Новый цифровой метод может помочь количественно оценить повреждение зданий и ветряных турбин после крупных штормов

Кредит: Джем Санчес из Pexels

Новое исследование показывает, что новый цифровой метод может стать ключом к пониманию того, как структуры, такие как здания, ведут себя, когда они повреждены.

Новый двухэтапный метод, опубликованный в механических системах и обработке сигналов, объясняет, как инженеры могут разработать компьютерные модели, которые имитируют структурное поведение, которое можно использовать для количественной оценки повреждения, которые могут существовать на реальных структурах.

Многие структуры, такие как здания, мосты и морские ветряные турбины, поддерживаются на основе, которые соединяют структуру с землей и помогают поддерживать ее против нагрузок, которые могут испытать.

Во многих случаях точные свойства этих свай могут быть неизвестны, такие как длина, в которой они встроены, или жесткость (поддержка), которую предоставляет им почва.

Доктор Люк Дж. Прендергаст и Андреас Иоаким из инженерного факультета Ноттингемского университета разработали метод, который может оценить встроенную длину свай, просто применив удар молотка на вершину кучи и измеряя полученные вибрации.

Один удар молотка, применяемый к куче, приводит к вибрированию кучи, и эти вибрации могут быть измерены с помощью простого датчика, помещенного на структуру.Информация от влияния молотка и вибрации датчика может быть использована для оценки встроенной длины кучи с помощью метода, который создает виртуальную модель кучи.

Этот метод может использоваться в морской индустрии ветряных турбин, где создание цифровых близнецов отдельных турбин очень важно для понимания, повреждены ли они до и после крупных штормов.

«Метод является положительным шагом в области, чтобы обеспечить создание цифровых близнецов нашей построенной инфраструктуры с целью обнаружения ущерба и продления срока службы наших структур», - говорит доктор Прендергаст.

“Первый шаг в разработке цифровых близнецов или виртуальных моделей структур зависит от знания геометрии и ограничений, и этот подход может оценить встроенные длины фундаментальных свай и свойства жесткости почвы от простого теста удара.Помогают инженерам понять текущее состояние структурных фундаментов, чтобы можно было создать виртуальные модели ».

More information: A. Ioakim et al, A two-stage method to estimate the embedded length of foundation piles using FRF-based model updating, Mechanical Systems and Signal Processing (2024). DOI: 10.1016/j.ymssp.2024.111603