961 resultados para FBG, chirped, CFRP, monitoraggio strutturale, SHM, smart structures


Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

L’uso dei materiali compositi è andato aumentando negli ultimi decenni per la loro elevata rigidezza, la resistenza specifica e il possibile risparmio, notevole in termini di peso dell’intera struttura. Tali materiali introducono però nuove problematiche riguardanti le modalità di danneggiamento e il comportamento a fatica. Mentre questi fenomeni sono relativamente ben compresi nei materiali metallici, per una struttura in composito non esistono ancora modelli in grado di predire con sufficiente affidabilità l’evoluzione del danneggiamento. Negli ultimi anni la ricerca si è focalizzata sullo sviluppo di sistemi in grado di rilevare la presenza e l’evoluzione del danno, definiti Structural Health Monitoring Systems, ovvero sistemi di monitoraggio strutturale. Il danneggiamento strutturale può così essere individuato e identificato per mezzo di sensori distribuiti integrati nella struttura stessa, aventi la possibilità di trasmettere queste informazioni a un sistema di analisi esterno permettendo di valutare lo stato di degrado della struttura in tempo reale. In questo contesto si inseriscono le attività di ricerca sulle strutture intelligenti che, inglobando al loro interno opportune tipologie di sensori e attuatori, sono in grado di monitorare l’ambiente fisico operativo, raccoglierne e interpretarne le informazioni per poi rispondere ai cambiamenti della struttura in modo appropriato attraverso gli attuatori. L’impiego di sensori e attuatori inglobati nelle strutture offre molteplici vantaggi rispetto ai sistemi di trasduzione e attuazione convenzionali. L’attività di ricerca condotta in questa tesi è rivolta all’indagine di tecniche di SHM per mezzo di sensori a fibra ottica. Essi presentano molteplici peculiarità che li rendono i candidati ideali per queste applicazioni. Esistono diversi tipi di sensori che utilizzano le fibre ottiche. Nel presente lavoro si sono utilizzati sensori di deformazione basati sui reticoli di Bragg (FBG) chirped. Questi sensori sono costituiti da un reticolo inscritto all’interno della fibra, che ha l’effetto di riflettere solo alcune lunghezze d’onda della luce incidente. Se le proprietà geometriche del reticolo cambiano per effetto di una deformazione, cambia anche la forma dello spettro riflesso. Inoltre, con il tipo di sensore usato, è possibile correlare lo spettro con la posizione di eventuali danneggiamenti interni al materiale. Gli obbiettivi di questa ricerca sono di verificare gli effetti della presenza di una fibra ottica sulle caratteristiche meccaniche di un laminato e di trovare un legame tra la risposta in frequenza del sensore FBG e lo stato tensionale e il grado di danneggiamento di un componente in composito.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

L’idea di base della seguente tesi, finora mai applicata o descritta in letteratura scientifica in base alle ricerche effettuate, è stata quella di creare un sistema di monitoraggio strutturale intelligente (Structural Health Monitoring, SHM) mediante dei sensori di deformazione a reticolo di Bragg (Fiber Bragg Grating, FBG), incollati su fili a memoria di forma inseriti a loro volta, bloccati con opportuni ancoraggi esterni, in sei travi di betoncino cementizio armato. L’obbiettivo della sperimentazione è stato quindi quello di creare delle travi intelligenti che, in condizioni di carico eccezionali e critiche (monitorate dal sensore a fibra ottica), sapessero “autoripararsi” mediante gli attuatori a memoria di forma con un processo di riscaldamento appositamente progettato.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Lo studio si propone di valutare la capacità dei reticoli di Bragg in fibra ottica, di individuare e monitorare danneggiamenti presenti all'interno di laminati in composito, tramite l'analisi degli spettri riflessi dai reticoli stessi. Sono stati utilizzati due tipi diversi di stratificazione dei laminati, per valutare il diverso comportamento dei reticoli di Bragg inseriti all'interno dei laminati. Le proprietà dei materiali e degli spettri riflessi dai reticoli, sono state messe in relazione qualitativamente e quantitativamente, al fine di sviluppare un valido metodo di Structural Health Monitoring.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

