Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах icon

Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах



НазваниеОбнаружение Повреждения в изотропных Пластинах
Дата конвертации26.08.2012
Размер209.26 Kb.
ТипДокументы


ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ГИЛЬБЕРТА-ХУАНГА

ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В СТРОЕНИЯХ ПЛАСТИН

Нередактированный машинный перевод.

Преобразование Гильберта-Хуанга: http://prodav.narod.ru/hht


Глава 5

Обнаружение Повреждения В Изотропных Пластинах

5.1 Введение

Для тонких пластин распространение волны описано, используя волны Lamb. Волны Lamb - дисперсионные волны пластины, которые происходят для сил без тяг на обеих поверхностях пластины. В этой главе обсуждено описание волн Lamb и их свойств. Взаимодействие этих волн с поврежденной областью изменяет способ, которым размножаются волны. Часть фронта импульса инцидента отражена назад, в то время как остальные переданы через поврежденную область. Присутствие отраженных волн указывает, что повреждение присутствует в структуре. Поколение волн Lamb в пластине выполнено через возбуждение пъезокерамики привода головок. Этот элемент приведения в действие активно опрашивает пластину, и сигналы ответа собраны со множеством датчика, сделанным из пьезоэлектрического листа. Размышления от повреждения могут тогда быть извлечены из сигналов датчика, чтобы определить местонахождение области повреждения. Повреждение в форме отверстий в изотропной пластине исследовано. Экспериментальная установка, используемая в этой работе, была развита Purekar для его докторского исследования [39]. Энергия и метрики изменения фазы, описанные в Главе 4, применены на наборы данных, полученные из захватывающих волн в изотропных пластинах. Эти методы используются, чтобы показать, что местоположение отверстия может быть определено так же как тенденции, указывающие, что размер может быть выведен. Эти схемы обнаружения повреждения облегчены по изотропной природе пластины. Распространение волны Lamb действительно хорошо описано в изотропных структурах пластины.


^ 5.2 Основная механика волны

Прежде, чем описать распространение волны Lamb в пластинах, фундаментальные понятия на механике волны должны быть вспомнены [53]. Размножающаяся волна характеризованный пространственной частотой, k, так же как временной частотой, ω. wavenumber - пространственная частота волны. Расстояние между двумя последовательными пунктами постоянной фазы - длина волны и определено от передачи wavenumber как



волна, размножающаяся в одном руководстве, обычно описывается, признак wavenumber указание руководства путешествия. Скорость распространения постоянной фазы,jpg" name="рисунок 7" align=bottom width=50 height=35 border=0> определена как скорость фазы. Группа волн, соответствующих группе частот, поедет на скорости, которая может быть различной чем скорость фазы. Эта скорость группы, случается, местный наклон отношений частоты-wavenumber и определена что касается группы волн, сосредоточенных вокруг частоты ω. Отношения между wavenumber и временной частотой описывают способ, которым размножаются волны. Если это отношение линейно, то скорость фазы является постоянной. Форма волны была бы тем же самым, поскольку волна размножается через структуру. Эти типы волн называют не - дисперсионные волны. Однако, когда отношения wavenumber-частоты не линейны, компоненты частоты сигнала волны поедут на различных скоростях, и форма волны не будет поддерживать свою форму. Эти типы волн называют дисперсионными и намного более сложны, чтобы учиться. wavenumber оказывается решающий параметр в распространении волны, так как это описывает не только

пространственное распределение волны но также и приводит к скорости распространения волны в среде. Отношения wavenumber-частоты для тонкой изотропной пластины, как показывают, [39]:


поперечная вибрация: (5.1)


колебания в самолете: (5.2)


где m. является массой в область пластины и D жесткость пластины. Отношения wavenumber-частоты поэтому не линейны в случае поперечной вибрации тонкой пластины и линейны в случае колебаний в самолете. Эти отношения держатся для случаев, где толщина пластины намного меньше, чем длина волны и принимающий не стрижет деформацию. Более общее описание свойств распространения волны должно принять во внимание, стригут деформацию, и дан в соответствии с теорией волны Lamb.


