Сучасні технології моніторингу напружено-деформованого стану конструкцій
DOI:
https://doi.org/10.20535/0203-3771492025334120Анотація
Автоматизовані системи моніторингу технічного стану конструкцій набули поширення в галузях, де забезпечення експлуатаційної надійності є критично важливим. Контроль напружено-деформованого стану (НДС) дозволяє своєчасно виявляти відхилення у роботі конструктивних елементів та прогнозувати їх подальший стан. Проблематика полягає у складності розробки та впровадження таких систем у навчальному процесі й прикладних дослідженнях унаслідок високих вимог до технічного рівня компонентів і методів обробки даних. Метою роботи є узагальнення сучасних підходів до побудови автоматизованих систем моніторингу НДС, що ґрунтуються на тензометричних і оптичних принципах вимірювання. У межах огляду проаналізовано типові архітектури систем моніторингу, наведено класифікацію, охарактеризовано сенсорні елементи, засоби збору й обробки сигналів, а також способи реєстрації та інтерпретації результатів вимірювання. У результаті визначено загальні риси сучасних підходів, окреслено можливості їх адаптації до навчальних та дослідницьких задач, а також сформовано основу для подальших прикладних розробок у сфері діагностики технічного стану конструкцій.
Посилання
K. Hoffmann, An Introduction to Measurements using Strain Gages. Hot-tinger Baldwin Messtechnik GmbH, Darmstadt, 1989. [Online]. Available: http://elektron.pol.lublin.pl/users/elekp/MNEQ_english/Hoffmann_An_Introduction_to_Measurements_using_Strain_Gages.pdf
B. López-Castro, A. G. Haro-Baez, D. Arcos-Aviles, M. Barreno-Riera, and B. Landázuri-Avilés, "A Systematic Review of Structural Health Monitoring Systems: Architecture, Data Processing, and Visualization," Sensors, vol. 22, no. 23, p. 9206, 2022. [Online]. Available: https://www.mdpi.com/1424-8220/22/23/9206
G. Psuj and B. Szymanik, "Structural Health Monitoring: Latest Applications and Data Analysis," Applied Sciences, vol. 13, no. 13, p. 7617, 2023. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/app13137617
S. Vanlanduit, M. Sorgente, A. R. Zadeh, A. Güemes, and N. Faisal, "Strain Monitoring," in Structural Health Monitoring: Damage Detection Systems for Aerospace, M. G. R. Sause and E. Jasiūnienė, Eds. Springer, 2021, pp. 219–241. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/978-3-030-72192-3_8
L. V. Kuzmych, "Synthesis of Measurement Method of Stressed — De-formed Condition of Complex Structures," Metrology and Instruments, no. 3(77), pp. 12–18, 2019. DOI: 10.33955/2307-2180(3)2019.12-18. https://nure.ua/wp-content/uploads/2019/Scinetific_editions/mp-3-2019.pdf
B. Chen, J. Yang, A. Li, M. Zhang, J. Li, and Z. Wang, "Strain Measurement Technology and Precision Calibration Experiment Based on Flexible Sensing Fiber," Sensors, vol. 24, no. 12, p. 3811, 2024. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/s24123811
A. L. Silva, M. Varanis, A. G. Mereles, C. Oliveira, and J. M. Balthazar, "A Study of Strain and Deformation Measurement Using the Arduino Microcontroller and Strain Gauges Devices," Revista Brasileira de Ensino de Física, vol. 41, no. 3, p. e20180206, 2019. [Online]. Available: https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2018-0206
"Experimental investigation of strain sensitivity for surface bonded fibre optic sensors," Sensors and Actuators A: Physical, 2020. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.111833
X. Zhao, Y. Li, Z. Yun, and W. Zhang, "Investigation on flight load calibra-tion of aircraft composite wing based on strain gauge measurement," Theo-retical and Applied Mechanics Letters, vol. 14, no. 5, p. 100540, 2024. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.taml.2024.100540
C. R. Farrar and K. Worden, Structural Health Monitoring: A Machine Learning Perspective. Wiley, 2012. [Online]. Available: https://doi.org/10.1002/9781118443118
M. O. Kaman, M. A. Yilmaz, G. Aytimur, E. Altin, and S. Erdem, "Structural Health Monitoring by Using Fiber Optic Sensors in Composite Materials," Proceedings of the International Conference on Advances in Composite Materials, 2022. [Online]. Available: https://www.researchgate.net/publication/364168532_Structural_Health_Monitoring_by_Using_Fiber_Optic_Sensors_in_Composite_Materials
T. H. Loutas and V. Kostopoulos, "Health Monitoring of Aerospace Struc-tures Using Fibre Bragg Gratings Combined with Advanced Signal Pro-cessing and Pattern Recognition Techniques," Strain, vol. 47, no. s1, pp. e234–e244, 2011. [Online]. Available: https://doi.org/10.1111/j.1475-1305.2011.00820.xWiley Online Library+2
A. Rytter, Vibration Based Inspection of Civil Engineering Structures. De-partment of Building Technology and Structural Engineering, Aalborg Uni-versity, Denmark, 1993. [Online]. Available: https://core.ac.uk/download/pdf/60434156.pdf.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