More and more piezoelectric materials and structures have been used for structure control in aviation and aerospace industry. More efficient and convenient computation method for large complex structure with piezoelectric actuation devices is required. A load simulation method of piezoelectric actuation is presented in this paper. By this method, the freedom degree of finite element simulation is significantly reduced, the difficulty in defining in-plane voltage for multi-layers piezoelectric composite is overcome and the transfer computation between material main direction and the element main direction is simplified. The concept of simulation load is comprehensible and suitable for engineers of structure strength in shape and vibration control, thereby is valuable for promoting the application of piezoelectric material and structures in practical aviation and aerospace fields.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

This paper deals with the problem of identification and semiactive control of smart structures subject to unknown external disturbances such as earthquake, wind, etc. The experimental setup used is a 6-story test structure equipped with shear-mode semiactive magnetorheological actuators being installed in WUSCEEL. The experimental results obtained have verified the effectiveness of the proposed control algorithms

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Smart material technology has become an area of increasing interest for the development of lighter and stronger structures which are able to incorporate actuator and sensor capabilities for collocated control. In the design of actively controlled structures, the determination of the actuator locations and the controller gains, is a very important issue. For that purpose, smart material modelling, modal analysis methods, control and optimization techniques are the most important ingredients to be taken into account. The optimization problem to be solved in this context presents two interdependent aspects. The first one is related to the discrete optimal actuator location selection problem which is solved in this paper using genetic algorithms. The second is represented by a continuous variable optimization problem, through which the control gains are determined using classical techniques. A cantilever Euler-Bernoulli beam is used to illustrate the presented methodology.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Smart material technology has become an area of increasing interest for the development of lighter and stronger structures that are able to incorporate actuator and sensor capabilities for collocated control. In the design of actively controlled structures, the determination of the actuator locations and the controller gains is a very important issue. For that purpose, smart material modeling, modal analysis methods, and control and optimization techniques are the most important ingredients to be taken into account. The optimization problem to be solved in this context presents two interdependent aspects. The first is related to the discrete optimal actuator location selection problem, which is solved in this paper using genetic algorithms. The second is represented by a continuous variable optimization problem, through which the control gains are determined using classical techniques. A cantilever Euler-Bernoulli beam is used to illustrate the presented methodology.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

This paper aims with the use of linear matrix inequalities approach (LMIs) for application in active vibration control problems in smart strutures. A robust controller for active damping in a panel was designed with piezoelectrical actuators in optimal locations for illustration of the main proposal. It was considered, in the simulations of the closed-loop, a model identified by eigensystem realization algorithm (ERA) and reduced by modal decomposition. We tested two differents techniques to solve the problem. The first one uses LMI approach by state-feedback based in an observer design, considering several simultaneous constraints as: a decay rate, limited input on the actuators, bounded output peak (output energy) and robustness to parametic uncertainties. The results demonstrated the vibration attenuation in the structure by controlling only the first modes and the increased damping in the bandwidth of interest. However, it is possible to occur spillover effects, because the design has not been done considering the dynamic uncertainties related with high frequencies modes. In this sense, the second technique uses the classical H. output feedback control, also solved by LMI approach, considering robustness to residual dynamic to overcome the problem found in the first test. The results are compared and discussed. The responses shown the robust performance of the system and the good reduction of the vibration level, without increase mass.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

This paper presents a non-model based technique to detect and locate structural damage with the use of artificial neural networks. This method utilizes high frequency structural excitation (typically greater than 30 kHz) through a surface-bonded piezoelectric sensor/actuator to detect changes in structural point impedance due to the presence of damage. Two sets of artificial neural networks were developed in order to detect, locate and characterize structural damage by examining changes in the measured impedance curves. A simulation beam model was developed to verify the proposed method. An experiment was successfully performed in detecting damage on a 4-bay structure with bolted-joints, where the bolts were progressively released.

Relevância:

100.00% 100.00%

Publicador:

Resumo:

Smart material technology has become an area of increasing interest for the development of lighter and stronger structures which are able to incorporate actuator and sensor capabilities for collocated control. In the design of actively controlled structures, the determination of the actuator locations and the controller gains, is a very important issue. For that purpose, smart material modelling, modal analysis methods, control and optimization techniques are the most important ingredients to be taken into account. The optimization problem to be solved in this context presents two interdependent aspects. The first one is related to the discrete optimal actuator location selection problem, which is solved in this paper using genetic algorithms. The second is represented by a continuous variable optimization problem, through which the control gains are determined using classical techniques. A cantilever Euler-Bernoulli beam is used to illustrate the presented methodology.