^ 5.3 Распространение волны Lamb в изотропных пластинах

5.3.1 Волна Lamb для обнаружения повреждения

Управляемые волны в состоянии взаимодействовать с дефектами в структурах из-за их свойств распространения, которые очень чувствительны к любому discontinuities в материалах. Взаимодействие волн Lamb с дефектами на пластинах было исследовано лучше всего Alleyne и Cawley [55]. Giurgiutiu, и. al. [56] проводимые числовые и экспериментальные исследования размышлений способов Lamb от трещин в алюминиевой пластине. Индекс повреждения, основанный на рассеивающейся информации взаимодействий волн Lamb с трещиной, был развит Ihn и Chang [15]. Поскольку волны Lamb путешествуют на длинные расстояния и может быть применен с соответствующими приводами головок PZT, они являются подходящими для структурного контроля здоровья онлайн. Волны Lamb наиболее широко используются управляемые сверхзвуковые волны для структурного обнаружения повреждения.


^ 5.3.2 Теория распространения волны Lamb

Волны Lamb обращаются к упругим волнениям, размножающимся в твердой пластине со свободными границами и с толщиной заказа длины волны или около этого. Эти два - размерные колебания размножения в пластине описаны математическими уравнениями, сформулированными Horace Lamb в 1917 [57]. Есть две группы способов распространения согласно их образцу смещения, симметрическим волнам и антисимметрическим волнам, которые удовлетворяют уравнение волны и граничные условия. Графическое представление этих двух групп волн может быть замечено в иллюстрации 5.1. Для данной толщины пластины d и акустической частоты f, там существует конечное число способов распространения, определенных их скоростями фазы. Скорости этих волн зависят от частоты и толщины пластины. Полное описание особенностей распространения для пластин обычно дается в форме ряда кривых дисперсии, иллюстрируя скорость фазы способа пластины как функция продукта толщины частоты. Каждая кривая представляет определенный способ, который традиционно называют A0, S0, A1, S1, A2, S2, и т.д. где обозначение антисимметрических способов и симметрических способов Sn.



Иллюстрация 5.1: Графическое представление симметрических и антисимметрических волн


Метод потенциала - большинство единого подхода для того, чтобы решить проблему волны Lamb. Позвольте нам считать тонкую пластину ограниченной двумя параллельными самолетами расстояние 2-ой обособленно как показано в иллюстрации 5.2.



Иллюстрация 5.2: Геометрия пластины для распространения волны Lamb


Уравнение движения смещений частицы может быть дано как (Achenbach [58])



где wi - смещения, fi - массовые силы, λ, µ - Хромые константы, и ρ - плотность. Граничные условия для поверхностных тяг могут быть определены как ti = Sij nj, где ti - силы тяги, Sij - усилия, и nj - указания косинуса. Используя разложение Helmholtz, уравнения волны могут быть получены из Уравнения (5.3)



Эти уравнения волны управляют продольным и стригут волны простого напряжения. φ и ψ представляют анализируемые переменные смещения, статью указывает скорость продольной волны, тогда как цемент - скорость, стригут (поперечные) волны. Фактические продольные и поперечные смещения пластины могут быть получены как



соответственно. Решения Уравнений (5.4), представляя едущие волны в x1 руководстве и постоянные волны в x3 руководстве, как может предполагаться, находятся в форме, данной



где ω - частота, и k - wavenumber. Замена Уравнениями (5.6) в Уравнения (5.4) дает неизвестные функции амплитуды Φ и Ψ как



где



И C1, C2, D1, D2 - произвольные константы. И начиная с полевые переменные вовлекают синус и начиная с функции косинуса, которые четны и нечетны соответственно, решения часто раскалываются в два симметрических и антисимметрических способа. Смещения для симметрических способов





