Logowanie do System sprawozdań KDM

Modelowanie zjawiska propagacji fal sprężystych

Kierownik projektu: Paweł Kudela

Instytut Maszyn Przepływowych PAN w Gdańsku

Gdańsk

Streszczenie projektu

Celem projektu jest dążenie do opracowania systemu monitorowania stanu technicznego konstrukcji opartego o model zjawiska propagacji fal sprężystych.



Typowo detekcja i lokalizacja uszkodzeń w konstrukcjach odbywa się poprzez przetwarzanie sygnałów propagujących fal sprężystych rejestrowanych przez przetworniki piezoelektryczne. Poszukuje się anomalii propagacji fal sprężystych w stosunku do konstrukcji nieuszkodzonej. Z uwagi na złożony charakter fal sprężystych (dyspersyjny i wielomodowy), oraz zmiany parametrów propagacji pod wpływem środowiska (np. spowodowane temperaturą) podejście to wielokrotnie prowadzi do niedokładnych rezultatów. Alternatywnym podejściem byłoby wykorzystanie modelu, który odzwierciedla zjawisko propagacji fal sprężystych w analizowanej strukturze z wystarczającą dokładnością i jednocześnie uwzględnia wpływ temperatury. Wówczas baza wzorców z modelu mogłaby zostać porównana z sygnałami eksperymentalnymi, a minimalna różnica wskazałaby stan uszkodzenia. Jest to bardzo złożone zadanie optymalizacji, które wymaga wielu symulacji numerycznych dla wielu parametrów materiałowych. Dlatego wykorzystywana jest implementacja równoległa metody spektralnych elementow skończonych w dziedzinie czasu. Symulacje propagacji fal sprężystych prowadzone są na kartach GPU, co umożliwia znaczące skrócenie czasu obliczeń.

Publikacje

  1. R. Soman, P. Kudela, K. Balasubramaniam, S.K. Singh, P. Malinowski, A Study of Sensor Placement Optimization Problem for Guided Wave-Based Damage Detection, Sensors 19, (2019) 1856
  2. P. Kudela, J. Moll, P. Fiborek, Parallel spectral element method for guided wave based structural health monitoring, Smart Materials and Structures -, (2020) -