Электронный журнал «Техническая акустика» ISSN 1819-2408

А. В. Черпаков, В. А. Акопьян, А. Н. Соловьев

Алгоритм многопараметрической идентификации дефектов стержневых конструкций

язык: русский

получена 27.12.2012, опубликована 22.03.2013

Скачать статью (PDF, 541 кб, ZIP), используйте команду браузера "Сохранить объект как..."
Для чтения и распечатки статьи используйте «Adobe Acrobat© Reader» версии 4.0 или выше. Эта программа является бесплатной, ее можно получить на веб-сайте компании Adobe© (http://www.adobe.com/).

АННОТАЦИЯ

В статье предложен, отличающийся от известных, алгоритм многопараметрической идентификации дефектов (ИД) стержневых конструкций. Новизна алгоритма заключается в том, что процедура ИД разделена на два этапа: на 1-м этапе определяется местоположение дефекта, а на втором - степень поврежденности. Дополнительной информацией к решению задачи реконструкции дефектов является набор собственных частот и форм колебаний исследуемой конструкции. При этом анализ форм колебаний позволяет решить задачу первого этапа, после чего строится аналитическая или конечно-элементная модель конструкции с дефектами и с помощью прямых расчетов решается задача второго этапа. Приведен пример расчета параметров дефекта в упругом консольном стержне на основе модельного эксперимента в КЭ комплексе. При использовании современных средств измерения перемещений точность предложенного метода реконструкции параметров дефекта не уступает точности, полученной в известных работах, например, с помощью искусственных нейронных сетей.

Ключевые слова: алгоритм, идентификация дефектов, местоположение дефекта, степень поврежденности стержня.

11 страниц, 4 иллюстрации

Как сослаться на статью: А. В.Черпаков, В. А. Акопьян, А. Н.Соловьев. Алгоритм многопараметрической идентификации дефектов стержневых конструкций. Электронный журнал "Техническая акустика", http://ejta.org, 2013, 1.

ЛИТЕРАТУРА

1. Dimarogonas A.D. 1996. Vibration of cracked structures: a state of the art review. Eng. Fract.Mech. 55, 831–857. (doi:10.1016/0013-7944(94)00175-8).
2. Friswell M.I. Damage identification using inverse methods // Phil. Trans. R. Soc. A (2007) 365, 393–410. (doi:10.1098/rsta.2006.1930.).
3. Бовсуновский О.А. Конечно-элементная модель для исследования колебаний стержня с закрывающейся трещиной // Пробл. прочности. - 2008. -№ 5. - С. 114 - 120.
4. Постнов В.А. Определение повреждений упругих систем путем математической обработки частотных спектров полученных из эксперимента // Изв. РАН. Механика твердого тела. 2000. №6. С. 155-160.
5. Постнов В.А. Использование методов регуляризации Тихонова для решения задач идентификации упругих систем // Механика твердого тела. 2010. №1. с. 64-71.
6. Акопьян В.А., Черпаков А.В., Соловьев А.Н., Кабельков А.Н., Шевцов С.Н. Аналитический и конечно-элементный анализ параметров колебаний в стержне с повреждением // Изв. Вузов “Северо-Кавказский регион техн. науки”. 2010, №5, с. 21-28.
7. Akopyan V., Soloviev A. and Cherpakov A. Parameter Estimation of Pre-Destruction State of the Steel Frame Construction Using Vibrodiagnostic Methods. // Mechanical Vibrations: Types,Testing and Analysis. Nova Science Publishers,Inc.Edit. A.L.Galloway. Chapter 4. pp.147-161. 2010. N-Y. ISBN: 978-1-61668-217-0.
8. Moradi S., Razi P., Fatahi L. On the application of bees algorithm to the problem of crack detection of beam-type structures // Computers and Structures t. 89. 2011, pp. 2169–2175.
9. Krasnoshchekov A.A., Sobol B.V., Solov’ev A.N., Cherpakov A.V. Identification of Crack Like Defects in Elastic Structural Elements on the Basis of Evolution Algorithms // ISSN 1061_8309, Russian Journal of Nondestructive Testing, 2011, v. 47, No. 6, pp. 412–419.
10. Черпаков А.В., Акопьян В.А., Рожков Е.В., Соловьев А.Н. Идентификация параметров поврежденности в упругом стержне с использованием конечно-элементного и экспериментального анализа мод изгибных колебаний // Вестник ДГТУ. 2011. №3. С.312-318.
11. Wong C.N., Huang H-Z., Xiang J. at al. Perturbed eigenvalue problem with Davidon-Fletcher-Powell quasi-Newton approach for damage detection of fixed-fixed beam // Mathematic and mechanic of solid. 2011, v. 16 (2), pp. 228-247.
12. Ваньков Ю.В., Казаков Р.Б., Яковлева Э.Р. Собственные частоты изделия как информативный признак наличия дефектов [Электронный ресурс] // Техническая акустика. – Электрон. журн. – 2003. – 5. Режим доступа: http://www.ejta.org, свободный.
13. Акопьян В.А., Черпаков А.В., Рожков Е.В., Соловьев А.Н. Интегральный диагностический признак идентификации повреждений в элементах стержневых конструкций // Контроль. Диагностика. 2012. № 7, С. 50-56.
14. Акопьян В.А., Соловьев А.Н., Черпаков А.В., Шевцов С.Н. О деформационном признаке идентификации повреждений, основанном на анализе форм собственных колебаний кантилевера с надрезом // Дефектоскопия. 2013 (принято в печать).

		Александр Владимирович Черпаков - м.н.с. НИИ механики и прикладной математики им. И.И. Воровича, Южного Федерального Университета. e-mail: alex837(at)yandex.ru
		Владимир Акопович Акопьян - ведущий научный сотрудник НИИ механики и прикладной математики им. И.И. Воровича, Южного Федерального Университета, к.т.н. e-mail: akop(at)math.rsu.ru
		Аркадий Николаевич Соловьев - заведующий кафедрой Донского Государственного Технического Университета, профессор кафедры математического моделирования Южного Федерального Университета, д.ф.-м.н. e-mail: solovievarc(at)gmail.com