тогда как решения для антисимметрических способов могут быть даны как




Эти уравнения, отнесенные как уравнения Lamb рэлея для управляемых волн в пластинах, показывают, что распространение волны Lamb вообще сложно из-за сосуществование по крайней мере двух способов в любой данной частоте и решительно дисперсионной природе этих способов в высокой частоте. Граничные условия без тяг для простого напряжения должны быть дополнительно применены, чтобы получить константы C1, C2, D1, и D2. Это приводит к отношениям частоты Lamb рэлея, известным как уравнения дисперсии





где h = d / 2. Вышеупомянутые уравнения могут быть решены в цифровой форме, чтобы предсказать скорости размножающейся волны Lamb частоты f в пластине толщины d. Результаты представлены как функция fd продукт толщины частоты. Иллюстрация 5.3 дает пример особенностей дисперсии для алюминиевой пластины.



Иллюстрация 5.3: особенности дисперсии волны Lamb для алюминиевой пластины


Это число ясно показывает, сколько сложных способов может размножиться в пластине. Единственный S0 и способы волны Lamb A0 возможны только для маленькие ценности продукта толщины частоты (типично fd <2).


^ 5.3.3 Выбор способов для обнаружения повреждения

Как замечено в иллюстрации 5.3, различное число способов может размножиться в зависимости от ценностей толщины частоты. В практическом заявлении волн Lamb, для простоты анализа, ценности толщины частоты сохранены под частотой сокращения способа A1, где есть только фундаментальный симметрический способ S0 и фундаментальный антисимметрический способ A0. Антисимметрический способ широко используется в обнаружении повреждения в сложных структурах из-за его чувствительности к убыткам расслаивания [59]. Фундаментальный симметрический способ использовался, чтобы обнаружить поверхностный первоклассный рост в металлических структурах [60] и используется в этом исследовании для обнаружения отверстия в алюминиевой пластине


^ 5.4 Возбуждение и ощущение волн Lamb

Есть множество методов для производства и получения волн Lamb. Передовые методы нанимают лазерные источники для поколения и оптические датчики волокна для приема. Самые простые методы используют пьезоэлектрические устройства, так как они показывают одновременное поведение привода головок и датчика. Пьезоэлектрические преобразователи - наиболее широко используемые датчики для обнаружения повреждения. Их низкий вес и объем делают их подходящими для объединения в автономных системах. Два наиболее широко используемых произведенных материала - лидерство zirconate титанат (PZT) и polyvinylidene фторид (PVDF). PZT - керамика и является весьма ломким, тогда как PVDF - очень гибкие фильмы полимера, легкие обращаться.


^ 5.4.1 Учредительные уравнения

Пьезоэлектрическая выставка материалов соединила механические, электрические и пьезоэлектрические свойства. Учредительные уравнения, описывающие эти материалы, могут быть даны как



где S - механическое напряжение, E - электрическое поле, T - механическое напряжение, D - электрическое смещение, d - пьезоэлектрический коэффициент, и ε - диэлектрическая постоянная. Приписки E и T указывают, что количества находятся под постоянным электрические и подчеркивают области, соответственно. Пьезоэлектрические коэффициенты dij характеризуют или напряжение, произведенное прикладной электрической областью или плотность обвинения, развитую от прикладной области напряжения, и определены как



Приписка i указывает руководство электрического поля или смещения, тогда как приписка j дает руководство напряжения или напряжения. Типичные свойства керамических и полимер базировались, пьезоэлектрические материалы даны в Столе 5.1.



Стол 5.1: Типичные свойства пьезоэлектрических материалов


^ 5.4.2 Привод головок PZT

От Уравнения (5.13), прикладное электрическое поле произведет механическую деформацию. Это - обратный эффект, иллюстрированный графически в иллюстрации 5.4.



Иллюстрация 5.4 Прямые и Обратные пьезоэлектрические эффекты


Когда электрическое поле применено в руководстве, нормальном на поверхность PZT, поверхностные напряжения произведены. Из-за сцепления элемента к структуре, силы и моменты вынуждены в структуре, производя упругие волны. Единственный пьезоэлектрический элемент на пластине произвел бы и погрузку в самолете и изгибающий момент. Используемый преобразователь приведения в действие был PZT-5H piezoceramic элемент и показан в иллюстрации 5.5.



