Structural health monitoring using the continuous wavelet transform method

Smyrniotis, Nikolaos; Σμυρνιώτης, Νικόλαος

dc.contributor.author	Smyrniotis, Nikolaos	el
dc.contributor.author	Σμυρνιώτης, Νικόλαος	en
dc.date.accessioned	2024-06-17T09:40:06Z
dc.date.available	2024-06-17T09:40:06Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59714
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27410
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Δομοστατικός Σχεδιασμός και Ανάλυση των Κατασκευών”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Wavelet	en
dc.subject	Ridges	en
dc.subject	Structural Monitoring	en
dc.subject	Structural Damages	en
dc.subject	Modal Parameters	en
dc.subject	Κυματίδιο	el
dc.subject	Δομική Παρακολούθηση	el
dc.subject	Δομικές Αστοχίες	el
dc.subject	Ιδιοχαρακτηριστικά	el
dc.title	Structural health monitoring using the continuous wavelet transform method	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Signal Processing	en
heal.classification	Επεξεργασία Σημάτων	el
heal.classification	Continuous Wavelet Transform	en
heal.classification	Μετασχηματισμός Κυματιδίων	el
heal.classification	Structural Health Monitoring	en
heal.classification	Modal Analysis	en
heal.classification	Ιδιομορφική Ανάλυση	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-03-27
heal.abstract	Structural Health Monitoring (SHM) is a process of implementing a damage detection strategy in structures to evaluate the condition of existing structures to ensure the safety of users in the future. The changes in the material, geometric and/or structural properties affect structural responses, which can be captured and analyzed for condition assessment. Various vibration–based damage detection algorithms have been developed in the past decades. Among them, the method of the Continuous Wavelet Transform (CWT) gained popularity as an efficient method of signal processing to create a framework to identify model properties and detect damage in structures. In this study, the application of wavelet transform for identification of modal parameters and damage detection is presented and numerically verified through verification examples. The method is developed in MATLAB and then, it is used in various cases, such as in the Z24 road bridge in Switzerland. The results are compared with those obtained from other calculation methods as the Fast Fourier Transform (FFT), and moreover with the use of the Modal Analysis Software “ARTeMIS Modal”. It is shown that the CWT used for output–only identification and damage detection yields good agreement with the results from ARTeMIS Modal. The incorporation of noise in the signals and the methods’ sensitivity in modal parameter identification are also investigated. Furthermore, an attempt is made to reconstruct the signals in non–significant noise situations, through the Hilbert transform and the analytical signal.	en
heal.abstract	Η Παρακολούθηση της Δομικής Υγείας – Structural Health Monitoring (SHM) – είναι μία διαδικασία εφαρμογής στρατηγικής ανίχνευσης αστοχιών για την αξιολόγηση της κατάστασης υφιστάμενων κατασκευών, ώστε να διασφαλισθεί η ασφάλεια των χρηστών στο μέλλον. Οι αλλαγές στο υλικό, στις γεωμετρικές ή/και δομικές ιδιότητες επηρεάζουν τις δομικές αποκρίσεις, οι οποίες μπορούν να αποτυπωθούν και να αναλυθούν για την εκτίμηση της κατάστασης της κατασκευής. Διάφοροι αλγόριθμοι ανίχνευσης αστοχιών που βασίζονται σε κραδασμούς έχουν αναπτυχθεί τις τελευταίες δεκαετίες. Μεταξύ αυτών, η μέθοδος του Συνεχή Μετασχηματισμού Κυματιδίων – Continuous Wavelet Transform Method (CWT) – κέρδισε δημοτικότητα ως μία αποτελεσματική μέθοδος στην επεξεργασία σημάτων για την δημιουργία ενός πλαισίου για τον εντοπισμό των ιδιοχαρακτηριστικών της κατασκευής και την ανίχνευση αστοχιών. Σε αυτήν την μελέτη παρουσιάζεται η εφαρμογή της μεθόδου του Συνεχή Μετασχηματισμού Κυματιδίων για την αναγνώριση των ιδιοτιμών αυτών και την ανίχνευση αστοχιών και επαληθεύεται αριθμητικά μέσω παραδειγμάτων. Η μέθοδος έχει αναπτυχθεί στο MATLAB και εφαρμόστηκε σε διάφορες περιπτώσεις, όπως στην περίπτωση της οδικής γέφυρας Z24 στην Ελβετία. Τα αποτελέσματα συγκρίνονται με αυτά που προέκυψαν από άλλες μεθόδους υπολογισμού όπως ο Fast Fourier Transform (FFT) και με την χρήση του λογισμικού ιδιομορφικής ανάλυσης “ARTeMIS Modal”. Αποδεικνύεται ότι ο CWT ως μέθοδος output–only και ανίχνευσης αστοχιών, αποδίδει καλή συμφωνία με τα αποτελέσματα του ARTeMIS Modal. Διερευνάται, επίσης, η ενσωμάτωση του θορύβου στα σήματα και η ευαισθησία των μεθόδων στην ταυτοποίηση των παραμέτρων των συστημάτων λόγω του θορύβου αυτού. Επιπλέον, γίνεται προσπάθεια ανακατασκευής των σημάτων σε καταστάσεις μη σημαντικού θορύβου, μέσω του μετασχηματισμού Hilbert και του αναλυτικού σήματος.	el
heal.advisorName	Fragiadakis, Michail	en
heal.advisorName	Φραγκιαδάκης, Μιχαήλ	el
heal.committeeMemberName	Φραγκιαδάκης, Μιχαήλ	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Βησσαρίων	el
heal.committeeMemberName	Τριανταφύλλου, Σάββας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	131 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false