Structural Dynamics Laboratory for Verification and Validation (LVV) Across Scales and Environments

用于跨尺度和环境验证和确认 (LVV) 的结构动力学实验室

基本信息

  • 批准号:
    EP/N010884/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 95.03万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2016 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Engineering structures have three distinct phases of life: design/commission, operation and decommission; each with associated costs. Advances in structural dynamics hold the key to hugely reducing the costs of the first two phases. Structural dynamic Validation and Verification (V&V) promises increased trust in physical models to the extent that much first phase testing could be moved into a virtual/computational context. Currently, V&V is almost always conducted in standard laboratory conditions rather than in real operational environments; this is a critical barrier to building trust in models. In the operational phase of life, structural health monitoring (SHM) can allow movement from a safe life design philosophy (where the structure is retired after a fixed time) to a damage tolerant one (where the monitoring allows use as long as the structure is deemed to be healthy). This allows significant reductions in engineering reserve (or safety) factors, allowing lighter, greener, safer structures. SHM also allows the possibility of extending the lifetime of existing structures (e.g. extending the lifetime of 0.7% of EU bridge inventory by 10 years would save in the region of 3 billion Euros). A major technological barrier to SHM uptake is the fact that environmental variations can be confused with damage and can thus generate false alarms, reducing effectiveness of, and trust in, the systems. Furthermore, current V&V and SHM research on the effect of environmental variations is almost always limited to small-scale structures and components, requiring a leap of faith in the extrapolation to full-scale. The facility proposed here will aim to solve the two major problems discussed above by providing a capability to test at fullscale and across realistic environments. The LVV will offer the unique capapility of taking research from its most most fundamental concepts (Technology Readiness Level 0) to the point (Technology Readiness Level 7) where it is directly accessible to immediate industrial uptake.
工程结构具有三个不同的生命阶段:设计/调试、运行和退役;每个都有相关的成本。结构动力学的进步是大幅降低前两个阶段成本的关键。结构动态验证和验证(V&V)承诺增加对物理模型的信任,以至于许多第一阶段测试可以转移到虚拟/计算环境中。目前,V&V 几乎总是在标准实验室条件下进行,而不是在实际操作环境中进行;这是建立模型信任的关键障碍。在寿命运行阶段,结构健康监测 (SHM) 可以实现从安全寿命设计理念(结构在固定时间后退役)转变为损伤容忍设计理念(只要结构在使用状态下,监测就允许使用)被认为是健康的)。这可以显着降低工程储备(或安全)系数,从而实现更轻、更环保、更安全的结构。 SHM 还可以延长现有结构的使用寿命(例如,将欧盟 0.7% 桥梁库存的使用寿命延长 10 年将节省约 30 亿欧元)。采用健康监测的一个主要技术障碍是环境变化可能与损害相混淆,从而产生误报,降低系统的有效性和信任度。此外,当前关于环境变化影响的 V&V 和 SHM 研究几乎总是局限于小规模的结构和部件,需要在外推到全尺寸方面有很大的信心。这里提出的设施旨在通过提供在现实环境中进行全面测试的能力来解决上面讨论的两个主要问题。 LVV 将提供独特的能力,将研究从最基本的概念(技术成熟度 0 级)提升到可直接应用于工业领域的水平(技术成熟度 7 级)。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Investigating Experimental Repeatability and Feature Consistency in Vibration-Based SHM
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  • DOI:
    10.48550/arxiv.2307.06263
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Dardeno T
  • 通讯作者:
    Dardeno T
Case study of connectivity of digital twins and experimental systems
数字孪生和实验系统连接的案例研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bonney M.
  • 通讯作者:
    Bonney M.
Modelling variability in vibration-based PBSHM via a generalised population form
通过广义总体形式对基于振动的 PBSHM 的可变性进行建模
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
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    Keith Worden
  • 通讯作者:
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