Εντοπισμός Και Επιδιόρθωση Βλάβης Σε Δομικά Στοιχεία Με Τη Χρήση Ευφυών Υλικών

Abstract

Περιεχόµενα xiv 2.4.2. Κατασκευή PZT …………………………………………………… 2.4.3. Ηλεκτρική πόλωση και διηλεκτρικά υλικά ………………………… 2.4.4. Ιδιότητες πολωµένου πιεζοηλεκτρικού υλικού …………………… 2.4.5. ∆οµή πιεζοηλεκτρικού υλικού (PZT) τύπου Perovskite …………… 2.5. Μέθοδοι SHM µε χρήση πιεζοηλεκτρικών υλικών ……………………… 2.5.1. Εφαρµογές της µεθόδου ΕΜΑ …………….……………………… 2.5.2. Μέθοδος ΕΜΑ για τον έλεγχο δοµικής ακεραιότητας των κατασκευών …………………...……….……………………… 2.5.3. Βασικές αρχές για την εφαρµογή της µεθόδου EMA ………….… 2.5.4. Παράµετροι της µεθόδου σύνθετης αγωγιµότητας ……..……….… 2.5.4.1. Περιοχές συχνοτήτων ……………………………...….… 2.5.4.2. Το πραγµατικό µέρος της ηλεκτρικής σύνθετης αγωγιµότητας …………………………………… 2.5.4.3. Περιοχή κάλυψης των αισθητήρων σύνθετης αγωγιµότητας ……………………………………………… 2.6. Σύγκριση και πλεονεκτήµατα ΕΜΑ µε άλλες µεθόδους ……..…………… 2.6.1. Μέθοδοι που βασίζονται στην µηχανική ταλάντωση …..……….… 2.6.2. Μέθοδος υπερηχητικού ελέγχου ……………………….……….… 2.6.3. Μέθοδος ακουστικής εκποµπής ……………………….……….… 2.6.4. Μέθοδος της επίδρασης του ηχοβολιστικού ελέγχου ………….… 3. Πιεζοηλεκτρικό φαινόµενο και µέθοδος ΕΜΑ 3.1. Πιεζοηλεκτρισµός ………………………………….……………………… 3.2. Γραµµικός πιεζοηλεκτρισµός …………………..………………………… 3.3. ∆ιεγέρτες και Αισθητήρες ……..………………..………………………… 3.4. Χαρακτηριστικά των πιεζοηλεκτρικών υλικών …….………….….……… 3.5. Αναλυτικό µοντέλο µεθόδου σύνθετης αγωγιµότητας …….……………… 3.5.1. Ανάλυση των συνιστωσών της σύνθετης αγωγιµότητας ………… 3.5.2. Ηλεκτροµηχανική σύζευξη µεταξύ PZT και ελεγχόµενου δοµικού συστήµατος ……………………………………………………….… 3.5.3. Υπολογισµός (συνιστωσών) της σύνθετης µηχανικής αγωγιµότητας της κατασκευής από την ηλεκτροµηχανική αγωγιµότητα του PZT… 3.6. Το πραγµατικό µέρος της ηλεκτρικής σύνθετης αντίστασης ……..……… 3.7. ∆υνάµεις και ροπές αλληλεπίδρασης µεταξύ PZT & κατασκευής …..…… Περιεχόµενα xv 4. Προσοµοίωση ευφυούς δοµικού συστήµατος 4.1. Μοντέλα προσοµοίωσης της µεθόδου ηλεκτροµηχανικής σύνθετης αγωγιµότητας …………………….……………….……………………… 4.2. Μοντέλο EMA για την προσοµοίωση της απόκρισης αγωγιµότητας υπό δυναµικό φορτίο ………………………………..…………………….…… 4.2.1. Συµπεράσµατα από την πειραµατική εφαρµογή ……………….… 4.3. Μέθοδος πεπερασµένων στοιχείων (FEM) ……………………….……… 4.3.1. Γεωµετρία και φόρτιση του δοµικού συστήµατος …..………….… 4.3.2. ∆ιαδικασία εφαρµογής της ΜΠΣ …..………..…………….…….… 4.4. Προσοµοίωση ευφυών κατασκευών µε τη µέθοδο των πεπερασµένων στοιχείων ……………………………..…………………………………… 4.5. ∆ιατύπωση συζευγµένων πεπερασµένων στοιχείων ……………....……… 4.6. Η/Μ χαρακτηριστικά της σύνθετης αγωγιµότητας κατά τη δυναµική ανάλυση ………………..……….………..…………..……… 4.7. ∆υναµική ανάλυση στο πεδίο υψηλών συχνοτήτων …………………..…… 5. ∆ιάγνωση βλαβών σε δοµικά στοιχεία µε τη χρήση πιεζοηλεκτρικών υλικών 5.1. Εισαγωγή ………………………….………………………………..……… 5.2. ∆είκτες ανίχνευσης βλαβών ………………………………………..……… 5.3. Στατιστικές διαδικασίες ανίχνευσης βλαβών ……………………..……… 5.3.1. Εκµάθηση των δεδοµένων µε επίβλεψηκατηγοριοποίηση οµάδων …..………………..………………….… 5.3.2. Εκµάθηση των δεδοµένων µε επίβλεψηπαλλινδρούµενες αναλύσεις …..…………….…………………………..………….… 5.3.3. Εκµάθηση τω...