Иллюстрация 5.5: PZT-5H piezoceramic элемент


Единственные 3.2 мм x 3.2 мм (1/8 дюйм x 1/8 дюйм) элемент были непосредственно установлены на правильном краю главной поверхности пластины и использовались, чтобы опросить это.


^ 5.4.3 Множество датчика PVDF

От Уравнения (5.13), получающаяся деформация в материале из-за механической силы производит электрическое поле, пропорциональное величине деформации. Это - прямое влияние как замечено в иллюстрации 5.4. Когда упругая волна размножается через структуру, напряжение и подчеркивает вызванный, производят напряжение на piezoceramic элементе. Один способ использовать прямое влияние состоит в том, чтобы считать электрическое поле, E, постоянным. В результате электрическое смещение на поверхности элемента - только функция механических количеств. Электрическое смещение получено от объединения по области элемента ощущения, чтобы получить обвинение, представляющее меру напряжения в материале:



Использование множества датчиков предлагает лучшую надежность, надежность и уверенность в результаты. Будет показано позже, что это также позволяет пространственное фильтрование размножения и отражения волн. Множество датчика, сделанное из 52 µ м. (.002 в). толстый пьезоэлектрический лист PVDF от Measurement Specialties, Inc используется в экспериментальной установке повреждения. Для этого эксперимента, множества датчика, как один показанный в иллюстрации 5.6, составлен из 19 элементов с интервалом 3.175 мм (1/8 в). где у каждого датчика есть диаметр 1.59 мм (1/16 в)..



Иллюстрация 5.6: множество датчика PVDF

^ 5.5 Экспериментальная установка и результаты

5.5.1 Оборудование

Набор экспериментов, проводимых в этом тезисе, использовал инструменты и equipments, обычно используемый в лаборатории. Сигнал, обусловливающий схему, был создан Purekar [39], чтобы получить сигналы датчика PVDF. Кругооборот усилителя обвинения с дополнительными стадиями выгоды был создан с этой целью. Tektronix TDS420A цифровой осциллограф (см. иллюстрацию 5.7) использовался, чтобы показать сигналы датчика и хранить данные на диске. piezoceramic привод головок был взволнован сигналом, построенным и переданным Agilent 33220A генератор функции, показанный в иллюстрации 5.7. Этот генератор функции мог прочитать цифровой сигнал и произвести соответствующий аналоговый сигнал на усилитель власти. Piezo Systems, Inc. EPA 104 усилителя власти было нацелено, чтобы обеспечить необходимую власть для возбуждения элемента приведения в действие.



Иллюстрация 5.7: Экспериментальное оборудование

Иллюстрация 5.8 суммирует конфигурацию обнаружения повреждения, используемую в этом тезисе.




Иллюстрация 5.8: конфигурация обнаружения Повреждения


^ 5.5.2 Установка обнаружения повреждения

A. Алюминиевая пластина 060 дюймов толщиной была инструментована со множеством датчика и приводом головок, описанным ранее. Пластина была 26 дюймов длиной и 20 широкие дюймы. Отверстие диаметра дюйма 1/8 сначала сверлили на расстоянии 6 дюймов от среднего датчика. Размер отверстий был прогрессивно увеличенный, чтобы достигнуть максимального размера дюйма ½. Пластину показывают в иллюстрации 5.9.



Иллюстрация 5.9: Экспериментальная установка


piezoceramic привод головок использовался, чтобы взволновать структуру с волнами Lamb. Волны размножались направленный наружу, через множество, и размышляли прочь отверстия. Множество датчика использовалось, чтобы захватить переходные сигналы, связанные с инцидентом и отраженной энергией волны.


