Παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με μη γραμμική συμπεριφορά βάσει στοχαστικών σημάτων ταλαντώσεων και στατιστικών μεθόδων εφαρμοσμένων σε μοντέλα NARX
Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με εν γένει μη γραμμική συμπεριφορά, βάσει τυχαίων σημάτων ταλαντώσεων και παραμετρικών στατιστικών μεθόδων χρονοσειρών εφαρμοσμένων για πρώτη φορά σε μη γραμμικά μοντέλα Αυτοπαλινδρόμησης με Εξωγενή δι...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13407 |
| id |
nemertes-10889-13407 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-134072022-09-05T20:12:28Z Παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με μη γραμμική συμπεριφορά βάσει στοχαστικών σημάτων ταλαντώσεων και στατιστικών μεθόδων εφαρμοσμένων σε μοντέλα NARX Structural health monitoring of a laboratory truss structure with nonlinear behavior via stochastic vibration signals and statistical methods applied on NARX models Σαραμαντάς, Ιωάννης Σακελλαρίου, Ιωάννης Σακελλαρίου, Ιωάννης Φασόης, Σπήλιος Νικολακόπουλος, Παντελής Saramantas, Ioannis Δομική ακεραιότητα χωρικού δικτυώματος Ταλαντώσεις Χρονοσειρές NARX Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με εν γένει μη γραμμική συμπεριφορά, βάσει τυχαίων σημάτων ταλαντώσεων και παραμετρικών στατιστικών μεθόδων χρονοσειρών εφαρμοσμένων για πρώτη φορά σε μη γραμμικά μοντέλα Αυτοπαλινδρόμησης με Εξωγενή διέγερση ( Nonlinear AutoRegressive with eXogenous excitation , NARX ). Η πειραματική διάταξη περιλαμβάνει ένα χωρικό δικτύωμα του οποίου τα στοιχεία συγκρατούνται μέσω κοχλιωτών συνδέσεων και το ο ποίο διεγείρεται από ηλεκτρομαγνητικό διεγέρτη, ενώ πραγματοποιείται μέτρηση της ταλαντωτικής επιτάχυνσης σε τρία διαφορετικά σημεία. Επίσης, οι βλάβες που μελετώνται, υλοποιούνται με την αφαίρεση κάποιου εκ των κοχλιών σύνδεσης. Αρχικά διερευνάται η δυν αμική συμπεριφορά της υγιούς κατασκευής μέσω μη παραμετρικής ανάλυσης των μετρούμενων αποκρίσεων, χρησιμοποιώντας διεγέρσεις διαφορετικού συχνοτικού περιεχομένου και τον μετασχηματισμό Fo urier Fast Fourier Tra nsform ). Τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης υποδεικνύουν μη γραμμική συμπεριφορά της κατασκευής. Λόγω αυτού του γεγονότος, για την δυναμική αναγνώριση της κατασκευής χρησιμοποιούνται μο ντέλα μίας εισόδου μίας εξόδου Single Input Single Output ) NARX Στην συνέχεια, για την ανίχνευση και αναγνώριση του τύπου βλαβών εφαρμόζονται οι βασικές στατιστικές μέθοδοι χρονοσειρών που βασίζονται στις παραμέτρους και στα υπόλοιπα (διασπορά και λευκότητα) του μοντέλου NARX . Για λόγους σύγκρισ ης οι ίδιες μέθοδοι εφαρμόζονται και σε γραμμικό παραμετρικό μοντέλο ARX από όπου συμπεραίνεται ότι λόγω της ασθενού ς μη γραμμικής συμπεριφοράς της κατασκευής, η διάγνωση βλαβών(ανίχνευση και εντοπισμός θέσης) είναι εξαιρετική και με τους δύο τύπους μοντέλων. The current study focuses on Structural Health Monitoring of a laboratory truss structure, with inherent nonlinear behavior, based on random vibration signals and parametric Statistical Time Series Methods applied for first time on Nonlinear AutoReggressive with eXogenous excitation, NARX, models. The experimental set-up consists of an aluminum truss with bolt connected elements, which is excited via an electromagnetic shaker, while vibration acceleration signals are measured at three different points. Each considered damage scenario is carried out with the removal of a single bolt at various joints. Initially, the dynamics of the structure under its healthy state is explored through non-parametric analysis of measured responses using excitations of different frequency content and Fast Fourier Transform (FFT). The results of this analysis indicate non-linear behavior of the structure. Based on this, the dynamic identification of the structure, is achieved using SISO (Single Input-Single Output) NARX models. In the following, damage detection and classification are accomplished with the use of statistical time series methods, which employ the NARX model parameters and residuals sequence (variance and whiteness). For comparison purposes the same methods are applied using a linear parametric ARX model from which it is concluded that flawless damage diagnosis (detection and classification) may be achieved to the truss based on either of the two models due to the truss weak nonlinear dynamic behavior. 2020-03-25T22:06:54Z 2020-03-25T22:06:54Z 2020-03 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13407 gr 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Δομική ακεραιότητα χωρικού δικτυώματος Ταλαντώσεις Χρονοσειρές NARX |
| spellingShingle |
Δομική ακεραιότητα χωρικού δικτυώματος Ταλαντώσεις Χρονοσειρές NARX Σαραμαντάς, Ιωάννης Παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με μη γραμμική συμπεριφορά βάσει στοχαστικών σημάτων ταλαντώσεων και στατιστικών μεθόδων εφαρμοσμένων σε μοντέλα NARX |
| description |
Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με
εν γένει μη γραμμική συμπεριφορά, βάσει τυχαίων σημάτων ταλαντώσεων και παραμετρικών στατιστικών
μεθόδων χρονοσειρών εφαρμοσμένων για πρώτη φορά σε μη γραμμικά μοντέλα Αυτοπαλινδρόμησης με Εξωγενή
διέγερση ( Nonlinear AutoRegressive with eXogenous excitation , NARX ). Η πειραματική διάταξη περιλαμβάνει ένα
χωρικό δικτύωμα του οποίου τα στοιχεία συγκρατούνται μέσω κοχλιωτών συνδέσεων και το ο ποίο διεγείρεται
από ηλεκτρομαγνητικό διεγέρτη, ενώ πραγματοποιείται μέτρηση της ταλαντωτικής επιτάχυνσης σε τρία
διαφορετικά σημεία. Επίσης, οι βλάβες που μελετώνται, υλοποιούνται με την αφαίρεση κάποιου εκ των κοχλιών
σύνδεσης.
