Protokół akwizycji danych do określania osadzonych funkcji poufności

Ogólnym celem tej procedury jest określenie osadzonych funkcji wrażliwości struktury. Procedura zostanie zademonstrowana na łopatach turbiny wiatrowej na skalę mieszkaniową. Ta metoda może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania związane z monitorowaniem stanu konstrukcji, takie jak to, jak zmieni się reakcja konstrukcji z powodu uszkodzenia w określonej lokalizacji.

Główną zaletą tej techniki jest to, że zapewnia metodę modelowania konstrukcji na podstawie eksperymentalnie zmierzonych danych, eliminując potrzebę znajomości konkretnych parametrów masy, sztywności i tłumienia. Zacznij od zaprojektowania osprzętu testowego, aby odtworzyć realistyczne warunki brzegowe. W tym przykładzie lokalizacje są przygotowane tak, aby odpowiadały lokalizacjom montażu ostrza.

Wykonaj oprawę ze stali, aby zminimalizować wkład oprawy w dynamiczną reakcję próbki testowej. Zamontuj urządzenie, najpierw przykręcając ostrze do niestandardowego wspornika T, a następnie clamplampując urządzenie do stalowego stołu. Teraz zidentyfikuj i zaznacz siatkę miejsc uderzeń na ostrzu.

Użyj markera lub pisaka do wosku, aby zaznaczyć i ponumerować 30 punktów rozciągających się na całym ostrzu. Następnie zmierz względne położenie punktu, który ma być używany do wizualnej reprezentacji wyników testu. Następnie przygotuj jednoosiowe akcelerometry 10 miliwoltów na g.

Wybór odpowiedniej czułości akcelerometru ma kluczowe znaczenie dla uzyskania dobrego stosunku sygnału do szumu. Upewnij się również, że zakres częstotliwości akcelerometru jest wystarczający do uchwycenia zakresu częstotliwości interesującego Twojego preparatu. Skalibruj każdy czujnik.

Podłącz czujnik do ręcznej wytrząsarki, która może wyprowadzać pojedynczą siłę częstotliwości 9.81 metra na sekundę do kwadratu. Zmierz reakcję czujnika przez dwie sekundy potrząsania. Wyjście siły jest dostępne w odczycie oprogramowania.

Pomnóż amplitudę RMS przez 1000, aby określić współczynnik kalibracji akcelerometru w miliwoltach na g. Następnym krokiem jest przygotowanie młota udarowego, który ma czułość 11,2 miliwolta na niuton. Upewnij się, że młotek może wzbudzić próbkę do badań zarówno pod względem amplitudy, jak i częstotliwości.

Następnie przymocuj nylonową końcówkę do młotka, która nie wpłynie negatywnie na jego funkcję. Na koniec podłącz młot do systemu akwizycji danych za pomocą BNC. Teraz zidentyfikuj lokalizacje czujników na ostrzu i przymocuj akcelerometry za pomocą super kleju.

Wybierz lokalizacje w punktach m i n po obu stronach uszkodzonej lokalizacji. Następnie zamontuj trzeci akcelerometr w miejscu k. Dane z tego czujnika zostaną wykorzystane do walidacji wyników analizy wbudowanej funkcji czułości.

Otwórz graficzny interfejs użytkownika pobierania danych. Najpierw włącz wykrywanie podwójnych trafień. Następnie ustaw częstotliwość próbkowania na 10 240 Hz.

Użyteczny zakres częstotliwości to połowa częstotliwości próbkowania. Po trzecie, ustaw czas próbkowania na jedną sekundę. Po czwarte, wybierz kanał młotka jako kanał wyzwalający i ustaw poziom wyzwalania na 10 niutonów.

Po piąte, ustaw długość przed wyzwoleniem na 5% całkowitego czasu próbkowania. Dane przed wyzwoleniem to dane zebrane i przechowywane w buforze przed uruchomieniem systemu akwizycji danych. Ważne jest, aby pobrać i zapisać te dane, aby uchwycić całe zdarzenie wpływu.

Po szóste, wybierz estymator H1 FRF, który zakłada, że na kanałach odpowiedzi występuje szum, a na kanale siły nie ma szumu. Na koniec wprowadź informacje o akcelerometrze i młotku, w tym współczynniki kalibracji i uwagi identyfikacyjne. Następnie zapisz ustawienia do prowadzenia dokumentacji i do wykorzystania w przyszłych testach.

Gdy super klej używany do mocowania czujników całkowicie się utwardzi, uderz młotkiem w pierwszy punkt. Gdy amplituda siły uderzenia przekroczy wybrany poziom wyzwalania, system akwizycji danych zostanie uruchomiony i dane, w tym wybrana ilość danych sprzed wyzwolenia, rozpoczną rejestrację. Podczas pozyskiwania danych monitoruj kanały w oprogramowaniu, aby uniknąć przycinania i podwójnych uderzeń.

Obserwuj również wykres koherencji, aby dokładniej ocenić jakość uzyskanych danych. Nie przeglądaj danych w oknie podczas akwizycji. Punkt uderzenia jeszcze cztery razy ze stałymi amplitudami uderzenia.

Następnie powtórz ten proces dla każdego wybranego punktu na ostrzu. Po uderzeniu we wszystkie punkty powtórz proces w całości na uszkodzonym ostrzu. Dane z uszkodzonego ostrza są potrzebne tylko do oceny skuteczności wbudowanych funkcji czułości.

Nie jest konieczne określanie samych wbudowanych funkcji czułości. Podobnie jak w przypadku funkcji odpowiedzi częstotliwościowej, wbudowane funkcje czułości mają piki w pobliżu częstotliwości drgań własnych struktury. Im wyższa wartość funkcji, tym bardziej wrażliwe jest położenie na uszkodzenia między punktami m i n.

Weźmy na przykład amplitudy funkcji w pobliżu 142 Hz. Oczywiste jest, że lokalizacje czujników odpowiadające kwadratom w pierwszej i trzeciej kolumnie są najbardziej wrażliwe na uszkodzenia. Należy pamiętać, że te lokalizacje zostały określone na podstawie danych uzyskanych za pomocą zdrowego ostrza.

Różnica między funkcjami odpowiedzi częstotliwościowej wyznaczonymi na podstawie zdrowej łopatki a funkcjami odpowiedzi częstotliwościowej wyznaczonymi na podstawie uszkodzonej łopatki pokazuje, że wbudowane funkcje czułości są bardzo skuteczne w przewidywaniu miejsc na ostrzu, które są najbardziej wrażliwe na uszkodzenie, o czym świadczy podobieństwo między tymi dwoma wykresami. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, w jaki sposób pozyskiwać dane niezbędne do określenia osadzonych funkcji wrażliwości struktury. Chociaż procedura ta została zademonstrowana na łopatach turbiny wiatrowej, ma zastosowanie do każdej konstrukcji, której reakcję można zmierzyć za pomocą młota udarowego i akcelerometru.