Kierunki badań:

Diagnostyka ultradźwiękowa – badania eksperymentalne

Badania eksperymentalne rozchodzenia fal w ośrodkach sprężystych z uszkodzeniami. Algorytmy lokalizacji uszkodzeń. Prace eksperymentalne na przykładzie pręta stalowego, szyny kolejowej oraz betonowych wsporników wiaduktu, w wyniku których udało się wykryć położenie uszkodzenia.

Modelowanie propagacji fal sprężystych metodą elementów spektralnych

Modelowanie propagacji fal sprężystych dla elementów kratowych, ramowych, płytowych i powłokowych. Aby zapewnić efektywność algorytmów i symulacji, do całkowania związków macierzowych stosuje się kwadraturę Lobatto, której węzły pełnią funkcję węzłów interpolacyjnych dla wielomianów Lagrange’a. To pozwala na (pseudo)diagonalizacje macierzy mas elementu skończonego i konsekwencji, po odpowiednim sformułowaniu algorytmu całkowania w czasie, pozwala na realistyczne modelowanie zjawiska propagacji fali.

Diagnostyka dynamiczna

Drgania środowiskowe
Analiza drgań środowiskowych dużych konstrukcji inżynierskich (np. mostów) w celach diagnostycznych może być bardzo atrakcyjna. Do jej głównych atutów należą: brak konieczności fizycznego wzbudzania konstrukcji – nie jest konieczne wykonywanie kosztownych i czasochłonnych badań przy użyciu np. wzbudników drgań lub młotów impulsowych oraz nie ma potrzeby czasowego wyłączania ruchu pojazdów na badanym obiekcie.

Eksperymentalna analiza modalna

Analiza modalna zajmuje się badaniem właściwości dynamicznych konstrukcji, którymi są między innymi, częstotliwości drgań własnych, postacie drgań własnych i liczby tłumienia. Znajomość tych parametrów pozwala na stworzenie modelu modalnego konstrukcji. Model modalny pozwala uchwycić dynamikę konstrukcji przez relatywnie niewielką liczbą niewiadomych zwanych współrzędnymi modalnymi.

Przetwarzanie sygnałów dla celów diagnostyki

Analiza falkowa w wykrywaniu i lokalizacji uszkodzeń konstrukcji inżynierskich

Opracowano technologię nieniszczącej diagnostyki konstrukcji z wykorzystaniem pomiarów statycznych i dynamicznych oraz zaawansowanych technik przetwarzania sygnałów do lokalizacji uszkodzeń w konstrukcjach inżynierskich. Metoda polega na wyznaczeniu postaci drgań własnych lub ugięć konstrukcji, a następnie ich analizie za pomocą ciągłej transformaty falkowej (jedno lub dwuwymiarowej). Wynikiem przeprowadzonej transformaty jest położenie uszkodzenia występującego w konstrukcji. Obliczenia i symulacje numeryczne potwierdzone zostały pracami eksperymentalnymi. Przeprowadzone badania dynamiczne belek, płyty i powłoki miały na celu wyznaczenie postaci drgań własnych oraz ugięć statycznych. Analiza falkowa eksperymentalnie wyznaczonych postaci drgań własnych oraz statycznych linii ugięcia umożliwiła wykrycie położenia defektów.

Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do lokalizacji uszkodzeń konstrukcji inżynierskich

Zaprojektowanie i trening sztucznej sieci neuronowej, w której danymi wejściowymi są współczynniki falkowe, postacie i częstości drgań własnych konstrukcji, natomiast wyjściem miejsce położenia uszkodzenia. Poprzez użycie sztucznej sieci neuronowej uzyskano poprawę efektywności lokalizacji zniszczeń dla danych z rzeczywistych pomiarów konstrukcji.

Diagnostyka światłowodowa

Celem badań jest zbudowanie i skonfigurowanie systemu opartego na technologii światłowodowej umożliwiającego pomiar odkształceń konstrukcji inżynierskich na długich odcinkach. Zrealizowane badania:

- Belka żelbetowa z wklejonymi do zbrojenia sześcioma włóknami światłowodowymi,
- Rozciąganie próbki stalowej z przyklejonym włóknem światłowodowym,
- Pomiar rozkładu odkształceń równomiernie obciążonego włókna światłowodowego
- Wyznaczenie modułu Young’a dla kleju łączącego włókno ze stalą,
 

Diagnostyka i monitoring obiektów zabytkowych

Ze względu na charakter budowli zabytkowych wykonujemy badania metodami nieniszczącymi, umożliwiające identyfikację zniszczeń, odpowiednią diagnostykę oraz monitoring tych obiektów. Przeprowadzamy badania in situ, w tym badania statyczne metodami półtrepanacyjnymi, badania dynamiczne i reologiczne. Głównie skupiliśmy się jednak na badaniach metodami ultradźwiękowymi z wykorzystaniem geofonów, wykonując pomiary defektoskopowe oraz posługując się metodami klasycznymi.

Ponadto prowadzimy stałe obserwacje zmian statyczno-dynamicznych w budynkach zabytkowych. Obserwacji podajemy przemieszczenia pionowych i poziomych, obroty budowli, odkształcenia w wybranych miejscach, zmiany pól wpływów termicznych, rozwartości rys i osiadań budowli.
Po zebraniu danych z badań i monitoringu sporządzamy szereg analiz statyczno-wytrzymałościowych, pozwalających zdiagnozować stan konstrukcji obiektu. Prowadzone analizy służą również do określenia prawdopodobnych przyczyn zidentyfikowanych zniszczeń, jak również pozwalają określić kierunki dalszej eksploatacji obiektu.
Celem projektu jest stworzenie technologii umożliwiających precyzyjną diagnostykę i monitoring dużych obiektów zabytkowych z interaktywną analizą i prezentacją wyników badań.