Διάγνωση Βλαβών Σε Κατασκευές Σκυροδέματος Με Χρήση Ευφυών Πιεζοηλεκτρικών Αισθητήρων Σαν Αδρανή Σκυροδέματος

“…και την αδυναμία της επί-τόπου και σε πραγματικό χρόνο εφαρμογής τους, καθώς πέραν του όγκου και του κόστους του εξοπλισμού συνοδεύονται από μεγάλο όγκο υπολογισμών και δεδομένων (Mehta and Monteiro, 2009;Πρασιανάκης και Κουρκουλής, 1999 (Worden et al, 2002). (Doebling et al, 1996;Βουτετάκη, 2009;Casado et al, 2013).…”

“…), (Providakis, Liarakos and Kampianakis, 2013 αποτελείται από τα παρακάτω επιμέρους τμήματα (Σχήμα 1.8), (Providakis and Liarakos, 2011; (Giurgiutiu and Rogers, 1997;Zagrai, 2002;Bhalla and Soh, 2007;Giurgiutiu, 2008;Xu, 2009;Annamdas and Radhika, 2013 (Giurgiutiu, 2008). Λόγο της στερεοχημικής δομής τους, τα PZT και γενικότερα τα κεραμικά πιεζοηλεκτρικά υλικά, χαρακτηρίζονται και ως Περοβσκίτες (Giurgiutiu, 2008;PI Ceramics, 2014 (Giurgiutiu, 2008;PI Ceramics, 2014;Sirohi and Chopra, 2000;Cao and Randal, 1996;Panda et al, 2012;Nguyen et al, 2014;Fraden, 2004;Βουτετάκη, 2009;Hooker, 1998): (0.2-15μm) (Cao and Randal, 1996). Προκειμένου να γίνει αντιληπτή η τάξη μεγέθους των κόκκων του μίγματος, αναφέρεται ότι η ασβεστολιθική παιπάλη των αδρανών υλικών του σκυροδέματος κυμαίνεται σε μεγέθη μικρότερα των 74μm.…”

“…Kampianakis 2013; Providakis et al, 2013a;2013b;Shin et al, 2008;Soh and Bhalla;2005;Soh et al, 2000;Song et al, 2007;Tawie and Lee, 2010a;2010b;2010c;Tseng and Wang, 2004;Βουτετάκη, 2009) των υπογείων τεχνικών έργων και των πετρωμάτων (Yang et al, 2007 (Tawie and Lee, 2010b).…”

“…Ομογενοποίηση της κόνεως των οξειδίων και ανάμιξη της με οργανικούς διαλύτες και διαλύματα συνδετικής ύλης, σε θερμοκρασίες 800-1000 o C και υψηλή πίεση (Giurgiutiu, 2008;Panda et al, 2012;Nguyen et al, 2014). (Hooker, 1998), η οποία για τα PZT κυμαίνεται μεταξύ 250 και 400 o C (Giurgiutiu, 2008;PI Ceramics, 2014) (Giurgiutiu, 2008;Βουτετάκη, 2009),και εφαρμόζοντας ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο της τάξεως των 1-3kV/mm, οι διπολικοί κρύσταλλοι προσανατολίζονται στη διεύθυνση του πεδίου (Giurgiutiu, 2008). (Dielectric Permittivity) του πιεζοηλεκτρικού υλικού.…”

“…Στον Πίνακα 2.1 απεικονίζονται οι μηχανικές και διηλεκτρικές ιδιότητες ενός τυπικού PZT 5H (Βουτετάκη, 2009;Comsol, 2012), καθώς και δύο εμπορικών τύπων PZT τα οποία έχουν εφαρμοστεί ευρύτητα και επιτυχώς σε πληθώρα διαδικασιών ΜΚΕ δομικών συστημάτων (PI Ceramics, 2014). ηλεκτρικό πεδίο μέσω μιας αρμονικά μεταβαλλόμενης ηλεκτρικής τάσης, ομοιόμορφα κατανεμημένης, η ένταση του ηλεκτρικού πεδίο περιγράφεται από την σχέση:…”