode un modālo parametru variāciju intensitāte. Šīs metodes ir noderīgi instrumenti bojājumu noteikšanai izmērītajās konstrukcijās. Pēdējā disertācijas sadaļā ir parādīti pētījumi, kuros ieviestās koncepcijas tiek pārbaudītas un apstiprinātas eksperimentos ar vairākām konstrukcijām. Šīs konstrukcijas ir – alumīnija sija, vēja turbīnas laboratorijas modelis, lidostas radara tornis un mazi helikopteru kompozītmateriāla lāpstiņas.


Atslēgas vārdi
operational modal analysis, structural health monitoring, damage identification
DOI
10.7250/9789934229770

Mironovs, Deniss. Development of Structural Health Monitoring System for Structures in Operational Conditions. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2023. 113 lpp.

Publikācijas valoda
English (en)
RTU Zinātniskā bibliotēka.
E-pasts: uzzinas@rtu.lv; Tālr: +371 28399196