Sobre el efecto de la variabilidad de muestreo intra y inter-nodo en los parámetros modales operacionales en una red...

Área de la Ciencia:

• Seguimiento de la salud estructural (SHM)
• Análisis basado en vibraciones
• Metrología

Sus antecedentes:

• Los parámetros modales operativos son clave para la SHM, pero las incertidumbres de tiempo en las redes de sensores distribuidos plantean desafíos.
• Los acelerómetros digitales MEMS en los sistemas SHM modernos requieren una sincronización precisa, ya que las irregularidades del reloj conducen a un muestreo no determinista.

Objetivo del estudio:

• Cuantificar el impacto de la variabilidad del tiempo en la estimación de parámetros modales en sistemas SHM distribuidos.
• Propagar las incertidumbres de tiempo a las cantidades modales utilizando un marco de Montecarlo.
• Evaluar la influencia de la variabilidad del reloj en las capacidades de detección de daños.

Principales métodos:

• Se ha utilizado la identificación estocástica basada en la covarianza (SSI-COV) para la identificación de parámetros modales.
• Empleó un marco basado en Montecarlo para propagar incertidumbres de tiempo.
• Irregularidades de reloj simuladas dentro y entre los nodos en un modelo de elemento finito de viga en voladizo de acero.

Principales resultados:

• La variabilidad del reloj afecta significativamente la estimación de la forma del modo e introduce sesgos sistemáticos en las frecuencias naturales y las relaciones de amortiguación.
• El aumento de la irregularidad en el tiempo conduce a intervalos de confianza más amplios, lo que indica una mayor incertidumbre en la identificación de parámetros modales.
• El estudio proporciona información metrológica sobre las limitaciones impuestas por la variabilidad del reloj en el SHM basado en vibraciones.

Conclusiones:

• La variabilidad del tiempo es un factor crítico que afecta a la fiabilidad de los sistemas SHM distribuidos.
• Se proporciona orientación para el diseño de sistemas de monitoreo robustos con nodos sincronizados de forma independiente.
• Comprender y mitigar los efectos de la variabilidad del reloj es esencial para la detección precisa de daños.