ANALIZA CZĘSTOTLIWOŚCIOWA ODPOWIEDZI AKUSTYCZNEJ WZBUDZANEJ MECHANICZNIE PŁYTY STALOWEJ

(1)

P O Z NA N UN I V E R S ITY O F TE C H N O LO GY A C A D E M IC J O U R N AL S

No 93 Electrical Engineering 2018

DOI 10.21008/j.1897-0737.2018.93.0027

__________________________________________

* Politechnika Poznańska

Arkadiusz DOBRZYCKI

^*

, Anna KNITTER-PIĄTKOWSKA

^*

ANALIZA CZĘSTOTLIWOŚCIOWA ODPOWIEDZI AKUSTYCZNEJ WZBUDZANEJ

MECHANICZNIE PŁYTY STALOWEJ

W przypadku konstrukcji budowlanych niezbędna jest wiedza o stanie ich poszczegól- nych elementów, w szczególności w miejscach narażonych duże obciążenia. Znajomość tego stanu ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo użytkowania tychże. Powyższy powód jest przyczynkiem do opracowywania nowych i udoskonalania istniejących metod diagnostycznych. Szczególnie wartościowe są te metody, które pozwalają na wykonanie diagnostyki w sposób bezinwazyjny (nie wymagający wyłączenia obiektu z użytku na czas pomiaru).

W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań nad możliwościami wykorzystania metody akustycznej w analizie stanu metalowych konstrukcji budowlanych. Przedstawio- no koncepcję pomiarową, zbudowane stanowisko pomiarowe oraz sposób prowadzenia pomiarów. Ponadto zaprezentowano wyniki badań wstępnych, mających na celu wskazanie w widmie zarejestrowanych sygnałów częstotliwości dominujących. Zbadano wpływ podłoża, na którym umieszczano płytę oraz liczbę i rodzaj uszkodzeń na widmo zarejestrowanych sygnałów akustycznych.

SŁOWA KLUCZOWE: badania nieniszczące, diagnostyka konstrukcji budowlanych, metoda emisji akustycznej, transformata Fouriera.

1. WPROWADZENIE

Świadomość potrzeby monitorowania konstrukcji (SHM – structural health monitoring) i wykrywaniu uszkodzeń w jak najwcześniejszym stadium jest zagadnieniem obecnym w środowiskach inżynierów różnych specjalności. Me- tody identyfikacji uszkodzeń rozwijano przez wiele lat. W ostatnim okresie znacząco wzrosła rola metod nieniszczących (NDT – nondestructive testing).

Istotą NDT jest zlokalizowanie uszkodzenia w elemencie konstrukcyjnym bez zmiany jego własności i funkcjonalności. Wykrycie uszkodzenia jest pierwszym poziomem bardziej ogólnego problemu jakim jest identyfikacja defektu. Dalsza analiza i wynikające z niej stopnie identyfikacji zawierają: klasyfikację i powagę uszkodzenia, określenie jego położenia, prognozę prawdopodobień-

(2)

324 Arkadiusz Dobrzycki, Anna Knitter-Piątkowska

stwa zniszczenia elementu lub całej konstrukcji oraz oszacowanie pozostałego możliwego czasu użytkowania konstrukcji.

