О возможности раннего диагноза состояния стержневых конструкций с применением сегнетоэлектрических датчиков динамической деформации

  • Есипов Ю.В. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Россия
  • Мухортов В.М. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Россия
  • Калинчук В.В. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Россия
  • Анджикович И.Е. НИИ механики и прикладной математики им. И.И. Воровича Южного федерального университета, Ростов-на-Дону, Россия
УДК: 620.1.08:53.08:629.12

Аннотация

Путем построения Фурье-образа линейных и нелинейных деформационных откликов на серийные ударные воздействия и сравнения фазовых диаграмм деформационного поведения неповрежденной и поврежденной вертикально подвешенной физической модели периодической сварной стержневой конструкции установлены признаки определения её состояния (без дефекта или с дефектом). Полученные результаты подтверждают возможность раннего диагноза состояния сложных конструкций на основе способа серийного ударного тестирования и выявления линейных высокодобротных и нелинейных областей динамической деформации, временные зависимости которой регистрировали с помощью трёх тонкопленочных сегнетоэлектрических датчиков, установленных в различных точках модельной конструкции.

Ключевые слова: сложные конструкции, ударное тестирование, устойчивость, деформационные колебания, нелинейная динамика, сегнетоэлектрические датчики, структурный мониторинг

Информация об авторах

Юрий Вениаминович Есипов
д-р техн. наук, заведующий лабораторией динамики неоднородных структур Южного научного центра РАН
e-mail: yu-yesipov5@yandex.ru
Владимир Михайлович Мухортов
д-р физ.-мат. наук, заведующий лабораторией динамики неоднородных структур Южного научного центра РАН
e-mail: muhortov@rambler.ru
Валерий Владимирович Калинчук
д-р физ.-мат. наук, заведующий лабораторией динамики неоднородных структур Южного научного центра РАН
e-mail: kalin@ssc-ras.ru
Игорь Евгеньевич Анджикович
канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник НИИ механики и прикладной математики им. И.И. Воровича Южного федерального университета
e-mail: ocean_8@mail.ru

Литература

  1. Nonlinear System Identification for Damage Detection. Charles R. Farrar a.o. / Los Alamos National Lab. Contract DE-AC52-06NA25396. Nov. 2007.
  2. Nichols J.M., Todd M.D., Seaver M., Virgin L.N. Use of chaotic excitation and attractor property analysis in structural health monitoring // Phys. Rev. E. 2003. Vol. 67. P. 16-29.
  3. Virgin L.N., Plaut R.H. Use of frequency data to predict secondary bifurcation // Journal of Sound and Vibration. 2002. Vol. 51. P. 919-926.
  4. Есипов Ю.В., Мухортов В.М. Экспериментальное исследование критериев устойчивости сложной конструкции // Современные проблемы механики сплошной среды: Труды 11 междунар. конф. (Ростов-на-Дону, 1-3 декабря 2007 г.) Ростов-н/Д: ЮФУ. НИИ ПиПМ им. И.И. Воровича, 2007. Вып. 11, Ч. 1. C. 23-27.
  5. Томпсон Дж.М.Т. Неустойчивости и катастрофы в науке и технике: Пер. с англ. М.: Мир, 1985. 254 с.
  6. Nichols J.M., Todd M.D., Virgin L.N. Structural health monitoring through chaotic interrogation // Mechanica. 2003. Vol. 38. P. 239-250.
  7. Кузнецов С.П. Динамический хаос. М.: Физматлит, 2001. 296 с.
  8. Бондарь В.Д. Метод независимых напряжений в нелинейной антиплоской деформации // Прикладная механика и техническая физика. 2003. №2. С. 152-165.
  9. Вассерман И.Н., Шардаков И.Н. Постановка и решение упругих динамических задач для стержневых систем с граничными условиями, описываемыми многозначными соотношениями // Прикладная механика и техническая физика. 2003. №3. С. 124-135.
  10. Есипов Ю.В., Мухортов В.М., Калинчук В.В. Испытательная установка для анализа деформации моделей трехмерных конструкций // Измерительная техника. 2008. №10. С. 15-24.
  11. Есипов Ю.В., Мухортов В.М., Калинчук В.В. Мониторинг напряженного состояния стержневых конструкций с использованием сегнетоэлектрических наноразмерных датчиков // Проблемы нелинейной механики деформируемого твердого тела: Труды Всеросс. конф. (Пермь, 12-16 октября 2008). г. Пермь.: Институт механики сплошных сред УрО РАН, 2008. Вып. 11. С. 43.
  12. Есипов Ю.В., Мухортов В.М. Интегральные датчики динамической деформации на основе тонких сегнетоэлектрических пленок для мониторинга сложных механических систем // ЖТФ. 2009. Т. 51. №1. С. 78-81.
  13. Головко Ю.И., Бирюков С.В., Масычев С.И., Мухортов В.М., Маматов А.А., Зеленчук П.А. Гетероструктуры на основе наноразмерных сегнетоэлектрических пленок: получение, свойства и применение // Нанотехника. 2007. Т. 3. №11. С. 59-72.
  14. Бирюков С.В., Мухортов В.М., Мухортов В.М. Новый датчик динамической деформации на основе тонких пьезоэлектрических пленок, полученных ионно-плазменным напылением // Мир измерений. 2007. №7. С. 45-61.

Финансирование

Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (09-08-00437а, 08-08-00917-а и проекта 2010-1.3.1-222-007-015).

Выпуск
Страницы
29-35
Прислано
2010-12-20
Опубликовано
2010-12-27

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>