Phát hiện tổn thương nhỏ của cầu thép thực tế bằng phương pháp kích thích cục bộ

Journal of Civil Structural Health Monitoring - Tập 3 - Trang 307-315 - 2013
Toshiyuki Oshima1, Yasunori Miyamori1, Shuichi Mikami1, Tomoyuki Yamazaki1, Sherif Beskhyroun2, Maria Fabijanska Kopacz3
1Department of Civil Engineering, Kitami Institute of Technology, Kitami, Japan
2The University of Auckland, Auckland, New Zealand
3Cracow University of Technology, Kraków, Poland

Tóm tắt

Bằng cách sử dụng bộ kích thích piezoelectric, một cây cầu thép thực tế có thể được tăng tốc một cách cục bộ để phát hiện tác động của tổn thương nhỏ như nứt mệt mỏi và tổn thương kết nối dưới dạng phản ứng với sự thay đổi của dao động. Hàm mật độ phổ công suất (PSD) của phản ứng có thể cung cấp cho chúng ta dấu hiệu về mức độ tổn thương trước và sau khi xảy ra tổn thương. Phân tích chi tiết PSD trước và sau tổn thương có thể cung cấp cho chúng ta vị trí và kích thước (diện tích) của tổn thương. Bài báo này trình bày kết quả thực nghiệm của việc phát hiện tổn thương bằng phương pháp kích thích cục bộ trên một cây cầu thực.

Từ khóa

#tổn thương nhỏ #cầu thép #phương pháp kích thích cục bộ #nứt mệt mỏi #phân tích PSD

Tài liệu tham khảo

Doebling SW, Farrar CR, Prime MB, Shevitz DW (1996). Damage identification and health monitoring of structural and mechanical systems from changes in their vibration characteristics, a literature review, Los Alamos National Laboratory Report, LA-13070-MS Farrar CR et al (1994) Dynamic characterization and damage detection in the i-40 bridge over the rio grande, a literature review, Los Alamos National Laboratory Report, LA-12767- MS Farrar CR, Jauregui DA (1996) Damage detection algorithms applied to experimental and numerical model data from the I-40 Bridge, Los Alamos National Laboratory Report, LA-12979-MS Sampaio RPC, Maia NMM, Silva JMM (1999) Damage detection using the frequency-response-function curvature method. J Sound Vib 226(5):1029–1042 Peeters B, Maeck J, De Roeck G (2001) Vibration-based damage detection in civil engineering: excitation sources and temperature effects. Smart Mater Struct 10:518–527 Xue S, Fujitani TN, Wei ZB, Tang HS (2006) Comparison of variations of natural frequencies for wooden structural models with and without damages part 2, shaking table based results, In: proceedings of the international conference on structural health monitoring and intelligent infrastructure, China, pp 1101–1104 Yang JCS, Chen J, Dagalakis NG (1984) Damage detection in offshore structures by the random decrement technique. J Energy Resour Tech, American Society of Mechanical Engineers 106:38–42 Flesch RG, Kernichler K (1988) Bridge inspection by dynamic tests and calculations dynamic investigations of lavent bridge, workshop on structural safety evaluation based on system identification approaches Natke HG, Yao JTP (eds), Lambrecht/Pfalz, Vieweg & Sons, Germany 433–459 Masri SF, Miller RK, Saud AF, Caughey TK (1987) Identification of nonlinear vibrating structures. J Appl Mech 54:923–929 Part I-formulation Natke HG, Yao JTP (1990) System identification methods for fault detection and diagnosis, International conference on structural safety and Reliability, American Society of Civil Engineers, New York 1387–1393 Oshima T, Yamazaki T, Onishi K, Mikami S (2002) Study on damage evaluation of joint in steel member by using local vibration excitation (In Japanese). J Appl Mech JSCE 5:837–846 Beskhyroun S, Oshima T, Mikami S, Yamazaki T (2003) Damage detection and localization on structural connections using vibration based damage identification methods. J Appl Mech JSCE 6:1055–1064 Beskhyroun S, Mikami S, Oshima T, Yamazaki T (2004) Modified damage identification algorithm based on vibration measurements. J Appl Mech JSCE 7:97–107 Beskhyroun S, Oshima T, Mikami S, Tsubota Y (2005) Structural damage identification algorithm base on change in power spectral density. J Appl Mech, JSCE 8:73–84 Beskhyroun S, Mikami S, Oshima T (2006) Structural damage detection and localization using changes in phase angle. J Struct Eng JSCE 52A:659–670 Beskhyroun S, Mikami S, Oshima T (2006) Nondestructive damage detection scheme for steel bridges. J Appl Mech JSCE 9:63–74 Mikami S, Beskhyroun S, Miyamori Y, Oshima T (2007) Application of a vibration-based damage detection algorithm on a benchmark structure, structural health monitoring of intelligent infrastructure, vol. 3, CD ROM(No. 55) Mikami S, Beskhyroun S, Yamazaki T, Oshima T (2007) Damage detection in concrete structure using tunable piezoelectric actuators. J Appl Mech, JSCE 10:77–88 Mikami S, Beskhyroun S, Oshima T (2011) Wavelet packet based damage detection in beam-like structure without baseline modal parameters. Journal of Structure and Infrastructure Engineering, Maintenance, Management, Life-Cycle Design and Performance 7:211–227 Kumar RP, Oshima T, Yamazaki T, Mikami S, Miyamori Y (2012) Detection and localization of small damages in a real bridge by local excitation using piezoelectric actuators. J Civil Struct Health Monit 2(2):97–108 Beskhyroun S, Oshima T, Mikami S, Miyamori Y (2013) Assessment of vibration-based damage identification techniques using local excitation source, J Civil Struct Health Monit 3(3):207–223