Original title: Monitorování dynamických soustav s využitím piezoelektrických senzorů vibrací
Translated title: Monitoring of dynamic systems with piezoelectric sensors
Authors: Svoboda, Lukáš ; Hadaš, Zdeněk (referee) ; Kšica, Filip (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2020
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Tato diplomová práce se zabývá lokalizací a výpočtem zatížení dynamických soustav pomocí piezoelektrických senzorů. Nalezení metod pro lokalizaci a výpočet zatížení na jednoduché soustavě nebo modelu je zásadní pro jejich využití při monitorování strukturálního stavu složitějších soustav. V první části práce je popsán piezoelektrický senzor a jeho aplikace v leteckém, stavebním, automobilovém průmyslu a vlakové dopravě. V této části jsou uvedeny metody založené na šíření vln nebo různé modifikace metod neuronových sítí vedoucích k identifikaci zatížení. K identifikaci zatížení se také využívá časově reverzní metoda, metoda založená na dekonvoluci signálu a metoda založená na poměru amplitud výstupního napětí piezoelektrického senzoru. V další části práce jsou metody popsány, je uvedeno vhodné umístění senzorů a jejich počet v rámci technické soustavy podle použité metody. Následně jsou metody ověřeny na jednoduché experimentální soustavě a vzájemně porovnány. Dále byl vytvořen model piezoelektrického senzoru, pomocí kterého je možné přepočítat přetvoření na výstupní napětí piezoelektrického senzoru. K ověření metod na technické soustavě byla vybrána problematika přejezdu vagonu části koleje. Aplikací těchto metod byla zjištěna rychlost vagonu a jeho zatížení. The aim of this diploma thesis is to describe localization and calculation load identification of dynamic systems using piezoelectric sensors. Finding methods, which would allow us to evaluate loads on simple systems is the key to their application in the structural health monitoring of more complex systems. A theory necessary for understanding and application in aerospace, civil engineering, automobile industry, and train traffic of presented methods is given in the first part of the thesis. In these applications, the methods of wave propagation and different types of neural network methods are used to evaluate load identification. It is possible to evaluate loads by using a time reverse method, a method based on signal deconvolution, and a method based on a voltage amplitude ratio of the piezoelectric sensor. In the next part, the methods are described, the suitable place for gluing of a sensor, and the number of sensors for using method is given. These methods were verified and compared to a simple experimental system. In the following part, the model of the piezoelectric sensor is presented. It is possible to use the model for calculating voltage output from the strain. For methods verification, the problem of train passage in a specific place of the railway is chosen. The speed of the train and its load on the railway was calculated by using these methods.
Keywords: applications of piezoelectric sensor; dynamic systems load identification; method based on a voltage amplitude ratio of the piezoelectric sensor; method based on signal deconvolution; model of piezoelectric sensor; Piezoelectric sensor; the problem of train passage in a specific place of the railway; time reverse method; aplikace piezoelektrického senzoru; identifikace zatížení dynamických systémů; metoda poměru amplitud výstupního napětí piezoelektrického senzoru; metoda založená na dekonvoluci signálu; metoda založená na šíření vln; model piezoelektrického senzoru; Piezoelektrický senzor; problematika přejezdu vagonu části kolejnice; časově reverzní metoda

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/195533

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-581919


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses