D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

gehörige Parameter solange korrigiert wird, bis das numerische Modell den „Messungen“entspricht. Mit Hilfe der simulierten Messungen in Gegenwart von Schädigungen wurde dievorgeschlagene Modellanpassungsprozedur erfolgreich implementiert und als eine robusteSystem-Identifizierungsmethode bestätigt.Tabelle 2: Vergleich der ModalparameterGeschädigte StrukturOriginales FE-ModellOptimiertes FE-Modell(simuliert)Eigenform f d f 0 Δf d0 MAC d0 f 1 Δf d1 MAC d1[Hz] [Hz] [%][Hz] [%]1 (X-Z) 0,30802 0,3599 14,475 0,9992 0,30802 0 12 (Y-Z) 0,30897 0,3612 14,571 0,9993 0,30897 0 13 (Y-Z) 2,0034 2,250 0,969 0,9867 2,0034 0 14 (X-Z) 2,0466 2,437 0,838 0,9992 2,0466 0 15 (Y-Z) 4,2443 5,713 2,045 0,9993 4,2443 0 16 (X-Z) 4,2834 6,258 2,062 0,9873 4,2834 0 18 SCHADENSIDENTIFIKATION MITTELS WAVELET-ANALYSESchadenserkennung ist eine zunehmend wichtig werdende ingenieurwissenschaftlicheAufgabenstellung, die in den vergangenen drei Jahrzehnten weltweit Aufmerksamkeit aufsich gezogen hat. Eine umfassende Rückschau auf die Techniken der Schadensidentifikationwird in [17] gezeigt. Ein modernes Identifikationswerkzeug ist dabei die Wavelet-Transformation. Ihre Fähigkeit liegt darin, Schädigungen hinsichtlich Ort und Umfang zuidentifizieren. Einige Anwendungen dieser Methode im Ingenieurwesen sind in [18 - 22] beschrieben.Im vorliegenden Fall wird die Wavelet-Transformation mit den Messungen aus den Simulationender Windenergieanlage durchgeführt. Dazu wird ein offener Riss in das Tragwerkeingeprägt (Abb. 10a). Der Umfang des Schadens, d. h. die Schwere des Schadens, kanndadurch initiiert werden, dass unterschiedliche Werte für den Parameter eingesetzt werden.Abb. 9a zeigt den Verlauf der Biegesteifigkeit EIy entlang der Turmachse mit mehreren unterschiedlichenSchadensintensitäten am Ort des Risses. Die Eigenformen des Tragwerkswerden an 19 verschiedenen Messstellen ermittelt, um Veränderungen in den Eigenformenfestzustellen.Als "Mother Wavelet" wird die Familie der Daubechies Wavelets gewählt, die kompaktdefiniert ist, scharfe Kanten besitzt und nicht-symmetrisch ist, wodurch die lokalen Störungendes untersuchten Signals betont werden. Das Signal wird zuerst durch die diskrete Wavelet-Transformation (DWT) dekomponiert, aus der eine Reihe von Approximationen und Detailsgewonnen werden. Die Details eines Signals offenbaren nützliche Informationen über dieSignalcharakteristiken, die beim Originalsignal nicht erkennbar sind. Anschließend werden,durch Anwendung der kontinuierlichen Wavelet-Transformationen (CWT) auf die Details, dieDiskontinuitäten des Signals durch die Spitzenwerte im Verlauf der Wavelet-Koeffizientenhervorgehoben. Zur Erhöhung des Dekompositionsniveaus und zur Beseitigung des Randeffektswerden die Werte interpoliert und extrapoliert.Abb. 10b zeigt die Wavelet-Koeffizienten der Details in Ebene 3 am ungeschädigten Modell.Die Spitzenwerte der Koeffizienten werden durch planmäßige Diskontinuitäten derTragstruktur, wie schrittweise Änderung der Wandstärke und des Öffnungswinkels der Rohrwand,hervorgerufen. Wenn eine Schädigung auftritt, so zeigt sich eine größere Spitze, wie z.B. an der Höhenkoordinate 21 m in Abb. 10c. Um den Effekt der anfänglichen Diskontinuitä-24610