Najprostszą metodą oceny stanu konstrukcji są badania wizualne. Celem ba- dań jest głównie ocena stanu powierzchni (np. zmiany korozyjne czy erozyjne, pęknięcia), kontrola odchyłek kształtu, połączeń (zwłaszcza spawanych), wreszcie kontroli obiektu po jego naprawie. Badania radiograficzne [20] są uważane za metodę badań nieniszczących o bardzo dużej wiarygodności. Dzie- dzinami jej stosowania są praktycznie wszystkie procesy wytwarzania i eksploatacji urządzeń przemysłowych. Należy również wspomnieć o metodach opar- tych na działaniu pola magnetycznego [15], czy też prądów wirowych [6], które polegają na wzbudzaniu zmiennego pola elektromagnetycznego w badanym materiale i odbieraniu jego reakcji przez sondę badawczą i defektoskop prądo- wirowy. Analiza wartości zmian pola elektromagnetycznego, amplitudy oraz przesunięcia fazowego napięcia i natężenia pozwala na bardzo precyzyjną oce- nę stanu badanego materiału. Należy jednak zaznaczyć, że jest to metoda po- wierzchniowa i badane mogą być tylko wyroby metalowe na głębokość od kilku do kilkunastu milimetrów. Metody termowizyjne bazują na analizie rozkładu pola temperatury na powierzchni badanych obiektów. W zagadnienia związane z termowizją w bardzo przystępny sposób wprowadza pozycja [17]. Monografia zawiera opis stanu wiedzy w zakresie teorii, narzędzi, metod pomiaru temperatury i sposobów jej dalszej obróbki oraz przykłady praktycznego wykorzystania termowizji w różnych dziedzinach nauki i techniki. Zagadnienia związane z detekcją uszkodzeń za pomocą dyskretnej transformacji falkowej pola temperatury na powierzchni ciała podczas procesów stacjonarnego i niestacjonarnego przepływu ciepła przedstawiono w [22].

Istotną rolę w monitorowaniu konstrukcji i wykrywaniu uszkodzeń mają metody oparte na analizie modalnej. Wykorzystują one charakterystyki dynamiczne konstrukcji takie jak częstości i postaci drgań własnych, lub wielkości tłumienia.

Pojawienie się defektu w konstrukcji skutkuje redukcją sztywności i wzrostem tłumienia. Redukcja sztywności z kolei powoduje zmniejszenie częstości drgań własnych i zmianę postaci drgań własnych. Już 70 lat temu opisano związek między częstością drgań własnych a wprowadzeniem rysy w belce stalowej [7].

Zatem stosunkowo proste pomiary drgań konstrukcji in situ i uzyskanie infor- macji o częstości drgań własnych, tłumienia i postaciach drgań własnych umoż- liwiają detekcję defektu.

Obszernego przeglądu literatury z ostatnich 30 lat dotyczącego detekcji, loka- lizacji i charakterystyki uszkodzenia konstrukcji metodami wykorzystującymi zmiany drgań w pomierzonych odpowiedziach konstrukcji podjęli się Doebling et al. [5]. Problem detekcji uszkodzeń w belkach metodami wibracyjnymi pod- jęto między innymi w [13], w płytach w [18], a w ramach w [12].

Globalna dynamiczna odpowiedź konstrukcji bywa mało wrażliwa na lokalne, małe zmiany wywołane przez defekty, podjęto zatem próby zwiększenia wraż-

(3)

Analiza częstotliwościowa odpowiedzi akustycznej … 325

liwości metod wibracyjnych. W pracy [1] wprowadzono do konstrukcji dodat- kowy parametr w postaci sprężystej lub sztywnej podpory oraz masy, a w [10]

w celu ulepszenia eksperymentu wprowadzono do układu dodatkową masę sku- pioną z bezwładnością translacyjną oraz obrotową. Odpowiedź konstrukcji dla różnych postaci drgań własnych w postaci wektora przemieszczeń, kątów obrotu i krzywizn poddawano transformacji falkowej. Transformacja falkowa pozwala efektywnie analizować sygnały niestacjonarne [2,3,4] . Dzięki możliwości wie- lorozdzielczej dekompozycji (MRA – multiresolution analysis) [16] bardzo do- brze wydobywa, nawet małe, lokalne zaburzenia z sygnału globalnej odpowiedzi konstrukcji, co często wiąże się z ogromną liczbą danych. Jest zatem obiecują- cym narzędziem do identyfikacji konstrukcji każdego typu: belki [9], płyty [8], czy kratownicy [11]. Ponadto, jeśli analizę falkową zastosuje się do identyfikacji defektu, wystarczy przetworzyć dane uzyskane z konstrukcji uszkodzonej bez potrzeby porównywania z sygnałem konstrukcji nieuszkodzonej. Jest to podsta- wowa zaleta tej metody, ponieważ w rzeczywistych eksperymentach sygnał odpowiedzi konstrukcji nieuszkodzonej jest zwykle niedostępny, a model nume- ryczny może nie odwzorowywać precyzyjnie rzeczywistości.

