Aquisição de Dados Protocolo para determinação de funções de sensibilidade embutidas

O objetivo geral deste procedimento é determinar as funções de sensibilidade incorporadas de uma estrutura. O procedimento será demonstrado em uma pá de turbina eólica em escala residencial. Esse método pode ajudar a responder a perguntas-chave relacionadas ao monitoramento da integridade estrutural, como como a resposta de uma estrutura mudará devido a danos em um determinado local.

A principal vantagem dessa técnica é que ela fornece um método para modelar uma estrutura com base em dados medidos experimentalmente, eliminando a necessidade de conhecer parâmetros específicos de massa, rigidez e amortecimento. Comece projetando um acessório de teste para replicar condições de contorno realistas. Neste exemplo, os locais dos parafusos são preparados para corresponder aos locais de montagem da lâmina.

Fabricar o dispositivo de aço para minimizar a contribuição do dispositivo para a resposta dinâmica do corpo de prova. Monte o acessório aparafusando primeiro a lâmina ao suporte em T personalizado e, em seguida, prendendo o acessório a uma mesa de aço. Agora, identifique e marque uma grade de locais de impacto na lâmina.

Use um marcador ou caneta de cera para marcar e numerar 30 pontos que abrangem toda a lâmina. Em seguida, meça a posição relativa do ponto a ser usada para a representação visual dos resultados do teste. Em seguida, prepare acelerômetros de eixo único de 10 milivolts por g.

Escolher a sensibilidade adequada do seu acelerômetro é fundamental para obter boas relações sinal-ruído. Além disso, certifique-se de que a faixa de frequência do acelerômetro seja suficiente para capturar a faixa de frequência de interesse de sua amostra. Calibre cada sensor.

Conecte um sensor a um agitador portátil que pode produzir uma força de frequência única de 9,81 metros por segundo ao quadrado. Meça a resposta do sensor por dois segundos de agitação. A saída de força é fornecida na leitura do software.

Multiplique a amplitude RMS por 1000 para determinar o fator de calibração do acelerômetro em milivolts por g. O próximo passo é preparar um martelo de impacto com sensibilidade de 11,2 milivolts por newton. Certifique-se de que o martelo possa excitar o corpo de prova em amplitude e frequência.

Em seguida, prenda uma ponta de náilon ao martelo que não comprometerá sua função. Por fim, conecte o martelo ao sistema de aquisição de dados por meio de um cabo BNC. Agora, identifique a localização dos sensores na lâmina e conecte os acelerômetros com super cola.

Escolha locais nos pontos m e n em ambos os lados do local danificado. Em seguida, monte um terceiro acelerômetro no local k. Os dados deste sensor serão usados para validar os resultados da análise da função de sensibilidade incorporada.

Abra a GUI de aquisição de dados. Primeiro, ative a detecção de acerto duplo. Em seguida, defina a frequência de amostragem para 10.240 hertz.

A faixa de frequência utilizável é metade da frequência de amostragem. Terceiro, defina o tempo da amostra para um segundo. Quarto, selecione o canal do martelo como o canal de disparo e defina o nível de disparo para 10 newtons.

Quinto, defina o comprimento do pré-disparo para 5% do tempo total da amostra. Os dados de pré-disparo são dados coletados e armazenados em um buffer antes que o sistema de aquisição de dados seja iniciado. É importante recuperar e salvar esses dados para que todo o evento de impacto seja capturado.

Sexto, selecione o estimador H1 FRF que pressupõe que há ruído nos canais de resposta e nenhum ruído no canal de força. Por fim, insira as informações do acelerômetro e do martelo, incluindo fatores de calibração e notas de identificação. Em seguida, salve as configurações para manutenção de registros e para uso em testes futuros.

Uma vez que a super cola usada para prender os sensores esteja totalmente curada, impacte o ponto um com o martelo. Quando a amplitude da força de impacto exceder o nível de disparo escolhido, o sistema de aquisição de dados será acionado e os dados, incluindo a quantidade selecionada de dados pré-disparo, começarão a ser gravados. Durante a aquisição de dados, monitore os canais no software para evitar cortes e impactos duplos.

Além disso, observe o gráfico de coerência para avaliar melhor a qualidade dos dados adquiridos. Não janela os dados durante a aquisição. Ponto de impacto mais quatro vezes com amplitudes de impacto consistentes.

Em seguida, repita esse processo para cada ponto selecionado na lâmina. Depois de impactar todos os pontos, repita o processo inteiramente na lâmina danificada. Os dados da lâmina danificada são necessários apenas para avaliar a eficácia das funções de sensibilidade incorporadas.

Não é necessário determinar as próprias funções de sensibilidade incorporadas. Semelhante às funções de resposta de frequência, as funções de sensibilidade embutidas têm picos próximos às frequências naturais da estrutura. Quanto maior o valor das funções, mais sensível é a localização a danos entre os pontos m e n.

Tomemos, por exemplo, as amplitudes da função perto de 142 Hertz. É claro que os locais dos sensores correspondentes aos quadrados na primeira e terceira colunas são mais sensíveis aos danos. Observe que esses locais foram determinados a partir de dados adquiridos com uma lâmina íntegra.

A diferença entre as funções de resposta de frequência determinadas a partir da lâmina saudável e as funções de resposta de frequência determinadas a partir da lâmina danificada mostra que as funções de sensibilidade incorporadas são muito eficazes na previsão dos locais na lâmina que são mais sensíveis a danos, como evidenciado pela semelhança entre esses dois gráficos. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como adquirir os dados necessários para determinar as funções de sensibilidade incorporadas de uma estrutura. Embora demonstrado em uma pá de turbina eólica, este procedimento é aplicável a qualquer estrutura cuja resposta possa ser medida com um martelo de impacto e um acelerômetro.