Damage detection using the variation in the FRF data depending on mass addition

Eun, Hee-Chang; Kim, Rae-Jung; Ahn, Youngjun; Lee, Seung-Guk; Park, Su-Yong

doi:10.14257/astl.2014.47.04

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“…Impact loads were applied to vibrate the structure, and acceleration and strain data were collected under both loosened and tightened conditions. The extracted FRF sets related to the first resonance frequency were converted into Proper Orthogonal Modes (POMs), enabling damage identification through abrupt changes in the POMs [131]. Morales-Valdez et al introduced a health monitoring technique at the joint of a 3D frame using a CNN model based on model frequency.…”

Section: Global/vibration-based Methodsmentioning

confidence: 99%

A comprehensive review on health monitoring of joints in steel structures

Naresh,

Kumar,

Pal

et al. 2024

Smart Mater. Struct.

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Steel-framed structures find extensive application in civil engineering projects, including buildings, bridges, and towers, due to their dependable material characteristics, expeditious construction capabilities, and cost-efficiency. In such structures, beams and columns are interconnected through either welding or bolting methods. However, it's imperative to recognize that joints represent the critical areas susceptible to damage stemming from a variety of factors, both human-induced and environmental, in addition to the effects of aging. Over the past few decades, substantial attention has been dedicated to the field of Structural Health Monitoring (SHM) at the joints of steel structures. This study seeks to comprehensively evaluate various methods employed for structural health monitoring at the joints of steel structures, encompassing both bolted and welded connections. While there have been numerous prior review studies that focus on localized and vibration-based techniques for detecting damage at these joints, there is a conspicuous absence of research covering the amalgamation of localized and global approaches across diverse steel structure types. This review paper addresses this gap by offering a thorough examination, incorporating the most recent applications of SHM methodologies employed in research and practical contexts for joint damage detection. Furthermore, it serves as a valuable resource for professionals, engineers, and academics engaged in civil structure design, construction, and maintenance.

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Section: Global/vibration-based Methodsmentioning

confidence: 99%

A comprehensive review on health monitoring of joints in steel structures

Naresh,

Kumar,

Pal

et al. 2024

Smart Mater. Struct.

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Section: Uso De Massas Adicionaisunclassified

“…Com as frequências e as posições da massa adicional respectivamente, é possível obter uma curva suave sobre a qual são aplicadas as TDW para identificar pequenas perturbações que são causadas pela mudança na rigidez da estrutura (danos), e podem não ser tão evidentes na curva anteriormente descrita, sendo assim, faz-se necessário o uso de ferramentas adicionais como as Transformadas Discretas de Wavelet (TDW) e cujo papel é explicado posteriormente. Assim, as TDW auxiliam no processo de localização das possíveis alterações devidas ao enfraquecimento da estrutura pela presença do dano (Eun et al 2014 respectivamente. Para a coleta de dados (espectro de acelerações ( )) a viga foi discretizada ao longo do eixo longitudinal com elementos de 20 cm de comprimento, considerando a posição do primeiro e o último nó a uma distância de 10 cm dos extremos da viga (Figura 4), isto foi utilizado como ferramenta para diminuir a perturbação gerada nos apoios devida a descontinuidade geométrica.…”

Section: Uso De Massas Adicionaisunclassified

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Identificação De Danos Em Vigas Metálicas Utilizando Massas Itinerantes Adicionais, Análise Experimental.

Palechor¹,

Bezerra²,

Morais³

et al. 2018

Rev. Sul. Eng. Est.

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ResumoDevido à necessidade de monitoração contínua de estruturas, tais como: pontes, oleodutos, edifícios, barragens, entre outras, e também devido à necessidade de buscar técnicas eficientes e práticas que auxiliem nessa monitoração visando à identificação de danos, apresenta-se neste artigo um método para a identificação de danos em vigas metálicas utilizando apenas a reposta da estrutura danificada, baseado na variação da frequência fundamental provocada pela aplicação de uma massa móvel adicional ao longo da estrutura. A aplicação do método e os resultados desta análise são apresentados para vigas metálicas de tamanho comercial e mostram que o método pode ser usado na detecção de danos ou de regiões com danos estruturais. Palavras-chave:Danos, Frequências, Wavelets, Massa adicional, Metálicas. IntroduçãoAs fissuras ocorrem frequentemente em membros estruturais e causam graves patologias estruturais ou colapso. Os efeitos desses danos influenciam na resposta dinâmica da estrutura (frequências e modos de vibração), mas se a fissura é relativamente pequena, é difícil de detectar. Entretanto, o ideal é que esses danos possam ser identificados no seu estado inicial antes de comprometer a integridade e a vida útil da estrutura (Choi 2002). O conceito de identificação estrutural foi introduzido na engenharia civil há quase duas décadas por diversos Revista Sul-Americana de Engenharia Estrutural, Passo Fundo, v. 15, n. 2, p. 1-26, set. /dez. 2018 2 pesquisadores (Aktan et al. 1997, Breysse et al. 2008) com propostas de métodos que nem sempre se mostram eficazes e práticos para identificar este tipo de dano.Uma pesquisa recente na literatura técnica (Li et al. 2009) mostra que os algoritmos de identificação de danos tiveram um avanço significativo e foram desenvolvidos utilizando-se dados de carregamentos estáticos e também dinâmicos. Na linha de carregamentos estáticos, Bezerra e Saigal (1993) e mais recentemente, Buda e Caddemi (2007) Especialmente em pontes, a detecção de danos é uma questão importante do ponto de vista da segurança e economia. Portanto, é essencial realizar a inspeção periódica para detectar alterações na estabilidade estrutural (Estrada 2008). O custo de reparar as estruturas com sérios danos é obviamente menor do que o de reconstrução de todo o sistema estrutural. Notase ainda que num sistema estrutural esses danos podem ocorrer em diferentes membros estruturais tais como: vigas longarinas, tabuleiros de pontes, vigas transversinas. Obviamente, tais danos podem ser provocados por muitos fatores, tais como a ação de carregamentos cíclicos que, eventualmente, podem gerar fadiga. Tais danos podem comprometer seriamente a segurança da estrutura e das pessoas que circulam pela ponte, entre outros riscos.As técnicas de monitoramento de danos em estruturas têm recebido especial atenção, entre as quais a análise dinâmica para a detecção de danos tem sido a mais popular. E isso se deve a simplicidade em que hoje as análises das propriedades dinâmicas de estruturas podem ser facilmente implementadas....

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Damage detection using the variation in the FRF data depending on mass addition

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A comprehensive review on health monitoring of joints in steel structures

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Identificação De Danos Em Vigas Metálicas Utilizando Massas Itinerantes Adicionais, Análise Experimental.

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