Przez wiele lat rozwijano analityczne metody wykorzystujące zjawisko propagacji fal, wykorzystując znany fakt, że nieciągłości materiału zaburzają roz- chodzenie się fal sprężystych w ciałach stałych. Zmiany w propagacji fal sprę- żystych zaobserwowane w elemencie konstrukcyjnym mogą być pomocne w wykrywaniu uszkodzeń lub identyfikacji parametrów materiałowych tego elementu, np. w pracy [14] zaprezentowano zastosowanie metody elementów spektralnych do problemów rozchodzenia się fal sprężystych w konstrukcjach jednowymiarowych.

Badania ultradźwiękowe [21] pozwalają wykryć pęknięcia, rozwarstwienia, porowatości i inne nieciągłości wewnątrz elementów poprzez pomiar prędkości rozchodzenia się fali ultradźwiękowej (akustycznej o wysokiej częstotliwości) w danej strukturze. Metody oparte na emisji akustycznej [19] stosuje się często do monitorowania konstrukcji już na etapie eksploatacji. Każdy element o ho- mogenicznej strukturze posiada własne częstotliwości rezonansowe. Poprzez wprowadzenie impulsowego wzbudzenia mechanicznego i przeanalizowanie struktury częstotliwościowej sygnału emisji akustycznej można wykryć defekty analizując zmiany częstotliwości rezonansowych obiektu.

W pracy przedstawiono wyniki analizy częstotliwościowej sygnałów akustycznych płyty stalowej bez uszkodzenia i z uszkodzeniem umieszczanej na różnych rodzajach podłoża.

(4)

2. METODA BADAWCZA

2.1. Generacja, pomiar i rejestracja sygnałów

Badania wpływu podłoża i rodzaju wzbudnika, a następnie rodzaju uszkodzenia na widmo zarejestrowanych sygnałów przeprowadzano z wykorzysta- niem stanowiska badawczego pokazanego na rys.1.

W skład tego stanowiska wchodzą: badana płyta stalowa, warstwa podłoża (w wymiarach znacznie większych od wymiarów próbki), wzbudnik (pręt sta- lowy o średnicy 6 mm – niesprężysty, albo owalny element z PCV pokryty gu- mą), przetwornik akustoelektryczny, przedwzmacniacz z filtrem i wzmacniacz, karta pomiarowa, komputer przenośny.

Rys.1 Schemat układu pomiarowego

Generowane sygnały mierzone przez przetwornik były wzmacniane i filtro- wane w przedwzmacniaczu. Następnie sygnał był wzmacniany i rejestrowany w postaci binarnej za pomocą karty pomiarowej w pamięci komputera.

Pomiary wykonywano w trzech seriach po pięć wzbudzeń dla różnych odle- głości od przetwornika. Tak przeprowadzany pomiar pozwala wyznaczyć uśrednione widmo sygnału – stanowiące podstawę do identyfikacji częstotliwo- ści dominujących w sygnale. Ponadto użycie dwóch elementów wzbudzających o różnych właściwościach mechanicznych (sprężystość, tłumienność) ma na celu wskazanie, jakiego tupu wzbudzenie wyraźniej zaznaczy pasmo dominują- ce. Próby te wykonano najpierw dla płyty nieuszkodzonej, a następnie powta- rzano dla każdego rodzaju uszkodzenia: niewielkiego zagłębienia, dużego za- głębienia, otworu, dwóch otworów.

Celem wykonania powyższych badań była weryfikacja czy rodzaj wzbudzenia oraz rodzaj uszkodzenia mogą wpływać na widmo fal sprężystych rozcho- dzących się w strukturze metalu.

2.2. Sposób analizy zarejestrowanych sygnałów

Dla celów przeprowadzenia analizy wykorzystano opracowaną w środowi- sku Matlab procedurę składającą się z następujących etapów: weryfikacja po-

(5)

prawnośc rzystaniem obliczenie tudowego

Ze wz z widmem mów zwi generowa

3.1. W

Na rys dla różny nieuszkod pomiarow oraz szum zarejestro toryjnym.

wane pod z: płyty b kładziny p

a)

Rys. 3. Wid

Analiza

i zapisu i po m transform e dyskretnej o.

zględu na po m szumów [3 ązanych z p anych przez a

3. PRZ

Wpływ podł

s. 2-8 przeds ych podłoży dzonej. Celem we, na które s

my wywołan owane w przy . Kolejne rys dczas wzbu budowlanej O

podłogowej,

dmo sygnału zar na stole pomia

częstotliwośc

obranie dany macji falkowe

transformaty otencjalnie n

3], dokonano przypadkowy

aparaturę.

