- Tytuł:
-
Hilbert-Twin – A Novel Hilbert Transform-Based Method To Compute Envelope Of Free Decaying Oscillations Embedded In Noise, And The Logarithmic Decrement In High-Resolution Mechanical Spectroscopy HRMS
Hilbert-twin - nowa metoda obliczeń obwiedni drgań swobodnie tłumionych zawierających szum i logarytmicznego dekrementu tłumienia w wysokorozdzielczej spektroskopii mechanicznej HRMS - Autorzy:
-
Magalas, L. B.
Majewski, M. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/353268.pdf
- Data publikacji:
- 2015
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
logarithmic decrement
mechanical spectroscopy
Hilbert transform
envelope
interpolated discrete Fourier transform
logarytmiczny dekrement tłumienia
spektroskopia mechaniczna
transformata Hilberta
obwiednia
interpolowana dyskretna transformata Fouriera - Opis:
-
In this work, we present a novel Hilbert-twin method to compute an envelope and the logarithmic decrement, δ, from exponentially damped time-invariant harmonic strain signals embedded in noise. The results obtained from five computing methods: (1) the parametric OMI (Optimization in Multiple Intervals) method, two interpolated discrete Fourier transform-based (IpDFT) methods: (2) the Yoshida-Magalas (YM) method and (3) the classic Yoshida (Y) method, (4) the novel Hilbert-twin (H-twin) method based on the Hilbert transform, and (5) the conventional Hilbert transform (HT) method are analyzed and compared. The fundamental feature of the Hilbert-twin method is the efficient elimination of intrinsic asymmetrical oscillations of the envelope, aHT (t), obtained from the discrete Hilbert transform of analyzed signals. Excellent performance in estimation of the logarithmic decrement from the Hilbert-twin method is comparable to that of the OMI and YM for the low- and high-damping levels. The Hilbert-twin method proved to be robust and effective in computing the logarithmic decrement and the resonant frequency of exponentially damped free decaying signals embedded in experimental noise. The Hilbert-twin method is also appropriate to detect nonlinearities in mechanical loss measurements of metals and alloys.
W pracy przedstawiono nową metodę Hilbert-twin, opartą na dyskretnej transformacie Hilberta, do obliczeń obwiedni wykładniczo tłumionych sygnałów odkształceń sprężystych zawierających w sobie szum oraz do estymacji logarytmicznego dekrementu tłumienia. Przeanalizowano i porównano wyniki obliczeń uzyskane z pięciu różnych metod: (1) metoda parametryczna OMI (Optimization in Multiple Intervals), dwie metody bazujące na interpolowanej dyskretnej transformacie Fouriera (IpDFT): (2) metoda Yoshida-Magalas (YM) i (3) klasyczna metoda Yoshidy (Y), (4) nowa metoda Hilbert-twin (H-twin), którą po raz pierwszy przedstawiono w niniejszej pracy oraz (5) klasyczna metoda obliczeń obwiedni z transformaty Hilberta (HT). Zaletą i fundamentalną cechą charakterystyczną metody H-twin jest skuteczne usunięcie typowych dla dyskretnej transformaty Hilberta asymetrycznych oscylacji obwiedni. Z tego właśnie względu metoda H-twin zapewnia bardzo dobrą estymację logarytmicznego dekrementu tłumienia, która jest porównywalna z metodami OMI i YM zarówno dla niskich, jak i wysokich poziomów tłumienia. Metoda H-twin jest niewrażliwa na szum i jest wyjątkowo skuteczna w precyzyjnym wyznaczaniu logarytmicznego dekrementu tłumienia oraz częstotliwości rezonansowej wykładniczo tłumionych drgań swobodnie tłumionych zawierających szum eksperymentalny. Metoda H-twin może również służyć do detekcji i analizy efektów nieliniowych występujących w trakcie pomiarów rozpraszania energii mechanicznej w metalach i stopach metali badanych metodą spektroskopii mechanicznej. - Źródło:
-
Archives of Metallurgy and Materials; 2015, 60, 2A; 1091-1098
1733-3490 - Pojawia się w:
- Archives of Metallurgy and Materials
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł