Protocole d'acquisition de données pour déterminer les fonctions de sensibilité intégrés

L’objectif général de cette procédure est de déterminer les fonctions de sensibilité intégrées d’une structure. La procédure sera démontrée sur une pale d’éolienne à l’échelle résidentielle. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés liées à la surveillance de l’état des structures, telles que la façon dont la réponse d’une structure changera en raison de dommages à un certain endroit.

Le principal avantage de cette technique est qu’elle fournit une méthode de modélisation d’une structure basée sur des données mesurées expérimentalement, éliminant ainsi le besoin de connaître des paramètres spécifiques pour la masse, la rigidité et l’amortissement. Commencez par concevoir un montage d’essai pour reproduire des conditions limites réalistes. Dans cet exemple, les emplacements des boulons sont préparés pour correspondre aux emplacements de montage de la lame.

Fabriquez le dispositif en acier afin de minimiser la contribution du dispositif à la réponse dynamique de l’échantillon d’essai. Assemblez le luminaire en boulonnant d’abord la lame au support en T personnalisé, puis en fixant le luminaire à une table en acier. Maintenant, identifiez et marquez une grille de points d’impact sur la lame.

Utilisez un marqueur ou un stylo à cire pour marquer et numéroter 30 points qui couvrent toute la lame. Ensuite, mesurez la position relative du point à utiliser pour la représentation visuelle des résultats du test. Ensuite, préparez des accéléromètres à axe unique de 10 millivolts par g.

Choisir la bonne sensibilité de votre accéléromètre est essentiel pour obtenir de bons rapports signal/bruit. Assurez-vous également que la gamme de fréquences de l’accéléromètre est suffisante pour capturer la plage de fréquences d’intérêt de votre échantillon. Calibrez chaque capteur.

Fixez un capteur à un agitateur portatif capable de produire une force de fréquence unique de 9,81 mètres par seconde au carré. Mesurez la réponse du capteur pendant deux secondes de secousse. La force de sortie est fournie dans l’affichage du logiciel.

Multipliez l’amplitude RMS par 1000 pour déterminer le facteur d’étalonnage de l’accéléromètre en millivolts par g. L’étape suivante consiste à préparer un marteau à percussion qui a une sensibilité de 11,2 millivolts par newton. Assurez-vous que le marteau peut exciter l’échantillon d’essai à la fois en amplitude et en fréquence.

Ensuite, fixez au marteau une pointe en nylon qui ne compromettra pas sa fonction. Enfin, connectez le marteau au système d’acquisition de données via un câble BNC. Maintenant, identifiez les emplacements des capteurs sur la lame et fixez les accéléromètres avec de la super colle.

Choisissez des emplacements aux points m et n de chaque côté de l’emplacement endommagé. Ensuite, montez un troisième accéléromètre à l’emplacement k. Les données de ce capteur seront utilisées pour valider les résultats de l’analyse de la fonction de sensibilité intégrée.

Ouvrez l’interface graphique d’acquisition de données. Tout d’abord, activez la détection de double coup. Ensuite, réglez la fréquence d’échantillonnage sur 10, 240 hertz.

La plage de fréquences utilisable est la moitié de la fréquence d’échantillonnage. Troisièmement, réglez le temps d’échantillonnage sur une seconde. Quatrièmement, sélectionnez le canal du marteau comme canal de déclenchement et réglez le niveau de déclenchement sur 10 newtons.

Cinquièmement, réglez la longueur de pré-déclenchement sur 5 % du temps total d’échantillonnage. Les données de pré-déclenchement sont des données collectées et stockées dans une mémoire tampon avant le démarrage du système d’acquisition de données. Il est important de récupérer et d’enregistrer ces données afin que l’ensemble de l’événement d’impact soit capturé.

Sixièmement, sélectionnez l’estimateur H1 FRF qui suppose qu’il y a du bruit sur les canaux de réponse et aucun bruit sur le canal de force. Enfin, entrez les informations de l’accéléromètre et du marteau, y compris les facteurs d’étalonnage et les notes d’identification. Ensuite, enregistrez les paramètres pour la tenue de registres et pour les utiliser lors de tests futurs.

Une fois que la super colle utilisée pour fixer les capteurs a complètement durci, frappez le premier point avec le marteau. Lorsque l’amplitude de la force d’impact dépasse le niveau de déclenchement choisi, le système d’acquisition de données se déclenche et l’enregistrement des données, y compris la quantité sélectionnée de données de pré-déclenchement, commence. Lors de l’acquisition des données, surveillez les canaux dans le logiciel pour éviter l’écrêtage et les doubles impacts.

Observez également le graphique de cohérence pour évaluer davantage la qualité des données acquises. Ne mettez pas les données en fenêtre pendant l’acquisition. Point d’impact un quatre fois de plus avec des amplitudes d’impact constantes.

Ensuite, répétez ce processus pour chaque point sélectionné sur la lame. Après avoir impacté tous les points, répétez entièrement le processus sur la lame endommagée. Les données de la lame endommagée ne sont nécessaires que pour évaluer l’efficacité des fonctions de sensibilité intégrées.

Il n’est pas nécessaire de déterminer les fonctions de sensibilité intégrées elles-mêmes. Semblables aux fonctions de réponse en fréquence, les fonctions de sensibilité intégrées ont des pics proches des fréquences propres de la structure. Plus la valeur des fonctions est élevée, plus l’emplacement est sensible aux dommages entre les points m et n.

Prenons, par exemple, les amplitudes de la fonction proche de 142 Hertz. Il est clair que les emplacements des capteurs correspondant aux carrés de la première et de la troisième colonne sont les plus sensibles aux dommages. Notez que ces emplacements ont été déterminés à partir de données acquises avec une lame saine.

La différence entre les fonctions de réponse en fréquence déterminées à partir de la pale saine et les fonctions de réponse en fréquence déterminées à partir de la pale endommagée montre que les fonctions de sensibilité intégrées sont très efficaces pour prédire les emplacements de la pale qui sont les plus sensibles aux dommages, comme en témoigne la similitude entre ces deux graphiques. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’acquérir les données nécessaires pour déterminer les fonctions de sensibilité intégrées d’une structure. Bien qu’elle ait été démontrée sur une pale d’éolienne, cette procédure est applicable à toute structure dont la réponse peut être mesurée à l’aide d’un marteau à percussion et d’un accéléromètre.