عنوان مقاله :
شناسايي رفتار غيرخطي تماسي مبتني بر تكنيك تلفيق ارتعاشات و آكوستيك برخط
عنوان به زبان ديگر :
Contact Acoustic Nonlinearity Identification via Online Vibro- Acoustic Modulation Technique
پديد آورندگان :
سپهري، ناصرالدين دانشگاه صنعتي شاهرود - دانشكده مهندسي مكانيك و مكاترونيك، شاهرود , احساني، محمد دانشگاه صنعتي اميركبير (پلي‌تكنيك تهران) - پژوهشكده فناوري نو، تهران , شمشيرساز، مهناز دانشگاه صنعتي اميركبير (پلي‌تكنيك تهران) - پژوهشكده فناوري نو، تهران , صديقي، مجتبي دانشگاه صنعتي اميركبير (پلي‌تكنيك تهران) - دانشكده مهندسي مكانيك، تهران
كليدواژه :
پايش سلامت سازه , تلفيق ارتعاشات و آكوستيك , غيرخطي تماسي آكوستيك , وصله‌هاي پيزوالكتريك , مدل المان محدود وابسته الكترومكانيكي , نتايج تجربي
چكيده فارسي :
به‌كارگيري مشخصه‌هاي ديناميكي غيرخطي سازه تحت پايش به‌منظور شناسايي زودهنگام آسيب، ازجمله ايده‌هاي جديد در حوزه پايش سلامت مبتني بر وصله‌هاي پيزوالكتريك به‌شمار مي‌رود. شل‌شدن تكيه‌گاه گيردار ازجمله عيوبي است كه نه‌تنها منجر به ايجاد اخلال در سيستم‌هاي مهندسي مختلف مي‌شود، بلكه اغلب با تاثيرگذاري بر روي سيگنال‌هاي حسگري، شناسايي آسيب در سازه را با چالش مواجه مي‌كند. در اين پژوهش رفتار غيرخطي تماسي ناشي از شل‌شدن تكيه‌گاه گيردار به‌كمك تكنيك تلفيق ارتعاشات و آكوستيك مورد پايش قرار گرفت. استفاده از وصله‌هاي پيزوالكتريك با قابليت اتصال دائم به سازه ميزبان به‌منظور تحريك سيگنال‌هاي پمپ و حامل و همچنين ثبت سيگنال تلفيق‌شده، امكان پايش برخط مبتني بر تكنيك تلفيق را فراهم آورد. اعمال يك فيلتر مناسب منجر به حذف فركانس‌هاي طبيعي و ظهور باندهاي جانبي تلفيق در اطراف فركانس تحريك مركزي شد. در اين پژوهش همچنين حساسيت تلفيق به فركانس تحريك سيگنال پمپ مورد بررسي قرار گرفت. طبق نتايج، بروز باندهاي تلفيق جانبي در اطراف باند فركانس مركزي، شاخص مناسبي براي تشخيص رفتار غيرخطي ناشي از شل‌شدن تكيه‌گاه محسوب مي‌شود. در ادامه از يك مدل المان محدود وابسته الكترومكانيكي به‌منظور بررسي مكانيزم دقيق ايجاد پديده تلفيق استفاده شد. تطابق مناسب نتايج عددي و آزمايشگاهي، نشان از دقت كافي مدل عددي توسعه داده‌شده و قابليت آن در پيش‌بيني پديده تلفيق دارد
چكيده لاتين :
Employing nonlinear dynamic signature of the host structure for early damage detection and
remaining useful life estimation purposes, is an emerging idea in the area of piezoelectric
patches based structural health monitoring. Clamped support loosening is one of the
defects that not only may cause disorder in system’s functioning, but also obstruct damage
identification process through distorting the signals. In this study, support loosening induced
contact acoustic nonlinearity (CAN) behavior was monitored by vibro-acoustic modulation
(VAM) technique. Using miniaturized PZT patches with the capability to be installed on the host
structure permanently for both pump and probe actuation as well as sensing the modulated
signal, enabled online monitoring via VAM technique. An appropriate filter was designed to
eliminate the unintentionally excited natural frequencies and to reveal the sidebands. In
this study, the sensitivity of modulation strength to the pump excitation frequency was also
investigated. According to the results, appearance of sidebands around the central probe
frequency is an appropriate indicator for CAN identification. In order to study the mechanism
of modulation phenomenon, a coupled field electromechanical finite element (FE) model was
developed. Proper matching of the numerical and experimental results indicates sufficient
accuracy of the developed FE model and its potential to predict the modulation behavior.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك مدرس
