شناسایی رفتار غیرخطی تماسی مبتنی بر تکنیک تلفیق ارتعاشات و آکوستیک برخط

به کارگیری مشخصه های دینامیکی غیرخطی سازه تحت پایش به منظور شناسایی زودهنگام آسیب، ازجمله ایده های جدید در حوزه پایش سلامت مبتنی بر وصله های پیزوالکتریک به شمار می رود. شل شدن تکیه گاه گیردار ازجمله عیوبی است که نه تنها منجر به ایجاد اخلال در سیستم های مهندسی مختلف می شود، بلکه اغلب با تاثیرگذاری بر روی سیگنال های حسگری، شناسایی آسیب در سازه را با چالش مواجه می کند. در این پژوهش رفتار غیرخطی تماسی ناشی از شل شدن تکیه گاه گیردار به کمک تکنیک تلفیق ارتعاشات و آکوستیک مورد پایش قرار گرفت. استفاده از وصله های پیزوالکتریک با قابلیت اتصال دائم به سازه میزبان به منظور تحریک سیگنال های پمپ و حامل و همچنین ثبت سیگنال تلفیق شده، امکان پایش برخط مبتنی بر تکنیک تلفیق را فراهم آورد. اعمال یک فیلتر مناسب منجر به حذف فرکانس های طبیعی و ظهور باندهای جانبی تلفیق در اطراف فرکانس تحریک مرکزی شد. در این پژوهش همچنین حساسیت تلفیق به فرکانس تحریک سیگنال پمپ مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج، بروز باندهای تلفیق جانبی در اطراف باند فرکانس مرکزی، شاخص مناسبی برای تشخیص رفتار غیرخطی ناشی از شل شدن تکیه گاه محسوب می شود. در ادامه از یک مدل المان محدود وابسته الکترومکانیکی به منظور بررسی مکانیزم دقیق ایجاد پدیده تلفیق استفاده شد. تطابق مناسب نتایج عددی و آزمایشگاهی، نشان از دقت کافی مدل عددی توسعه داده شده و قابلیت آن در پیش بینی پدیده تلفیق دارد.

کلیدواژه ها:

Structural Health Monitoring ، Vibro-Acoustic Modulation ، Contact Acoustic Nonlinearity ، Piezoelectric Patches ، Coupled Field Finite ، Element Analysis ، Experimental Results ، پایش سلامت سازه ، تلفیق ارتعاشات و آکوستیک ، غیرخطی تماسی آکوستیک ، وصله های پیزوالکتریک ، مدل المان محدود وابسته الکترومکانیکی ، نتایج تجربی