Raziskovalci Laboratorija za dinamiko strojev in konstrukcij (LADISK) so razvili novo metodo identifikacije modalnih parametrov v časovni domeni pri impulznem vzbujanju na podlagi signalov z relativno majhnim dinamičnim razponom in visokim nivojem naključnega šuma. Takšne signale so pridobili iz posnetkov vibrirajoče strukture, zajetih s hitro kamero. Metoda je objavljena v reviji Mechanical Systems and Signal Processing (IF=8.934).

Za izpolnitev Zelenega dogovora EU v prometnem in energetskem sektorju, je treba razviti napredne lahke strukture, ki lahko prenesejo dolgotrajne vibracijske obremenitve brez povzročanja hrupa. Za soočanje s temi izzivi se v fazi načrtovanja uporabljajo modalni parametri za doseganje optimalnih obratovalnih lastnosti konstrukcije v smislu zmanjšanja teže, odpornosti proti utrujenosti in nadzora hrupa. V obratovalni fazi se na podlagi modalnih parametrov spremlja stanje konstrukcije, saj se ti spreminjajo s propadanjem konstrukcije. Strukture, ki so med svojim delovanjem izpostavljene velikim dinamičnim obremenitvam, so na primer vetrne turbine, letala in avtomobili.

Eksperimentalna modalna analiza je tehnika za določanje modalnih parametrov (lastne frekvence, razmernika dušenja in lastnih oblik) na podlagi meritev vibracij strukture. Dandanes se hitro razvijajo optične metode za merjenje strukturnih vibracij, ki temeljijo na hitrih kamerah. Omogočajo razmeroma hitro, brezkontaktno in gosto merjenje strukturnih nihanj, kar ni mogoče s klasičnimi merilnimi metodami (npr. pospeškomer). Merjenje vibracij z visoko prostorsko ločljivostjo omogoča lokalizacijo šibkih točk v strukturah, pri čemer je modalna identifikacija pomemben korak. Vendar pa je prepoznavanje iz video posnetkov hitrih kamer zahtevno, saj so pomiki, identificirani na podlagi video posnetkov običajno zelo šumni in imajo nizek dinamični razpon. Objavljena metoda je bila razvita za premagovanje izzivov modalne identifikacije z uporabo hitrih kamer na podlagi pristopa najmanjših kvadratov, da bi bila identifikacija odporna na napake. Predstavljena metoda poenostavlja identifikacijski postopek in dokazuje, da je modalno identifikacijo mogoče uspešno izvesti iz relativno kratkih signalov z nizkim dinamičnim razponom v časovni domeni, z visokim nivojem naključnega šuma. Poleg tega je metoda implementirana v Python paket MorletWaveModal, zaradi česar je pripravljena za uporabo, izvorna koda pa je na voljo na GitHubu.

Slika 1: Modalna identifikacija na podlagi integrala z Morletovim valčkom

Povezava na članek: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2023.110243

Povezava na izvorno kodo: https://github.com/ladisk/MorletWaveModal