Evaluación de la Incertidumbre en el Diseño de Sistemas de Monitoreo de Salud Estructural para la Detección de Daños
Autores: Schubert Kabban, Christine; Uber, Richard; Lin, Kevin; Lin, Bin; Bhuiyan, Md Yeasin; Giurgiutiu, Victor
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Evaluación de la Incertidumbre en el Diseño de Sistemas de Monitoreo de Salud Estructural para la Detección de Daños
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Validación
Monitoreo de salud estructural
Sistemas de MHS
Entorno de modelado de simulación
Factores sensibles
Frecuencia de señal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
La validación de los sistemas de monitoreo de salud estructural (SHM) para aeronaves se complica por la extensión y el número de factores que el sistema SHM debe demostrar para un rendimiento robusto. Por lo tanto, se debe llevar a cabo un método eficiente en tiempo y costo para examinar todos los factores sensibles. En este documento, demostramos la utilidad de utilizar el entorno de modelado por simulación para determinar los factores sensibles del SHM que deben considerarse para experimentos posteriores, con el fin de permitir la validación del SHM. Demostramos este concepto examinando el efecto de la configuración del sistema SHM y las características de los defectos en la respuesta de una señal de un sensor activo de oblea piezoeléctrica conocido (PWAS) en una placa de aluminio, utilizando modelos de simulación de un punto caliente particular. Derivamos las respuestas de la señal matemáticamente y, a través del diseño estadístico de experimentos, determinamos los factores significativos que afectan los índices de daño que se calculan a partir de la señal, utilizando solo la mitad del número de ejecuciones que normalmente se requieren. Determinamos que el ángulo del transmisor es la mayor fuente de variación para los índices de daño considerados, seguido por la frecuencia de la señal y la distancia del transmisor al punto caliente. Estos resultados demuestran que el uso de un diseño estadístico eficiente y la simulación pueden permitir un enfoque secuencial eficiente en costo y tiempo para cuantificar factores sensibles del SHM y la validación del sistema.
Descripción
La validación de los sistemas de monitoreo de salud estructural (SHM) para aeronaves se complica por la extensión y el número de factores que el sistema SHM debe demostrar para un rendimiento robusto. Por lo tanto, se debe llevar a cabo un método eficiente en tiempo y costo para examinar todos los factores sensibles. En este documento, demostramos la utilidad de utilizar el entorno de modelado por simulación para determinar los factores sensibles del SHM que deben considerarse para experimentos posteriores, con el fin de permitir la validación del SHM. Demostramos este concepto examinando el efecto de la configuración del sistema SHM y las características de los defectos en la respuesta de una señal de un sensor activo de oblea piezoeléctrica conocido (PWAS) en una placa de aluminio, utilizando modelos de simulación de un punto caliente particular. Derivamos las respuestas de la señal matemáticamente y, a través del diseño estadístico de experimentos, determinamos los factores significativos que afectan los índices de daño que se calculan a partir de la señal, utilizando solo la mitad del número de ejecuciones que normalmente se requieren. Determinamos que el ángulo del transmisor es la mayor fuente de variación para los índices de daño considerados, seguido por la frecuencia de la señal y la distancia del transmisor al punto caliente. Estos resultados demuestran que el uso de un diseño estadístico eficiente y la simulación pueden permitir un enfoque secuencial eficiente en costo y tiempo para cuantificar factores sensibles del SHM y la validación del sistema.