استفاده از اندازه‌گیری ویدویی برای تعیین مشخصات دینامیکی ساندویچ پانل‌ها

آنالیز مودال آزمایشگاهی یا عملیاتی در حالت معمول نیاز به اتصال فیزیکی حس‌گر برای اندازه‌گیری ارتعاش سازه دارد. حس‌گرهای متصل فیزیکی می‌توانند در بارگذاری جرمی روی سازه‌های سبک اثرگذار است. علاوه بر این، این حسگرها معمولاً به تعداد محدود در نقاط مختلف به صورت گسسته نسبت به هم روی سطح سازه جایابی می شوند که باعث کاهش قدرت تفکیک پذیری برای مکان یابی خرابی و هم بستگی و به‌هنگام‌سازی مدل در مقیاس‌های بزرگ خواهد شد. به‌عنوان ‌یک روش غیر تماسی، دوربین‌های ویدئویی دیجیتال نسبتاً کم‌هزینه، سریع بوده و دارای قابلیت ارائه تفکیک پذیری مکانی بالا، اندازه‌گیری و شبیه سازی هم‌زمان نیز هستند. در این پژوهش فیلتر هرمی قابل هدایت بر روی فریم‌های ویدئویی حاصل از ارتعاش سازه اعمال می‌شود تا فازهای محلی پیکسل های کدگذاری شده در تصویر استخراج شوند. سپس با اعمال تکنیک جداساز کور منابع روی فاز تصاویر و با استفاده از روش‌های تجزیه مقادیر منفرد و تبدیل فوریه و کاهش لگاریتمی قادر به استخراج فرکانس‌های مودال، نسبت میرایی خواهد بود. هدف این پژوهش شناسایی خواص دینامیکی سازه‌ها (فرکانس و نسبت‌ای میرایی) با استفاده از اندازه‌گیری ویدیویی و تصویر (فقط بر اساس خروجی) مبتنی بر فاز تصویر است، بدین تربیت برای اعتبارسنجی روش پیشنهادی از 2 نمونه پانل دیواری شامل یک نمونه بتنی و یک نمونه کاه‌گلی که از قبل تحت بارگذاری قرارگرفته بودند و سختی آن‌ها به‌طور میانگین 90% کاهش‌یافته، استفاده‌شده است. نتایج نشان می‌دهد که روش پیشنهادی توانسته است فرکانس‌ها و نسبت‌های میرایی پانل‌ها را با خطای کمتر از 2% استخراج نماید

Dynamic identification of sandwich panels by video measurement

Experimental or operational modal analysis typically requires the physical connection of a sensor to measure the vibration of a structure. Physically connected sensors can affect the mass loading of lightweight structures. Also, these sensors are usually located in limited numbers at different discrete points into each other on the surface of the structure, which reduces the resolution for damage location and correlation and model optimization on a large scale. As a non-contact method, digital video cameras are relatively inexpensive, fast, and capable of providing high spatial resolution, measurement, and simulation at the same time. In this research, a steerable pyramid filter is applied to the video frames resulting from the vibration of the structure to extract the local phases of the pixels encoded in the image. Then, the damping ratio and modal frequencies will be able to extract by applying the technique of blind separation of sources on the image phase and by using the single value decomposition and Fourier transform and logarithmic reduction. This study aims to identify the structural dynamic of structures (frequency and damping ratio) using video and image measurement (output only) based on the image phase, to validate the proposed method, used 2 wall sandwich panel samples that have already been loaded and their hardness has been reduced by an average of 90% have been. Then the dynamics of a steel cleat are also identified. The results show that the proposed method has been able to extract the frequencies and damping ratios of the panels with an error of less than 2%.