^ 5.5.3 Переходный анализ

Взволнованный переходный сигнал, составленный из windowed 5 взрывов тона синуса циклов в 600 кГц, показывают в иллюстрации 5.10 наряду с ее спектром частоты. Этот сигнал - windowed, чтобы получить единственную волну, едущую в желательной ведущей частоте. Поскольку у пульса есть конечная продолжительность, диапазон частот взволнован, а не единственная частота, и дисперсия искажает форму пульса как различное путешествие компонентов частоты в различных скоростях. Окно Dolph-Chebyshev использовалось, чтобы предотвратить поколение нежелательных способов. Преимущество этого windowed взрыва зубца было устранением существенных лепестков стороны, учитывающих ослабление поддельных способов паразита.



Иллюстрация 5.10: сигнал Возбуждения, посланный в элемент приведения в действие


Волны, созданные элементом приведения в действие, размножаются направленный наружу, и сигналы в каждом местоположении датчика собраны. Каждый сигнал датчика усреднен 40 раз прежде, чем быть спасенным на диске. Образец спасенных переходных сигналов показывают в иллюстрации 5.11. Сигналы соответствуют способу S0, размножающемуся в пластине, собранной датчиками #01 и #19 из множества. Способ S0 был выбран, потому что более высокие волны частоты вообще более соответствующие для того, чтобы обнаружить маленькое количество повреждения. Как ожидается, волны едут в вершину и поражать самый низкий элемент сначала. Первая волна соответствует способу S0 тогда как вторая волна соответствует волне, размышляющей прочь правых и левых краев пластины.



Иллюстрация 5.11: Образец сигналов ответа


^ 5.6 Hilbert-Huang Преобразовывают анализ

5.6.1 Эмпирическое разложение способа

Как только сигналы ответа собраны для всех датчиков, обработки запусков данных эмпирическим разложением способа и процессом просеивания, чтобы извлечь свойственные функции способа. Сравнение между неповрежденными и поврежденными переходными сигналами среднего датчика не дает информации о присутствии или не повреждения в пластине, как показано в иллюстрации 5.12. Оба сигнала кажутся идентичными, и отражение от отверстия не видимо. Таким образом, мы не можем определить статус здоровья пластины от переходных сигналов. Эмпирический алгоритм разложения способа применен на эти сигналы, и получающиеся IMFs подготовлены в иллюстрации 5.13 и 5.15.



Иллюстрация 5.12: Средние ответы датчика



Иллюстрация 5.13: Эмпирическое разложение способа неповрежденного сигнала


EMD извлек 9 IMFs и для неповрежденных и для поврежденных случаев. Из-за проблем выполнения алгоритма, детализированного в Главе 3, некоторых У IMFs, возможно, нет физического значения. В нашем исследовании только одна часть сигнала, собранного датчиком, должна быть исследована начиная со всего повреждения информация содержится между правильными/левыми краями и верхними размышлениями края. В результате значащий компонент сигнала датчика должен быть извлечен. Действительно, начальный фронт импульса - вмешательство, шумовое из-за схемы создания условий, тогда как остальная часть сигнала составлена из многократных нежелательных размышлений. Сигнал, включенный в красную коробку иллюстрации 5.12, поэтому извлечен и windowed с окном Tukey, чтобы получить гладкие концы для соответствующего сплайну шага процесса просеивания. Пороговая ценность энергии предложена, чтобы сохранить физический значащий IMFs. Если энергия, которую несет IMF, является меньше чем определенная ценность, соответствующий IMF не принят во внимание в анализ. Энергия каждого IMF поэтому вычислена и подготовлена в иллюстрации 5.14.



Иллюстрация 5.14: Изменение энергии IMFs



Иллюстрация 5.15: Эмпирическое разложение способа поврежденного сигнала


Для этого точного социологического исследования большую часть информации распространения волны несут в первых 2 IMFs. Более близкий взгляд на первый свойственный способ приводит к интересному наблюдению. Новая волна появляется только в поврежденном IMF, соответствуя отражению неоднородности в пластине. Присутствие отверстия поэтому обнаружено в первом IMF, как замечено в иллюстрации 5.16.