Αρχικά διερευνάται η δυν αμική συμπεριφορά της υγιούς κατασκευής μέσω μη παραμετρικής ανάλυσης των
μετρούμενων αποκρίσεων, χρησιμοποιώντας διεγέρσεις διαφορετικού συχνοτικού περιεχομένου και τον
μετασχηματισμό Fo urier Fast Fourier Tra nsform ). Τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης υποδεικνύουν μη
γραμμική συμπεριφορά της κατασκευής. Λόγω αυτού του γεγονότος, για την δυναμική αναγνώριση της
κατασκευής χρησιμοποιούνται μο ντέλα μίας εισόδου μίας εξόδου Single Input Single Output ) NARX
Στην συνέχεια, για την ανίχνευση και αναγνώριση του τύπου βλαβών εφαρμόζονται οι βασικές στατιστικές
μέθοδοι χρονοσειρών που βασίζονται στις παραμέτρους και στα υπόλοιπα (διασπορά και λευκότητα) του
μοντέλου NARX . Για λόγους σύγκρισ ης οι ίδιες μέθοδοι εφαρμόζονται και σε γραμμικό παραμετρικό μοντέλο ARX
από όπου συμπεραίνεται ότι λόγω της ασθενού ς μη γραμμικής συμπεριφοράς της κατασκευής, η διάγνωση
βλαβών(ανίχνευση και εντοπισμός θέσης) είναι εξαιρετική και με τους δύο τύπους μοντέλων. |
| author2 |
Σακελλαρίου, Ιωάννης |
| author_facet |
Σακελλαρίου, Ιωάννης Σαραμαντάς, Ιωάννης |
| format |
Thesis |
| author |
Σαραμαντάς, Ιωάννης |
| author_sort |
Σαραμαντάς, Ιωάννης |
| title |
Παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με μη γραμμική συμπεριφορά βάσει στοχαστικών σημάτων ταλαντώσεων και στατιστικών μεθόδων εφαρμοσμένων σε μοντέλα NARX |
| title_short |
Παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με μη γραμμική συμπεριφορά βάσει στοχαστικών σημάτων ταλαντώσεων και στατιστικών μεθόδων εφαρμοσμένων σε μοντέλα NARX |
| title_full |
Παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με μη γραμμική συμπεριφορά βάσει στοχαστικών σημάτων ταλαντώσεων και στατιστικών μεθόδων εφαρμοσμένων σε μοντέλα NARX |
| title_fullStr |
Παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με μη γραμμική συμπεριφορά βάσει στοχαστικών σημάτων ταλαντώσεων και στατιστικών μεθόδων εφαρμοσμένων σε μοντέλα NARX |
| title_full_unstemmed |
Παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με μη γραμμική συμπεριφορά βάσει στοχαστικών σημάτων ταλαντώσεων και στατιστικών μεθόδων εφαρμοσμένων σε μοντέλα NARX |
| title_sort |
παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας χωρικού δικτυώματος με μη γραμμική συμπεριφορά βάσει στοχαστικών σημάτων ταλαντώσεων και στατιστικών μεθόδων εφαρμοσμένων σε μοντέλα narx |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13407 |
| work_keys_str_mv |
AT saramantasiōannēs parakolouthēsētēsdomikēsakeraiotētaschōrikoudiktyōmatosmemēgrammikēsymperiphorabaseistochastikōnsēmatōntalantōseōnkaistatistikōnmethodōnepharmosmenōnsemontelanarx AT saramantasiōannēs structuralhealthmonitoringofalaboratorytrussstructurewithnonlinearbehaviorviastochasticvibrationsignalsandstatisticalmethodsappliedonnarxmodels |
| _version_ |
1771297330744524800 |
