Symulacja MES pomiaru drgań dźwigara kratowego przy pomocy rozłożonych czujników piezoelektrycznych

W pracy przedstawiono modelowanie i symulację numeryczną drgań dźwigara kratowego z umocowanymi na powierzchniach prętów czujnikami piezoelektrycznymi, przeznaczonymi do monitorowania drgań dźwigara. W celu walidacji modelu MES, wykonano obliczenia drgań swobodnie podpartej belki z czujnikiem piezoelektrycznym metodą analityczną i MES. Uzyskano dobrą zgodność porównywanych wyników, co potwierdza poprawność modelu MES badanego układu. Następnie, zbudowano uproszczony model MES dźwigara kratowego. Model ten został zastosowany do wyznaczenia charakterystyk dynamicznych przemieszczeń dźwigara oraz napięć generowanych w czujnikach piezoelektrycznych.

In this paper modelling and numerical simulations of the truss girder with the piezoelectric sensors mounted on the surface of the girder members are presented. The sensors are applied to monitoring of the girder vibration. For validation a simply supported beam with piezoelectric sensor is calculated using the FEM and the analytical approach. The results achieved by both methods are in a good agreement and confirm the FE model correctness. Afterwards, a simplified FE model of the truss girder was created. The model was used to calculate dynamic characteristics of both the girder displacements and the voltage generated by the sensors.