stringtranslate.com

Лазерная допплеровская виброметрия с непрерывным сканированием

Экспериментальная установка для теста CSLDV
Экспериментальная установка для теста CSLDV

Лазерная доплеровская виброметрия с непрерывным сканированием ( CSLDV ) — это метод использования лазерного доплеровского виброметра (LDV), в котором лазерный луч перемещается по поверхности испытуемого объекта для захвата движения поверхности во многих точках одновременно. Это отличается от сканирующей лазерной виброметрии (SLDV), в которой лазерный луч удерживается в фиксированной точке во время каждого измерения и быстро перемещается в новое положение перед получением следующего измерения.

Преимущества и недостатки

CSLDV может позволить захватывать формы колебаний конструкции с высоким разрешением гораздо быстрее, чем это было бы возможно с SLDV. Allen & Sracic [1] показывают результаты, где измерения были получены с CSLDV за сотую часть времени, которое потребовалось бы для LDV. Allen & Aguilar [2] постулировали, что дополнительная информация, доступная с CSLDV, может предоставить важную информацию при проверке структурных динамических моделей. CSLDV также делает тестирование с помощью инструментированного молотка практичным с LDV, и некоторые предполагают, что CSLDV может быть полезен в случаях, когда невозможно воссоздать входные силы, такие как взрывные нагрузки.

Основным недостатком CSLDV является дополнительный шум лазерных спеклов , который возникает, если пятно лазера сканирует структуру слишком быстро. Шум спеклов вызывается микромасштабными неровностями на поверхности, которые изменяют картину интенсивности лазерного света, принимаемого LDV при сканировании поверхности. Аналогичные проблемы возникают при применении LDV к вращающимся валам, например, коленчатым. Шум спеклов трудно предсказать, в зависимости от свойств поверхности, геометрии структуры и положения LDV, [3] , поэтому необходимы дальнейшие исследования для установления пределов CSLDV.

История

Шрирам и др. [4], по-видимому, были первыми, кто опубликовал информацию о CSLDV, хотя они изучали его всего несколько лет и прекратили исследования. Большинство последующих достижений в этой области возникло в группе из Имперского колледжа в Лондоне, состоящей из Стэнбриджа, Эвинса, Мартарелли и Ди Майо, [5] [6] [7] [8], которые и придумали термин «CSLDV».

Исследовательская группа Аллена в Университете Висконсин-Мэдисон начала работу в этой области в 2006 году и опубликовала первый алгоритм CSLDV, работающий только с выходными данными [9] , а также распространила методологию гармонической передаточной функции, разработанную Уэрли и Холлом, на измерения CSLDV. [10]

Приложение

Исследовательская группа Чжу в Мэрилендском университете округа Балтимор применила CSLDV для обнаружения структурных повреждений и разработала методологию идентификации повреждений для балок, которая использует демодуляцию и полиномиальные методы. [11]

Ссылки

  1. ^ Аллен, М.С.; Срачич, М.В. (2010). «Новый метод обработки измерений доплеровского виброметра с непрерывным сканированием и ударным возбуждением». Механические системы и обработка сигналов . 24 (3): 721–735. Bibcode : 2010MSSP...24..721A. doi : 10.1016/j.ymssp.2009.11.004.
  2. ^ М. С. Аллен и Д. М. Агилар, «Проверка модели болтовой балки с использованием пространственно детализированных форм мод, измеренных с помощью лазерной доплеровской виброметрии с непрерывным сканированием», на 50-й конференции AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC по конструкциям, динамике конструкций и материалам, Палм-Спрингс, Калифорния, 2009 г.
  3. ^ Ротберг, С. (2006). «Численное моделирование спекл-шума в лазерной виброметрии». Прикладная оптика . 45 (19): 4523–33. Bibcode : 2006ApOpt..45.4523R. doi : 10.1364/ao.45.004523. PMID  16799660.
  4. ^ Шрирам, П.; Крейг, Дж.И.; Ханагуд, С. (1990). «Сканирующий лазерный доплеровский виброметр для модального тестирования». Международный журнал аналитического и экспериментального модального анализа . 5 : 155–167. Bibcode : 1990IJAEM...5..155S.
  5. ^ Stanbridge, AB; Ewins, DJ (1999). «Модальное тестирование с использованием сканирующего лазерного доплеровского виброметра». Механические системы и обработка сигналов . 13 (2): 255–70. Bibcode :1999MSSP...13..255S. CiteSeerX 10.1.1.18.6355 . doi :10.1006/mssp.1998.1209. 
  6. ^ Р. Рибикини, Д. Ди Майо, А. Б. Стэнбридж и Д. Дж. Эвинс, «Испытание на удар с помощью непрерывно сканирующего LDV», 26-я Международная конференция по модальному анализу (IMAC XXVI), Орландо, Флорида, 2008 г.
  7. ^ М. Мартарелли, «Использование лазерного сканирующего оборудования для измерения вибрации», в Имперском колледже науки, технологий и медицины. том. Доктор философии Лондон: Имперский колледж, 2001.
  8. ^ Мартарелли, М.; Эвинс, ДЖ. (2006). «Непрерывная сканирующая лазерная доплеровская виброметрия и возникновение спекл-шума». Механические системы и обработка сигналов . 20 (8): 2277–89. Bibcode : 2006MSSP...20.2277M. doi : 10.1016/j.ymssp.2005.06.003.
  9. ^ Yang, S.; Allen, MS (2012). «Модальный анализ только выходных данных с использованием непрерывной лазерной доплеровской виброметрии и применение к ветровой турбине мощностью 20 кВт» (PDF) . Механические системы и обработка сигналов . 31 : 228–245. Bibcode : 2012MSSP...31..228Y. doi : 10.1016/j.ymssp.2012.04.012.
  10. ^ Янг, С.; Аллен, М.С. (2014). «Гармоническая передаточная функция для измерения поступательных и вращательных скоростей с помощью лазерной доплеровской виброметрии с непрерывным сканированием». Журнал вибрации и акустики . 136 (2): 021025. doi :10.1115/1.4026350.
  11. ^ Чэнь, Да-Мин; Сюй, YF; Чжу, WD (2016). «Идентификация повреждений балок с использованием непрерывно сканирующей лазерной доплеровской виброметрической системы». Журнал вибрации и акустики . 138 (5): 051011. doi : 10.1115/1.4033639 .

Внешние ссылки

Видео по ссылке ниже иллюстрирует процесс и некоторые возможные шаблоны сканирования.