Laboratory for Dynamics of Machines and Structures
Deformacijska eksperimentalna modalna analiza Euler-Bernoullijevega nosilca na osnovi principa termoelastičnosti
K. Zaletelj,
J. Slavič,
J. Šonc and
M. Boltežar
Mechanical systems and signal processing, 2023
Oblike deformacijskega načina se lahko uporabijo kot indikator kritičnih točk vibracijskega utrujanja in se uporabljajo za napoved porazdelitve intenzitete poškodb. Vendar pa konvencionalni pristop za merjenje, ki vključuje uporabo senzorjev deformacij, ne ponuja visoke prostorske gostote, ki je potrebna za natančno identifikacijo kritičnih lokacij ali ustvarjanje celovite slike porazdelitve intenzitete poškodb. Brezkontaktne metode so bile uporabljene za posredno določanje deformacijskih oblik polnega polja, vendar je
pri merjenju kinematičnih veličin treba poznati razmerje med kinematiko in napetostjo/deformacijo. Za Euler-Bernoullijev nosilec je potreben dvojni prostorski odvod, ki vnaša visoko mero negotovosti. Nasprotno pa je mogoče z uporabo principa termoelastičnosti odziv napetosti/deformacije celotnega polja poljubne strukture neposredno izmeriti z hitro infrardečo (IR) kamero. Pricnip termoelastično ni bil obsežno raziskan za deformacijsko eksperimentalno modalno analizo (EMA). V tej študiji je bila hibridna EMA (temelji na enem senzorju z visokim dinamičnim razponom) raziskana za termoelastično identifikacijo Euler-Bernoullijevega nosilca. Raziskana je bila najmanjša sprememba napetosti/temperature, ki je potrebna za doseganje natančnosti, primerljive z oblikami deformacijskega načina, ki temeljijo na kinematiki laserskega skeniranja. Ugotovitve kažejo, da je mogoče z IR-kamerami in hibridno metodo EMA identificirati oblike deformacijskega načina polnega polja, tudi če je prag hrupa znatno višji od signala.
Z upoštevanjem minimalne variacije napetosti/temperature, določene v tej raziskavi (za aluminij in jeklo), je mogoče med fazo načrtovanja eksperimenta oceniti natančnost deformacijskih oblik, ki temeljijo na termoelastičnosti.
Medtem ko ta raziskava teoretično in eksperimentalno temelji na Euler-Bernoullijevem žarku, je možna posplošitev termoelastičnega principa na poljubno strukturo.
  Ladisk, Fakulteta za strojništvo, Univerza v Ljubljani
  klemen.zaletelj@fs.uni-lj.si
  +386 1 4771 228 klemengit    
  Ladisk, Fakulteta za strojništvo, Univerza v Ljubljani
  janko.slavic@fs.uni-lj.si
  +386 1 4771 226 jankoslavic     jankoslavic    
  Ladisk, Fakulteta za strojništvo, Univerza v Ljubljani
  jasa.sonc@fs.uni-lj.si
  +386 1 4771 230 jasasonc