Иллюстрация 5.16: IMF #01


Особенности распространения волны наряду со временем полета между приведением в действие и отражением повреждения приводят к оценке расстояния повреждения. Это положение определено, используя скорость группы способа в данной частоте. Скоростные кривые группы волны Lamb могут быть определены от алюминиевых свойств и толщины пластины (см. иллюстрацию 5.17).



Иллюстрация 5.17: скоростные особенности группы волны Lamb для алюминиевой пластины

В частоте на 600 кГц волна Lamb S0 размножается в сантиграмме скорости = 5200 м\с в алюминиевой пластине.060 дюймы толщиной. Время полета между формой волны приведения в действие и волной отражения от отверстия определено через IMF #1 заговор в иллюстрации 5.16. Местоположение повреждения может тогда быть выведено, как показано в иллюстрации 5.18.



Иллюстрация 5.18: Локализация положения отверстия


Точное расстояние отверстия было 6 в. от среднего датчика. Оценка со времени полета и скорости группы ограничивала отверстие в 6.039 в., который соответствует меньше чем 1%-ой ошибке. Таким образом, эмпирическое разложение способа дает действительно точное приближение местоположения повреждения. Процесс просеивания очистил оригинальный сигнал всего шума и вмешательств, чтобы дать новый и постижимый сигнал, где размышления границ и повреждения были очевидно показаны. Одно из главных преимуществ эмпирического разложения способа - своя способность извлечь вложенные колебания в сигнале. В данном исследовании EMD позволяет извлечение вложенного отражения от повреждения, которое было скрыто в переходном сигнале, показанном в иллюстрации 5.12. Размер отверстия теперь увеличен, чтобы заняться расследованиями, способность Hilbert-Huang преобразовывают, чтобы отследить увеличивающееся повреждение. Метрика энергии и фаза перемещаются, метрика проверены, чтобы обнаружить рост повреждения в пластине.


^ 5.6.2 Спектр Hilbert-Huang и метрика Энергии

Как обрисовано в общих чертах в Главе 4, метрика энергии использует разовое энергией с высокой разрешающей способностью - представление частоты, предоставленное спектральным Hilbert

анализ. С тех пор, метрика энергии полагается на спектр Hilbert-Huang, исследование трехмерных изображений и поврежденных и неповрежденных случаев выполнено. EMD, связанный со спектральным анализом Hilbert, поэтому применен к сигналу ответа датчика #1. Только первый IMF рассматривают в этом исследовании, так как большинство энергии сконцентрировано в пределах первого способа. Поврежденный (размер отверстия = 1/2 в). и неповрежденный спектр Hilbert-Huang подготовлен в иллюстрации 5.19.



Иллюстрация 5.19: спектр Hilbert-Huang для датчика #01


Приглаженным спектрам дали привилегию как первый качественный подход. Различные диапазоны частот соответствуют приведению в действие S0

волна, отражение от правых и левых краев и отражение от главного края, соответственно. Поврежденный спектр также показал отражение от отверстия. Распространение полностью описано через спектр частоты времени. Множество может использоваться, чтобы вывести руководство распространения различного подарка волн в сигнале. Спектры для сигналов ответа датчика #19 подготовлены в иллюстрации 5.20, чтобы подтвердить свойства распространения волны так же как присутствие дефекта.



Иллюстрация 5.20: спектр Hilbert-Huang для датчика #19


Исследование этих заговоров указывает путь путешествие волн в пластине. Поскольку мы можем видеть, различные диапазоны частот размножаются вдоль оси времени от датчика #1 на датчик #19. Фронты импульса, соответствующие приведению в действие S0 и правым и левым размышлениям краев, размножаются направо, так как они прибывают позже вовремя в датчик #19 чем на датчик #1. Напротив, отражение от отверстия едет влево и ощущается ранее датчиком #19. Это наблюдение подтверждает, что диапазон частот, идентифицированный в поврежденном сигнале, соответствует отражению от повреждения. Количественный подход спектра Hilbert-Huang теперь исследован, чтобы обнаружить рост дефекта. Индекс повреждения, основанный на плотности энергии, состоит из извлечения отражения от повреждения и вычисления выпуска энергии в структуре, показанной в спектре энергии Hilbert-Huang. Метрика энергии была определена в Главе 4 как



где Он (t, f) является спектром плотности энергии, и в) мгновенная амплитуда.

