Επακριβής χωροθέτηση βλάβης σε σκελετό δεξαμενοπλοίου υπό κλίμακα με την μέθοδο στοχαστικών συναρτησιακών μοντέλων : διαφορετικές τακτικές εκπαίδευσης με μετρήσεις ταλάντωσης δια επαφής και απομακρυσμένα

• Κύριος συγγραφέας: Νομικός, Νικόλαος
• Άλλοι συγγραφείς: Σακελλαρίου, Ιωάννης
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2020
• Θέματα: Χωροθέτηση βλαβών; Σκελετός πλοίου υπό κλίμακα; Μέθοδος συναρτησιακών στοχαστικών μοντέλων; Επιταχυνσιόμετρο; Λέιζερ; Damage localization; Hull of ship in scale; Functional model based methods; Accelometer; Laser

H παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην επακριβή χωροθέτηση βλάβης σε σκελετό δεξαμενόπλοιου υπό κλίμακα χρησιμοποιώντας χρονοσειρές ταλάντωσης ταχύτητας ή επιτάχυνσης και προηγμένη μέθοδο που βασίζεται είτε σε βαθμωτά είτε σε διανυσματικά στοχαστικά Συναρτησιακά Μοντέλα Αυτοπαλινδρόμησης Σώρευσης δεδομένων με εξωγενή διέγερση (Vector Functional Pooled AutoRegressive with eXogenous excitation, (V)FP-ARX models). Η μέτρηση της επιτάχυνσης πραγματοποιείται με ένα επιταχυνσιόμετρο δια επαφής, ενώ της ταχύτητας μέσω δέσμης laser μονού σημείου. Υλοποιούνται 52 σενάρια βλάβης μέσω αφαίρεσης συνδετικών κοχλιών που βρίσκονται σε διαφορετικές θέσεις στον σκελετό του δεξαμενόπλοιου για τα οποία πραγματοποιούνται 1560 πειράματα, ενώ 50 επιπλέον πειράματα πραγματοποιούνται με την υγιή κατασκευή. Η χωροθέτηση των βλαβών πραγματοποιείται μέσω της μεθόδου Συναρτησιακών Μοντέλων, η οποία εκπαιδεύεται με διαφορετικές στρατηγικές χρησιμοποιώντας βαθμωτά συναρτησιακά μοντέλα FP-ARX και περιορισμένο αριθμό σημάτων ταλάντωσης (επιταχύνσης ή ταχύτητας), όπως και διανυσματικά μοντέλα VFP-ARX και μεγαλύτερο αριθμό μετρήσεων. Επιδιώκεται δηλαδή η διερεύνηση της απόδοσης της μεθοδολογίας κατά τη χωροθέτηση των βλαβών μέσω διαφορετικών τακτικών εκπαίδευσης αλλά και διαφορετικών τύπων σημάτων ταλάντωσης. Επιπρόσθετα, διερευνάται σε κάθε περίπτωση και η περαιτέρω μείωση των πειραμάτων εκπαίδευσης. Έτσι, πραγματοποιούνται συνολικά 8 διαφορετικές εκπαιδεύσεις για την εκδοχή της μεθόδου με μοντέλα FP-ARX και 4 με διανυσματικά μοντέλα VFP-ARX. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν παρουσιάζουν μέσο σφάλμα χωροθέτησης της βλάβης που κυμαίνεται από 6-10cm για την εκδοχή με τα μοντέλα FP-ARX και 1-4cm για την εκδοχή με μοντέλα VFP-ARX επισημαίνοντας ότι τα σφάλματα αυτά είναι μικρότερα της απόστασης μεταξύ δύο διαδοχικών βλαβών (κοχλιών). Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της εργασίας υποδεικνύουν ότι η εκδοχή των βαθμωτών μοντέλων μπορεί με κατάλληλη εκπαίδευση να χρησιμοποιηθεί για μια υπολογιστικά ταχύτατη χωροθέτηση βλάβης χωρίς την ανάγκη πληθώρας δεδομένων για την εκπαίδευση της, ενώ η εκδοχή των διανυσματικών μοντέλων για σημαντικά αυξημένη ακρίβεια χωροθέτησης με κόστος την αυξημένη υπολογιστική ισχύ και τον μεγαλύτερο αριθμό δεδομένων που απαιτούνται κατά την εκπαίδευση της. Τέλος, όσο αφορά τους δύο τύπους αισθητηρίων μέτρηση σημάτων ταλάντωσης, οδηγούν εξίσου σε επακριβή χωροθέτηση βλαβών με το επιταχυνσιόμετρο να πετυχαίνει μεγαλύτερη ομοιογένεια αποτελεσμάτων, ενώ το laser να καταφέρνει μεμονωμένα καλύτερες εκτιμήσεις με βάση το μέσο σφάλμα των διαφορετικών τακτικών εκπαίδευσης αν και μετράει την ταλαντωτική ταχύτητα μακριά από την περιοχή της κατασκευής όπου υπεισέρχεται βλάβη.