Structure’s damage detection supported by contact and contact-less global methods

The paper briefly describes two Structural Health Monitoring (SHM) systems applied for damage detection in civil engineering structures: the vision-based system for in-plane measurement of a structure's displacement fields, and vibration-based SHM system with modal filter as a core component. In vision-based system, the deflection curve is obtained as a result of analysis of two images of the construction: the reference one and the one acquired after application of the load. A modal filter is also an excellent indicator of damage detection, with such advantages as low computational effort, ease of automation and low sensitivity to environmental changes. To apply this method in a real SHM system, the measuring diagnostic unit has been designed and built. The system installed on the test stand consisted of a network of a sensors, needed by modal filtration system, placed in selected area of the structure. Additionally a linear transducer for measurement of deformation of the lower beam of the structure under investigation was used. The paper shows the results of their laboratory tests on truss structure. The experimental results obtained by both systems were compared.

Artykuł opisuje dwa systemy monitorujące stan konstrukcji (SHM) wykorzystane do wykrywania uszkodzeń konstrukcji inżynierii lądowej: system wizyjny przeznaczony do dwuwymiarowych pomiarów pól przemieszczeń konstrukcji, oraz system oparty na filtracji modalnej. W systemie wizyjnym krzywa odkształcenia uzyskiwana jest w wyniku analizy dwóch zdjęć obiektu: obrazu odniesienia oraz zdjęcia obiektu obciążonego. Filtr modalny jest doskonałym wskaźnikiem detekcji uszkodzeń. Jego zaletą są niskie wymagania obliczeniowe, łatwość automatyzacji oraz mała wrażliwość na zmiany środowiskowe. Metoda ta została opisana i przetestowana numerycznie przez autorów. Aby zastosować ją w rzeczywistym systemie SHM zaprojektowano specjalny moduł diagnostyczno - pomiarowy. System zainstalowany na stanowisku składał się z grupy czujników wymaganych przez system filtracji modalnej umieszczonych w wybranym obszarze obiektu. Ponadto wykorzystano czujnik LVDT do pomiaru odkształcenia liniowego dolnej belki. Systemy zostały przetestowane na rzeczywistych konstrukcjach. Artykuł przedstawia wyniki testów laboratoryjnych na laboratoryjnej konstrukcji ramowej. Wyniki eksperymentu uzyskane za pomocą obu systemów zostały ze sobą porównane.