Четыре размера отверстий рассматривают в этом эксперименте, в пределах от 1/8 в. к 1/2 в. Спектр плотности энергии волны отражения подготовлен для каждого случая в иллюстрации 5.21 наряду с соответствующим вычислением энергии. Столь же ожидаемый, метрика энергии увеличивается как увеличения повреждения. Линейная вставка выпуска энергии в структуре на рост дефекта создана от первых 3 случаев как инструмент, чтобы предсказать размер повреждения. Эта кривая тогда используется для последнего случая, соответствующего 1/2 в. отверстие, которое сверлят в пластине, чтобы предсказать размер этого отверстия от измерения энергии. Линейное пригодное подготовлено в иллюстрации 5.22.





Иллюстрация 5.21: плотность Энергии повреждения отразила диапазон частот


Отраженная энергия для 1/2 в. отверстие дано в иллюстрации 5.21. Эта ценность может быть включена в тенденции предсказания, чтобы получить оценка размера соответствующего отверстия. Ценность энергии E = 0.0254 приводит к приблизительному диаметру φ = 0.56 в., который соответствует 12%-ой ошибке.



Иллюстрация 5.22: Линейное предсказание диаметра отверстия от отраженной энергии


Метрика энергии оказывалась способная обнаружить местоположение повреждения так же как дать оценку его размера. Однако, тенденция предсказания соответствие каждому типу повреждения должно быть определено заранее, чтобы предсказать размер дефекта от энергии, выпущенной в структуре.


^ 5.6.3 Разовый энергией спектр и Фаза перемещают метрику

Важность точного сигнала, обрабатывающего технику для того, чтобы получить времена полета, не может перенапрячься. В нашем исследовании, точном идентификация ограниченных событий обязана определять местоположение повреждения в пластине точно и определять количество роста дефекта. Использование метрики изменения фазы решение времени Hilbert-Huang преобразовывает, чтобы извлечь точное время полета, чтобы отследить увеличивающееся повреждение в структуре. Пики на разовом энергией спектре для компонента IMF, содержащего самую высокую энергию, дают время прибытия волны интереса. Как замечено ранее, первый IMF прилагает самую высокую энергию в сигнале. Разовый энергией спектр для первого IMF пластины подготовлен для каждого размера повреждения для частоты приведения в действие 700 кГц, в иллюстрации 5.23.



Иллюстрация 5.23: спектр Энергии и фаза перемещают метрику


Маленькая разница во времени существует между различными размышлениями от отверстий. Пики амплитуды, соответствующие размышлениям убытков перемещены вовремя, указывая изменение в размере повреждения. Некоторые простые геометрические рассмотрения наряду со скоростью группы волны Lamb могут определить количество степени повреждения, как изображено в иллюстрации 5.24. Форма и начальный размер повреждения, как предполагается, известны.



Иллюстрация 5.24: Определение количества повреждения измеряет со времени полета


Размер 1/2 в. отверстие предсказано, предполагая, что начальное отверстие размера - 1/8 в. и что отверстие является круглым. От разницы во времени между двумя максимальными пиками может быть выведена степень повреждения, и новый диаметр оценен: φ = 0.53 в., который дает 7%-ую ошибку. Разница во времени между ощущением приведения в действие и отраженной волной от различных размеров отверстий подготовлена в иллюстрации 5.25. Многочленная тенденция соответствует данным и может использоваться как кривая предсказания повреждения также. Чем больше повреждение, тем меньше времени необходимо волной, чтобы поехать между приводом головок и датчиком. Пики энергии в спектре Hilbert, соответствующем отраженным трещиной волнам, обеспечивают средство для того, что оно определило точные времена полета и также для того, что оно оценило серьезность повреждения.

