Optimized damage detection of steel plates from noisy impact test

Abstract

SUMMARYModel-based non-destructive evaluation proceeds measuring the response after an excitation on an accessible area of the structure. The basis for processing this information has been established in recent years as an iterative scheme that minimizes the discrepancy between this experimental measurement and sequence of measurement trials predicted by a numerical model. The unknown damage that minimizes this discrepancy by means of a cost functional is to be found. The damage location and size is quantified and sought by means of a well-conditioned parametrization. The design of the magnitude to measure, its filtering for reducing noise effects and calibration, as well as the design of the cost functional and parametrization, determines the robustness of the search to combat noise and other uncertainty factors. These are key open issues to improve the sensitivity and identifiability during the information processing. Among them, a filter for the cost functional is proposed in this study for maximal sensitivity to the damage detection of steel plate under the impact loading. This filter is designed by means of a wavelet decomposition together with a selection of the measuring points, and the optimization criterion is built on an estimate of the probability of detection, using genetic algorithms. Numerical examples show that the use of the optimal filter allows to find damage of a magnitude several times smaller.

Torsional Ultrasound Sensor Optimization for Soft Tissue Characterization

“…Following techniques of the theory of error propagation and Monte Carlo sampling, the noise of the signals at receiving locations can be assumed to behave as a normal distribution [42], and consequently, the squared sum of the noise ${\xi }_i$ follows a chi-square distribution, given that ${\sum }_{i=1}^N{\xi }_i^2⟶{\chi }_N^2$ (e.g., [43]). Its parameter is the number N of degrees of freedom, corresponding to the number of receiving locations.…”

Optimization of analog interface of information-measuring systems for remote measurement of mechanical quantities

“…Во-первых, противоречие, возникающее при назначении ширины полосы про-пускания, требуемое для обеспечения необходимого значения отношения сигнал/шум и необходимого для прохождения частотного спектра входного сигнала, не может быть разрешено (как это предлагается в источнике) за счет расширения полосы пропускания предусилителя путем ведения опережающей компен-сации в самом усилителе, т. к. это приведет к ухуд-шению соотношения сигнал/шум на его выходе (за счет собственных шумов), что однако не учитывается описываемым алгоритмом. Во-вторых, выбор параме-тров antialiasing-фильтра использует табулированные значения погрешности включения всего для трех зна-чений соотношения между частотой дискретизации и полосой пропускания фильтра (3,4,5), что без указания общего аналитического выражения, учиты-вающего погрешности восстановления и погрешности исключения, сужает применение указанной методики.…”

“…Анализ современный научных изданий, в частно-сти ряда публикаций зарубежной научной периодики по данной тематике [5][6][7][8], подтвердил, что единого обоснованного подхода к решению задачи оптимиза-ции аналоговых интерфейсов, который включал бы выполнение комплекса требований по определению значений частоты дискретизации, разрядности АЦП, параметров фильтра подавления наложения спектров, не существует. Кроме того, отсутствует подробный количественный анализ и не предложена методика учета характеристик различных видов погрешностей измерительных каналов.…”

Stiffness assessment of bridge decks repaired by steel plates using an advanced system identification method

“…Lee and Wooh (2005) applied a µGA for detecting damage in plate structures subjected to dynamic loading. However, the numerical examples used in the studies are not practicable in that they regard damage as a predetermined rectangular element (Rus et al, 2006;Lee et al, 2007;. Rus et al (2005) examined the identification of defects in laminated composite structures subjected to in-plane static loads using the boundary element method (BEM).…”