Detekcja i monitorowanie przyrostu pęknięć zmęczeniowych z wykorzystaniem fal sprężystych generowanych przez przetworniki PZT

Abstract

Streszczenie w pracy zaprezentowano wybrane wyniki monitorowania struktury samolotu PZL–130 Orlik TC II w trakcie pełnoskalowej próby zmęczeniowej. w strukturze samolotu rozmieszczono sieć czujników piezoelektrycznych PZT, podłączoną do dedykowanego systemu komputerowego, umożliwiającego zdalne monitorowanie konstrukcji. W pracy przedstawiono opis wielokanałowego urządzenia rejestrującego sygnały uzyskane z przetworników piezoelektrycznych oraz wyniki uzyskane w wybranych punktach pomiarowych na różnych etapach rozwoju pęknięć zmęczeniowych. Proponowane sposób monitorowania konstrukcji oparty jest na tzw. wskaźnikach uszkodzeń zachowujących znikomą informację o przebiegu czasowym rejestrowanych sygnałów, związanych z ich energią. w pracy przedstawiono opis wykorzystywanych charakterystyk sygnałowych oraz sposobów wnioskowania o obecności i rozwoju pęknięć zmęczeniowych. Opracowane techniki zostały zweryfikowane na podstawie danych uzyskanych w trakcie pełnoskalowej próby zmęczeniowej. Uzyskane wyniki potwierdzają zalety korzystania z systemu monitorowania uszkodzeń w oparciu o przetworniki PZT, zwłaszcza w lokalizacjach trudno dostępnych dla standardowych technik badań nieniszczących. Abstract This paper presents an approach to the health monitoring of the PZL–130 TC II Orlik aircraft structure during the full scale fatigue test (FSFT). A network of PZT piezoelectric transducers was assembled on the aircraft structure and a dedicated hardware enabling remote control and programmed measurement performance was elaborated. A multichannel acquisition system of large dataset of measurements from the ‘hot-spot’ locations of the sensors on different stages of the fatigue tests is described in the paper. In the adopted approach a set of Damage In- dices (DI’s), carrying marginal signal information content and correlated with the total energy received by a given sensor are proposed. The paper provides the description of elaborated techniques for the signal processing and inference about the damage presence. Damage detec- tion capabilities are exemplified by data collected from selected network nodes where damages were found during the project run and the results of their monitoring will be highlighted. The necessity of the use of nDE assisted technology for early damage detection has been proven within the project, especially for the ‘hard to access’ locations in the aircraft structure.

Keywords

• monitorowanie struktury
• detekcja pęknięć zmęczeniowych
• sieci przetworników PZT
• wskaźniki uszkodzeń
• structural health monitoring
• fatigue cracks detection