< Terug naar vorige pagina

Project

Evaluatie van structuren op basis van operationele modale analyse met dynamische rekmetingen

Trillingsgebaseerde monitoring (E: Vibration-Based Monitoring, VBM) is een niet-destructieve methode voor structurele schade-identificatie en conditiebeoordeling. De belangrijkste uitdaging bij VBM is om structurele eigenschappen te identificeren die zo gevoelig mogelijk zijn voor schade en tegelijkertijd zo ongevoelig mogelijk voor meetruis, belastingsgevallen en omgevingsfactoren zoals temperatuurschommelingen. Schade verandert de structurele stijfheid, massa of demping, die  rechtstreeks gerelateerd zijn aan de modale karakteristieken van de structuur. VBM heeft tot doel veranderingen in modale karakteristieken die rechtstreeks gerelateerd zijn aan schade te identificeren. Eigenfrequenties en modevormen van de verplaatsingen zijn waarschijnlijk de meest gebruikte modale karakteristieken voor schade-identificatie. Ze kunnen echter een lage gevoeligheid voor bepaalde soorten schade vertonen, terwijl de gevoeligheid van eigenfrequenties voor  omgevingsinvloeden voldoende hoog kan zijn om het effect van zelfs ernstige schade volledig te verbergen. Modale rekken zijn een veelbelovend alternatief voor schade-identificatie, omdat ze gevoeliger zijn voor lokale schade. Het gebruik van modale rekken voor VBM-toepassingen wordt in deze thesis onderzocht. Er zijn twee methodes voor nauwkeurige metingen van dynamische sub-microrekken ontwikkeld om de moeilijkheden aan te pakken die huidige meettechnieken ondervinden bij het  vastleggen van de lage rekniveaus die optreden op structuren tijdens omgevings- of operationele excitatie. Fiber-optic Bragg gratings (FBG) worden gebruikt om de dynamische rekken te meten, die vervolgens worden aangewend in een modale analyse om de modale rekken van de geteste structuren te verkrijgen. Beide methoden vertonen een zeer hoge nauwkeurigheid in modale rekidentificatie in het laboratorium en in situ. De schadedetectie- en lokalisatiecapaciteiten van modale rekken en van rechtstreeks gerelateerde grootheden, zoals de positie van de neutrale as, worden onderzocht met operationele modale analyses op voorgespannen betonnen balken die onderworpen worden aan progressieve schadetesten. Het is  aangetoond dat de scheuren die door de progressieve schadetesten in de balken worden geïnduceerd, een duidelijke en lokale invloed hebben op de modevormen van de rekken en de positie van de neutrale as, zelfs bij lage schadeniveaus. Grondige experimentele onderzoeken zijn uitgevoerd in het laboratorium en op twee spoorbruggen om de invloed van temperatuur op modale rekken te identificeren. Hieruit blijkt dat de temperatuurveranderingen geen meetbare invloed hebben op de modale
rekken en de positie van de neutrale as.

Datum:27 jul 2015  →  12 feb 2020
Trefwoorden:modal strains, operational modal analysis, structural health monitoring
Disciplines:Mechanica, Bouwkunde en gebouwentechnologie, Bouwkunde en constructietechnologie, Aardbevingsengineering, Geotechnische en omgevingsingenieurswetenschappen, Waterbouwkunde, Windtechnologie
Project type:PhD project