ZYKŁADOW

łoża na widm

stawione są u oraz dla obu m odniesieni składają się p ne niedosko ypadku umie sunki (4-8) p udzania płyty OSB, wełny

sklejki.

Rys. 2. W

rejestrowanego arowym, przy w

ciowa odpowi

ych pomiarow ej, szumów y Fouriera (D

iskie składow o również rej ymi sygnałam

WE WYNI

mo częstotliw

sygnałów uśrednione w u zastosowan ia, na rys. 2 przypadkow nałością apa eszczenia pró przedstawiaj y umieszczo

mineralnej,

Widmo tła pom

b) o w przypadku u wzbudzeniu: me

iedzi akustycz

wych z pliku z analizowa DFT) i wykr

we widma, jestracji i wy mi pochodzą

IKI POMIA

wościowe za

widma zareje nych wzbudn

przedstawio we sygnały po aratury. Rys óbki bezpośr ą odpowiedn onej na po

styropianu

miarowego

umieszczenia b etalowym – a) g

znej …

u, usuwanie anego sygna reślenie widm

często porów ykreślono wi ącymi z otoc

ARÓW

arejestrowan

estrowanych ników dla st ono zarejestro

ochodzące z s. 3 pokazuj rednio na sto nio widma z dłożach wy ekstrudowan

adanej próbki b gumowym – b)

327

, z wyko- ału [2, 4], ma ampli- wnywalne

idmo szu- czenia lub

nych

sygnałów tanu płyty owane tło otoczenia je widmo ole labora- zarejestro- ykonanych

nego, wy-

bezpośrednio

(6)

328

a)

Rys. 4. W

a)

Rys. 5. Wid

a)

Rys. 6. Wid sty

a)

Rys. 7. Wid

Ark

Widmo sygnału z OSB,

dmo sygnału za wełny mine

dmo sygnału za yropianu ekstru

dmo sygnału za wykładzi

kadiusz Dobrzy

zarejestrowaneg przy wzbudzen

arejestrowanego ralnej, przy wz

arejestrowanego udowanego, prz

arejestrowanego iny, przy wzbud

ycki, Anna Kn

b) go w przypadku niu: metalowym

b) o w przypadku zbudzeniu: meta

b) o w przypadku zy wzbudzeniu:

b) o w przypadku dzeniu: metalow

nitter-Piątkow

u umieszczenia m – a) gumowym

umieszczenia b alowym – a) gu

umieszczenia b metalowym –

umieszczenia b wym – a) gumo

wska

a badanej próbk m – b)

badanej próbki n umowym – b)

badanej próbki n a) gumowym –

badanej próbki n owym – b)

ki na płycie

na warstwie

na warstwie – b)

na warstwie

(7)

a)

Rys. 8. Wid

Analiz

‒ pomija sztywn stotliw

‒ wyraźn elastyc Wynik zastosowa

3.2. Wpł

Ze wz strowanyc zaprezent badań wy

‒ płytkie

‒ zagłęb

‒ otwór

‒ dwa ot Dla ka badania w 25 cm od widma am uszkodzeń

Analiza

dmo sygnału za sklejki

zując powyżs alnie mały w nego pręta ja wości dominu ny wpływ p cznego.

ki te pozwala anie wzbudz

ływ uszkod

zględu na ob ch sygnałów owane dla p ybrano cztery

e (1 mm) zag bienie o średn o średnicy 9 twory o średn ażdego z prz wpływu podł

czujnika z k mplitudowe z

ń.

