Skip to main content
main-content

Tipp

Weitere Artikel dieser Ausgabe durch Wischen aufrufen

07.06.2016 | Nonlinear Dynamics, Identification and Monitoring of Structures | Ausgabe 11/2016

Meccanica 11/2016

Nonlinear normal modes for damage detection

Zeitschrift:
Meccanica > Ausgabe 11/2016
Autoren:
Walter Lacarbonara, Biagio Carboni, Giuseppe Quaranta

Abstract

The sensitivity of the nonlinear dynamic response to damage is investigated in simply supported beams by computing the nonlinear normal modes (NNMs) and exploiting the rich information they unfold about the nonlinear system behavior. Damage is introduced as a reduction of the flexural stiffness within a small segment of the beam span. The problem is formulated in a piece-wise fashion and analytically tackled by using the method of multiple scales to compute the NNMs and the backbone curves. The latter describe the frequency versus free oscillation amplitude for each mode and as such they represent the skeleton of the nonlinear frequency response around each beam modal frequency. The bending of the backbones is regulated by the so-called effective nonlinearity coefficients associated with each mode. The comparison between the damaged and undamaged beams shows a sensitivity of the effective nonlinearity coefficients higher than the sensitivity of the linear natural frequencies. Moreover, the nonlinear frequency trends unfold an interesting dependence of the nonlinear free response on the stiffness reduction at the damage site. Such dependence yields useful information about the damage position. An effective identification strategy for the damage position is proposed by computing the damage-induced discontinuities in the second derivative of the NNMs (i.e., first order estimate of the bending curvature), without resorting to a baseline model of the undamaged beam. This goal is achieved by computing a high order derivative of the Nadaraya–Watson kernel estimator, which is evaluated from a finite set of sampled beam deflections associated with each individual NNM. The results show that the second derivatives of higher NNMs are more sensitive to damage-induced discontinuities than the linear modal curvatures. The robustness against noise of the damage identification process is also discussed.

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu diesem Inhalt zu erhalten

Sie möchten Zugang zu diesem Inhalt erhalten? Dann informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit dem Kombi-Abo erhalten Sie vollen Zugriff auf über 1,8 Mio. Dokumente aus mehr als 61.000 Fachbüchern und rund 500 Fachzeitschriften aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Umwelt
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe

Testen Sie jetzt 30 Tage kostenlos.

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit dem Technik-Abo erhalten Sie Zugriff auf über 1 Mio. Dokumente aus mehr als 40.000 Fachbüchern und 300 Fachzeitschriften aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Umwelt
  • Maschinenbau + Werkstoffe

Testen Sie jetzt 30 Tage kostenlos.

Literatur
Über diesen Artikel

Weitere Artikel der Ausgabe 11/2016

Meccanica 11/2016Zur Ausgabe

Nonlinear Dynamics, Identification and Monitoring of Structures

Steady state shift damage localization

Nonlinear Dynamics, Identification and Monitoring of Structures

Enriched plane state formulation for nonlinear homogenization of in-plane masonry wall

Nonlinear Dynamics, Identification and Monitoring of Structures

A new approach to the definition of self-damping for stranded cables

Premium Partner

in-adhesivesMKVSNeuer Inhalt

BranchenIndex Online

Die B2B-Firmensuche für Industrie und Wirtschaft: Kostenfrei in Firmenprofilen nach Lieferanten, Herstellern, Dienstleistern und Händlern recherchieren.

Whitepaper

- ANZEIGE -

Technisches Interface Design - Beispiele aus der Praxis

Eine gute Theorie besticht nur darin, dass am Ende einer Entwicklung sinnvolle und nutzergerechte Produkte herauskommen. Das Forschungs- und Lehrgebiet Technisches Design legt einen starken Wert auf die direkte Anwendung der am Institut generierten wissenschaftlichen Erkenntnisse. Die grundlegenden und trendunabhängigen Erkenntnisse sind Grundlage und werden in der Produktentwicklung angewendet. Nutzen Sie die Erkenntnisse aus den hier ausführlich dargestellten Praxisbespielen jetzt auch für Ihr Unternehmen.
Jetzt gratis downloaden!

Marktübersichten

Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen. 

Bildnachweise