A nonlinearity-sensitive approach for detection of “breathing” cracks relying on energy modulation effect

声学 调制(音乐) 非线性系统 能量(信号处理) 呼吸 物理 材料科学 机械 生物系统 计算机科学 结构工程 控制理论(社会学) 统计 数学 工程类 人工智能 生物 麻醉 医学 量子力学 控制(管理)
作者
Maosen Cao,Qitian Lu,Zhongqing Su,Maciej Radzieński,Wei Xu,Wiesław Ostachowicz
出处
期刊:Journal of Sound and Vibration [Elsevier BV]
卷期号:524: 116754-116754 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.jsv.2022.116754
摘要

• We propose a nonlinearity-sensitive approach for the detection of “breathing” cracks. • The energy modulation effect with its physical sense is reported. • The quadratic Teager-Kaiser energy can enhance hidden higher harmonics. • The approach is experimentally validated by non-contact laser measurement. For a cracked structural component under a single-tone harmonic excitation, the opening-closing motion of the “breathing” crack can lead to higher harmonics in its steady-state responses, which can be efficient indicators for the detection of the crack. Nevertheless, when the opening-closing motion of a “breathing” crack is slight, higher harmonics can become barely visible in frequency spectra and seem to be hidden. As a consequence, the crack can hardly be detected by such hidden higher harmonics. Addressing this problem, this study proposes a nonlinearity-sensitive approach for the detection of “breathing” cracks. In particular, a novel phenomenon of energy modulation effect (EME) is reported, based on which a new concept of quadratic Teager-Kaiser energy (Q-TKE) is formulated. Hidden higher harmonics can be considerably enhanced in Q-TKEs, such that “breathing” cracks can be readily detected. A physical insight into the mechanism of the EME is provided. The approach is numerically verified using the finite element method and experimentally validated through non-contact laser measurement. The results suggest that hidden higher harmonics can be considerably enhanced in the Q-TKEs and become sensitive indicators to manifest the occurrence of the cracks, suitable for the detection of initial fatigue cracks.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
林千万应助蛋斤采纳,获得10
刚刚
打打应助蛋斤采纳,获得10
刚刚
zac2023发布了新的文献求助10
刚刚
顾矜应助愉快的莹采纳,获得10
1秒前
所所应助安详的雁芙采纳,获得10
1秒前
朱洪帆发布了新的文献求助10
2秒前
英姑应助刻苦思枫采纳,获得10
2秒前
yhuang完成签到,获得积分10
3秒前
wuwu完成签到,获得积分10
3秒前
花花发布了新的文献求助10
5秒前
zsq发布了新的文献求助10
5秒前
flzt完成签到 ,获得积分10
5秒前
顺利凌兰完成签到,获得积分10
6秒前
大个应助酷酷的大米采纳,获得10
6秒前
朝明完成签到 ,获得积分10
6秒前
虚幻凌晴完成签到,获得积分10
6秒前
瘦瘦的老三完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
songyl完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
快乐香水完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
YSY完成签到,获得积分10
10秒前
愉快的莹完成签到,获得积分20
10秒前
shshjzh完成签到,获得积分10
11秒前
心随以动发布了新的文献求助10
11秒前
John完成签到 ,获得积分10
13秒前
orixero应助雨萌采纳,获得10
13秒前
追寻问安发布了新的文献求助10
13秒前
王志新完成签到 ,获得积分10
13秒前
ysn发布了新的文献求助10
13秒前
zz发布了新的文献求助10
13秒前
wj发布了新的文献求助10
13秒前
Shmily完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
lindo完成签到 ,获得积分10
14秒前
Reset完成签到,获得积分10
14秒前
妍宝贝完成签到 ,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7364045
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8972990
关于积分的说明 19072909
捐赠科研通 7008909
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3223773
关于科研通互助平台的介绍 2387533
邀请新用户注册赠送积分活动 2204605