częstotliwośc

arejestrowanego i, przy wzbudze

sze wyniki m wpływ podł ako wzbudze ujących w sy podłoża na w

ają wskazać enia z pręta s

dzeń na wid

bserwacje zw w, badania w

przypadku, y, różniące si

głębienie o śr nicy 9,5 mm,

,5 mm, nicy 9,5 mm zypadków w łoża, tj. wyk krokiem 5 cm

zarejestrowa

ciowa odpowi

b) o w przypadku eniu: metalowy

można zaobse łoża na wid enia płyty i ygnałach (w p

widmo w pr jako odporn stalowego.

dmo częstot sygnałów

wiązane z w wpływu rodza

gdy płytę w ę przypadki rednicy 5,5 m ,

m.

wykonano po konano 25 wz m. Na rysunk

anych sygnał

iedzi akustycz

umieszczenia b ym – a) gumowy

erwować:

dmo w przy wyraźnie za przybliżeniu rzypadku sto niejsze na wa

tliwościowe

wpływem pod aju uszkodze wzbudzano p

uszkodzeń:

mm,

omiary jak d zbudzeń w o kach 9-12 prz łów dla posz

znej …

badanej próbki n ym – b)

ypadku wyko aznaczone pa 15-70 kHz), osowania wz

arunki środo

e zarejestro

dłoża na wid eń na widm prętem stalow

dla prób dot odległościach zedstawiono zczególnych

329

na warstwie

orzystania asmo czę- ,

zbudzenia owiskowe,

owanych

dmo reje- mo zostaną

wym. Do

tyczących h od 5 do względne rodzajów

(8)

330

Rys. 9. W

Rys. 10. W

Ark

Widmo sygnału

Widmo sygnału z (pozostaw

kadiusz Dobrzy

zarejestrowane zagłębienia (o

zarejestrowaneg wiono ok. 1mm

ycki, Anna Kn

ego w przypadk ok. 1 mm) o śre

go w przypadku m warstwę mate

nitter-Piątkow

u uszkodzenia p ednicy 5,5 mm

u uszkodzenia p eriału) o średnic

wska

płyty w postaci

płyty w postaci cy 9,5 mm

i płytkiego

zagłębienie

(9)

Rys. 11. W

Rys. 12.

Analiz rodzaju us

Obecn (rys. 3a – z zakresu relatywny Ponadto w około 90 k Wynik uszkodzeń wyższych

Analiza

Widmo sygnału

Widmo sygnał

zując powyżs szkodzenia n ność uszkodz

– widmo be 15-40 kHz.

y wzrost udz w przypadku

kHz, jednakż ki te pozwala ń może być h częstotliwo

częstotliwośc

u zarejestrowane ś

łu zarejestrowan otworó

sze widma, m na rozkład cz zenia w posta ez uszkodze . W pozostał ziału w wid u pomiaru dla że ich udział ają wysunąć powiązany z ści.

ciowa odpowi

ego w przypadk średnicy 9,5 mm

nego w przypad ów o średnicy 9

można zauwa zęstotliwości aci zagłębien eń), a najwię łych przypad dmie częstot

a dwóch otw ł jest niewiel przypuszcze z pojawienie

iedzi akustycz

ku uszkodzenia m

dku uszkodzeni 9,5 mm

ażyć stosunk i w sygnale.

nia nie powo ększy udział dkach natom tliwości z pr worów pojaw

ki.

enie, że wzro em się w syg

znej …

a płyty w postac

ia płyty w posta

kowo niewiel oduje zmian w

ł mają częst miast, można rzedziału 50 wiają się częst ost liczby i ro gnałach pom

331

ci otworu o

aci dwóch

lki wpływ w widmie totliwości a wskazać 0-60 kHz.

totliwości ozległości miarowych

(10)

4. PODSUMOWANIE

Przeprowadzone badania dotyczyły możliwości wykorzystania widma amplitudowego zarejestrowanych drgań struktury płyty stalowej do oceny jej stanu, tzn. do identyfikacji obecności uszkodzeń. Przebadano również wpływ pod- łoża i rodzaju wzbudzenia (elastyczne, sztywne) na zarejestrowane sygnały.

Wstępne wyniki pomiarów pozwalają uznać podjęty kierunek prac za słuszny i mogący rozwinąć istotną gałąź diagnostyki jaką są badania nieniszczące.