Разница во времени между ощущением приведения в действие S0 и отраженной волной против диаметра Отверстия



Иллюстрация 5.25: тенденция Разницы во времени, связывающая приведение в действие и отраженные волны


5.7 Резюме

Эмпирическое Разложение Способа (EMD), который преобразовывает техника, используя Hilbert-Huang, было продемонстрировано, чтобы быть полезным для обнаружения отверстия и использование характеристики поэтапно осуществляло множества в Алюминиевых пластинах. Экспериментальные данные относительно Алюминиевой пластины были проанализированы для обнаружения отверстия и характеристики. В поврежденном случае отраженная волна от отверстия наблюдается относительно первой свойственной функции способа (IMF) разложения, тогда как никакое отражение не может быть замечено для неповрежденного случая. Процесс просеивания, оказалось, был эффективен в отделении переходного сигнала от шума и вмешательств, чтобы показать скрытые размышления в данных. Со времени полета и использования известной скорости распространения волны, могло быть найдено положение повреждения. Чтобы оценить размер отверстия, две метрики были исследованы: каждый был отраженным энергия в Hilbert Huang спектр. Как увеличения размера повреждения, отраженная энергия увеличивает и соответствует линейной кривой. Предсказание a размер повреждения был также возможен, используя тенденцию вставки и измерение энергии. Другая метрика была изменением фазы между отраженными сигналами от отверстий. Как увеличения размера повреждения, разница во времени между формами волны путешествия и размышляющими уменьшениями формы волны. Наименьшее время полета будет соответствовать отверстию с самым большим диаметром. Степень повреждения могла также быть определена количественно, если бы начальная форма и размер были известны.


Примечание: Если Вы использовали этот материал для каких-либо своих нужд и выполнили редактирование перевода, то прошу Вас выслать редактированный текст по E-mail davpro@yandex.ru. С удовольствием заменю на своем сайте нередактированный перевод Вашим с указанием Вашей фамилии и (если разрешите) электронного адреса.

А.В.Давыдов.




Похожие:

Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах iconОбнаружение повреждения в сложных пластинах
В низкой частоте общий путь смоделировать распространение волны состоит в том, чтобы использовать Классическую Слоистую Теорию Пластины...
Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах iconМетрики emd для Обнаружения Повреждения
Эта глава поэтому посвящена исследованию особенностей преобразования Гильберта-Huang, которые могли использоваться, чтобы получить...
Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах iconПреобразование гильберта-хуанга для обнаружения повреждений в строениях пластин
Гильберта-Huang, наряду с Лэмбовским распространением волны для тонких пластин. С использованием симметрий волны от разрывов методы...
Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах iconСтарение, окислительный стресс и антиоксиданты
Обнаружение в биоматериале свободных радикалов кислорода позволило Д. Харману в 1956 г высказать гипотезу, что свободные радикалы...
Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах iconОбнаружение влияния движения земли на аберрацию электромагнитных волн от геостационарного спутника новая проверка специальной теории относительности штырков Е. И. 420110, Казань,, Бр. Касимовых 64-45, Россия, sht99@mail ru
Обнаружение влияния движения земли на аберрацию электромагнитных волн от геостационарного спутника новая проверка специальной теории...
Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах iconПринадлежащему мне на праве собственности, причинены технические повреждения

Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах iconДокументы
1. /Акимов П.С. Евстратов Ф.Ф. Захаров С.И. Обнаружение радиосигналов. 1989.djvu
Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах iconДокументы
1. /ПОВРЕЖДЕНИЯ ОСТРЫМИ ОРУДИЯМИ И ПРЕДМЕТАМ.doc
Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах iconДокументы
1. /Хроническая Боль после Повреждения Спинного мозга.doc
Обнаружение Повреждения в изотропных Пластинах iconДокументы
1. /Дементьев В.С.Как определить место повреждения в силовом кабеле.1960.djvu
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов