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]
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
华仔应助二月水火采纳,获得10
刚刚
WHT完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
思源应助舒服的成威采纳,获得30
1秒前
李健的小迷弟应助wise111采纳,获得10
1秒前
1秒前
bonnie完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
墨菲发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
ZXCVB完成签到,获得积分10
2秒前
唐小刚完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
王博雅发布了新的文献求助10
4秒前
加油少年发布了新的文献求助10
4秒前
庄杰发布了新的文献求助10
6秒前
安琦发布了新的文献求助10
6秒前
gong发布了新的文献求助10
6秒前
NexusExplorer应助动听的谷秋采纳,获得10
6秒前
雨雨应助王小可采纳,获得10
6秒前
英俊的铭应助YZ采纳,获得10
7秒前
White.K发布了新的文献求助10
7秒前
uu关注了科研通微信公众号
7秒前
springlover完成签到,获得积分10
7秒前
约定发布了新的文献求助10
7秒前
bkagyin应助xxx采纳,获得10
7秒前
萨芬撒完成签到,获得积分10
7秒前
Xixicccccccc发布了新的文献求助10
7秒前
专注的问寒举报MC番薯求助涉嫌违规
8秒前
CipherSage应助Alan采纳,获得10
8秒前
xcm77发布了新的文献求助10
8秒前
释棱完成签到 ,获得积分10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
Ayn发布了新的文献求助10
9秒前
You发布了新的文献求助10
9秒前
10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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5727863
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5310392
关于积分的说明 15312447
捐赠科研通 4875237
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2618649
邀请新用户注册赠送积分活动 1568278
关于科研通互助平台的介绍 1524932