Ανίχνευση μεταβολής δομικών χαρακτηριστικών δοκού με τη χρήση αλγοριθμικών μη-καταστροφικών μεθόδων διάγνωσης βλαβών επί πειραματικών δεδομένων από αισθητήρια μη-επαφής

Abstract

Η εργασία έχει ως αντικείμενο την επιτυχή ανίχνευση δομικών αλλαγών σε δοκό από σύνθετα υλικά με χρήση αλγοριθμικών μη-καταστροφικών μεθοδολογιών διάγνωσης βλάβης. Η προσέγγιση πρωτοτυπεί στο γεγονός ότι τα σήματα που προκύπτουν από την πειραματική διέγερση της δοκού καταγράφονται χωρίς τη φυσική επαφή της με μετρητική/καταγραφική διάταξη. Η πειραματική διεργασία περιλαμβάνει μια πακτωμένη από τη μία πλευρά δοκό που διεγείρεται με τη χρήση μίνι-διεγέρτη, ο οποίος και παρέχει το απαιτούμενο προφίλ εξωτερικού φορτίου στο ελεύθερο άκρο αυτής. Αλλαγές στη δομική κατάσταση της δοκού προσομοιώνονται πειραματικά με την ενσωμάτωση συγκεκριμένων μαζών στην επιφάνεια αυτής. Το θέμα προσεγγίζεται πρώτα θεωρητικά προσομοιώνοντας τη δοκό με μαθηματικά μοντέλα που βασίζονται στους νόμους της φυσικής και αναλύοντας τις διαφορές που προκύπτουν από την παρουσία των μαζών στη δοκό. Κατόπιν, γίνεται ανάλυση των καταγεγραμμένων δεδομένων με χρήση μεθόδων αλγοριθμικής διάγνωσης βλαβών με στόχο την ανίχνευση των δομικών αλλαγών και την αξιολόγησή τους ως προς τη θέση τους πάνω στη δοκό. Η ανίχνευση αυτή στηρίζεται στη χρήση γραμμικών στοχαστικών μοντέλων “μόνο εξόδου” (output-only) που αναγνωρίζονται επί καταγεγραμμένων δεδομένων και επιτρέπουν τη μοντελοποίηση του συστήματος παρά την περιορισμένη γνώση της δομής του. Η παρούσα μελέτη βεβαιώνει ότι οι αλλαγές της δομικής κατάστασης της δοκού ανιχνεύονται ως μεταβολές των παραμέτρων των μοντέλων ή/και των υπολοίπων τους (residuals).