Published January 1, 2018
| Version v1
Publication
Open
Crack identification based on the nonlinear response of plates with variably oriented surface crack.
- 1. Abdelmalek Essaâdi University
- 2. Mohammed V University
- 3. École Normale Supérieure de l'Enseignement Technique de Mohammedia
- 4. King Abdulaziz University
Description
In order to secure structural and operational safety of structures, it is important to implement a structural health monitoring (SHM) strategy to issue early warnings on damage or deterioration prior to costly repair or even catastrophic collapse. Developing a SHM strategy for structures enables evaluating structural integrity, durability and reliability of the monitored structure. Hence, the main objective of this work is to develop a damage detection procedure based on a plate's dynamic response and the Hilbert transform. Rectangular plates are considered and assumed to contain a surface crack which is centrally located, with a depth of h0, a length of 2C and inclined with an angle β. Von Karman plate theory is adopted herein, and the crack is modeled through the line spring model given by fracture mechanics. The plate is assumed to behave nonlinearly due to large deformation. The differential quadrature method is used to investigate the linear and nonlinear dynamic behaviors of cracked plates. The influence of crack's parameters on modal properties is discussed. The eigenfrequencies of cracked plates with respect to crack half length C and orientation β are performed. For crack characterization, Hilbert transform is applied to the obtained linear and nonlinear time responses. It is shown throughout this paper that identified backbones describe changes in crack orientation.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
من أجل تأمين السلامة الهيكلية والتشغيلية للهياكل، من المهم تنفيذ استراتيجية مراقبة الصحة الهيكلية (SHM) لإصدار تحذيرات مبكرة بشأن الضرر أو التدهور قبل الإصلاح المكلف أو حتى الانهيار الكارثي. يمكّن تطوير استراتيجية SHM للهياكل من تقييم السلامة الهيكلية والمتانة والموثوقية للهيكل الخاضع للمراقبة. وبالتالي، فإن الهدف الرئيسي من هذا العمل هو تطوير إجراء الكشف عن الأضرار بناءً على الاستجابة الديناميكية للوحة وتحويل هيلبرت. تعتبر الألواح المستطيلة ويفترض أنها تحتوي على شق سطحي يقع في موقع مركزي، بعمق h0، وطول 2C ويميل بزاوية β. يتم اعتماد نظرية لوحة فون كارمان هنا، ويتم نمذجة الشق من خلال نموذج نابض الخط المعطى بواسطة ميكانيكا الكسر. من المفترض أن تتصرف اللوحة بشكل غير خطي بسبب التشوه الكبير. تُستخدم طريقة التربيع التفاضلي للتحقيق في السلوكيات الديناميكية الخطية وغير الخطية للصفائح المتشققة. تتم مناقشة تأثير معلمات الكراك على خصائص الوسائط. يتم تنفيذ الترددات الذاتية للألواح المتشققة فيما يتعلق بنصف طول الشقوق C والاتجاه β. لتوصيف الشقوق، يتم تطبيق تحويل هيلبرت على الاستجابات الزمنية الخطية وغير الخطية التي تم الحصول عليها. يظهر في جميع أنحاء هذه الورقة أن العمود الفقري المحدد يصف التغيرات في اتجاه الشقوق.Translated Description (French)
Afin d'assurer la sécurité structurelle et opérationnelle des structures, il est important de mettre en œuvre une stratégie de surveillance de la santé structurelle (SHM) pour émettre des alertes précoces sur les dommages ou la détérioration avant une réparation coûteuse ou même un effondrement catastrophique. Le développement d'une stratégie SHM pour les structures permet d'évaluer l'intégrité structurelle, la durabilité et la fiabilité de la structure surveillée. Par conséquent, l'objectif principal de ce travail est de développer une procédure de détection des dommages basée sur la réponse dynamique d'une plaque et la transformée de Hilbert. Les plaques rectangulaires sont considérées et supposées contenir une fissure de surface qui est située au centre, avec une profondeur de h0, une longueur de 2C et inclinée d'un angle β. La théorie de la plaque de Von Karman est adoptée ici, et la fissure est modélisée à l'aide du modèle de ressort linéaire donné par la mécanique de la fracture. La plaque est supposée se comporter de manière non linéaire en raison d'une grande déformation. La méthode de quadrature différentielle est utilisée pour étudier les comportements dynamiques linéaires et non linéaires des plaques fissurées. L'influence des paramètres de la fissure sur les propriétés modales est discutée. Les fréquences propres des plaques fissurées par rapport à la demi-longueur de fissure C et à l'orientation β sont effectuées. Pour la caractérisation des fissures, la transformée de Hilbert est appliquée aux réponses temporelles linéaires et non linéaires obtenues. Il est montré tout au long de cet article que les squelettes identifiés décrivent des changements dans l'orientation des fissures.Translated Description (Spanish)
Para garantizar la seguridad estructural y operativa de las estructuras, es importante implementar una estrategia de monitoreo de la salud estructural (SHM) para emitir alertas tempranas sobre daños o deterioro antes de una reparación costosa o incluso un colapso catastrófico. Desarrollar una estrategia de SHM para estructuras permite evaluar la integridad estructural, la durabilidad y la confiabilidad de la estructura monitoreada. Por lo tanto, el objetivo principal de este trabajo es desarrollar un procedimiento de detección de daños basado en la respuesta dinámica de una placa y la transformada de Hilbert. Las placas rectangulares se consideran y se supone que contienen una grieta superficial que está ubicada en el centro, con una profundidad de h0, una longitud de 2C e inclinada con un ángulo β. La teoría de la placa de Von Karman se adopta en este documento, y la grieta se modela a través del modelo de resorte lineal dado por la mecánica de fractura. Se supone que la placa se comporta de forma no lineal debido a una gran deformación. El método de cuadratura diferencial se utiliza para investigar los comportamientos dinámicos lineales y no lineales de las placas agrietadas. Se discute la influencia de los parámetros de crack en las propiedades modales. Se realizan las frecuencias propias de las placas agrietadas con respecto a la mitad de la longitud C y la orientación β de la grieta. Para la caracterización de grietas, se aplica la transformada de Hilbert a las respuestas de tiempo lineales y no lineales obtenidas. Se muestra a lo largo de este documento que las columnas vertebrales identificadas describen cambios en la orientación de las grietas.Files
matecconf_cmss2018_02061.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد الشقوق بناءً على الاستجابة غير الخطية للألواح ذات الشقوق السطحية المتغيرة.
- Translated title (French)
- Identification des fissures basée sur la réponse non linéaire des plaques avec des fissures de surface orientées de manière variable.
- Translated title (Spanish)
- Identificación de grietas basada en la respuesta no lineal de placas con grietas superficiales orientadas de forma variable.
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4246098714
- DOI
- 10.1051/matecconf/201714902061
References
- https://openalex.org/W1969117880
- https://openalex.org/W1980045664
- https://openalex.org/W2046900304
- https://openalex.org/W2103268688
- https://openalex.org/W2436046463
- https://openalex.org/W2551804887
- https://openalex.org/W340263924
- https://openalex.org/W4285719527