| Περίληψη: | Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η ανίχνευση βλαβών μέσω ταλαντωτικών σημάτων σε δοκό από σύνθετα υλικά υπό αβεβαιότητες που οφείλονται σε μεταβολές στις συνοριακές συνθήκες της δοκού και την περιβαλλοντική θερμοκρασία, οι οποίες μπορεί να είναι τόσο σημαντικές ώστε να επικαλύπτουν τις μεταβολές στη δυναμική της κατασκευής λόγω βλάβης. Το πρόβλημα προσεγγίζεται υπό δύο μεθοδολογίες Πολλαπλών Μοντέλων (Multiple Models-MM) Αυτοπαλινδρόμησης με Εξωγενή είσοδο (AutoRegressive with eXogenous excitation-ARX). Η πρώτη βασίζεται σε εκτίμηση μοντέλων Μέγιστης Πιθανοφάνειας (Maximum Likelihood-ML) και η δεύτερη προσεγγίζει το πρόβλημα υπό μία Μπεϋζιανή (Bayesian) οπτική. Λόγω των παραπάνω χαρακτηριστικών οι μεθοδολογίες αναφέρονται ως MM-ARX-ML και MM-ARX-Β.
Οι μεθοδολογίες βασίζονται στην κατάλληλη αναπαράσταση της υγιής κατάστασης της δοκού υπό τις διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας δημιουργώντας έναν «υγιή χώρο» από τις παραμέτρους των MM (φάση εκπαίδευσης). Έπειτα διερευνάται αν η τρέχουσα κατάσταση της δοκού ανήκει στον «υγιή χώρο» ή αν υπάρχει βλάβη (φάση ελέγχου).
Πολυάριθμα εργαστηριακά πειράματα αναπτύσσονται όπου η δοκός είναι πακτωμένη στο ένα της άκρο, ενώ στο ελεύθερο άκρο της ασκείται δύναμη διέγερσης λευκού θορύβου μέσω ενός ηλεκτρομαγνητικού διεγέρτη. Η πειραματική εγκατάσταση βρίσκεται εντός ψυκτικού θαλάμου με δυνατότητα μεταβολής της θερμοκρασίας σε εύρος [0 – 28] °C, ενώ η ροπή πρόσδεσης στην πάκτωση μεταβάλλεται μεταξύ 1 και 4 Nm. Για τη δημιουργία τεχνητών βλαβών χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικές μάζες πολύ μικρού μεγέθους ως προς τη δοκό, οι οποίες τοποθετούνται ξεχωριστά στη δοκό δημιουργώντας έτσι δύο διαφορετικά σενάρια βλάβης. Επιπρόσθετη τεχνητή αβεβαιότητα, αποδιδόμενη σε κατασκευαστικές διαφορές μεταξύ ονομαστικά όμοιων δοκών, προστίθεται με τη χρήση κολλητικής ταινίας.
Τα αποτελέσματα της εργασίας παρουσιάζονται βάσει της θεωρίας των δύο μεθοδολογιών. Έπειτα γίνεται διερεύνηση της απόδοσης των μεθοδολογιών κατά την ανίχνευση των τεχνητών βλαβών, η οποία παρουσιάζεται και συγκρίνεται μέσω καμπυλών ROC (Receiver Operating Characteristic) και γραφημάτων διασκόρπισης (scatter plots). Τέλος, ελέγχεται η ευρωστία της μεθόδου MM-ARX-ML σε σχέση με την τάξη των πολλαπλών μοντέλων και των μοντέλων που αναπαριστούν την υγιή κατάσταση της δοκού και σχολιάζεται η υπολογιστική πολυπλοκότητα των δύο μεθόδων κατά την πρακτική εφαρμογή υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας.
|
|---|