Wykonane próby dowiodły, że wpływ podłoża, a pośrednio jego sprężystość nie zmienia widma amplitudowego sygnałów diagnostycznych, pod warunkiem wzbudzania płyty elementem niesprężystym.

Natomiast wpływ uszkodzeń na widmo jest stosunkowo niewielki i należy wziąć pod uwagę możliwość, że w warunkach terenowych, gdzie udział zakłó- ceń będzie znacznie większy, identyfikacja defektu w oparciu o ten parametr będzie utrudniona.

Podsumowując należy zauważyć, że przyjęta metoda, skuteczna w warunkach laboratoryjnych, wymaga dostosowania do warunków terenowych. Udo- skonalanie powinno polegać na określeniu innych, precyzyjniejszych parame- trów sygnału diagnostycznego, pozwalających na jednoznaczną identyfikację defektu w typowych warunkach terenowych.

LITERATURA

[1] Dems K., Mróz Z., Identification of damage in beam and plate structures using parameter-dependent frequency changes. Engineering Computations 18 (1/2), 2001, 96–120.

[2] Dobrzycki,A., Mikulski,S., Opydo,W., Analysis of acoustic emission signals accompanying the process of electrical treeing of epoxy resins, ICHVE 2014 - 2014 International Conference on High Voltage Engineering and Application, Poznan 2014.

[3] Dobrzycki,A., Mikulski,S., Using of continuous wavelet transform for de-noising signals accompanying electrical treeing in epoxy resins, Przeglad Elektrotechniczny, 2016, vol. 92, no 4, 26-29.

[4] Dobrzycki,A., Mikulski,S., Using of wavelet transform in the analysis of AE signals accompanying the process of epoxy resins electrical treeing, Przeglad Elektrotechniczny, 2016, vol. 92, issue 5, 221-223.

[5] Doebling S. W., Farrar C. R., Prime M. B., Shevitz D. W., Damage identification and health monitoring of structural and mechanical systems from changes in their vibration characteristics: A literature review. Report LA-13070-MS, UC-900, Los Alamos National Laboratory, New Mexico 87545, USA, May 1996.

[6] Gros X. E., An eddy current approach to the detection of damage caused by low- energy impacts on carbon fiber reinforced materials. Materials & Design 16(3), 1995, 167 – 173.

(11)

Analiza częstotliwościowa odpowiedzi akustycznej … 333

[7] Kirmser P. G., The effect of discontinuities of the natural frequency of beams.

Proc. American Society for Testing Materials, Philadelphia, PA, 1944.

[8] Knitter-Piątkowska A., Guminiak M., Hloupis G., Crack identification in plates using 1-D discrete wavelet transform, Journal of Theoretical and Applied Mechan- ics, 55, 2, 481-496, 2017.

[9] Knitter-Piątkowska A., Pozorski Z., Garstecki A., Application of discrete wavelet transformation in damage detection. Part I: Static and dynamic experyments.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences 13, 2006, 21-38.

[10] Knitter-Piątkowska A., Pozorski Z., Garstecki A., Detection of localized damage using dynamic response fields and wavelet transformation. Proc.17^th International Conference on Computer Methods in Mechanics CMM-2007, June 19-22, 2007, Łódź-Spała, Poland.

[11] Knitter-Piątkowska A., Guminiak M., Przychodzki M., Application of Discrete Wavelet Transformation to defect detection in truss structures with rigidly con- nected bars, Engineering Transactions, 64, 2, 157−170, 2016.

[12] Kokot S., Zębaty Z.,Vibration based stiffness reconstruction of beams and frames by observing their rotations under harmonic excitations – Numerical analysis. En- gineering Structures 31(7), 2009, 1581-1588.

[13] Krawczuk M., Ostachowicz W. M., Modelling and vibration analysis of a cantile- ver composite beam with a transverse open crack. Journal of Sound and Vibration 183(1), 1995, 69-89.

[14] Kudela P., Krawczuk M., Ostachowicz W., Wave propagation modelling in 1D structures using spectral finite elements. Journal of Sound and Vibration 300, 2007, 88-100.

[15] Lee J., Seo D.-W., Shoji T., Numerical consideration of magnetic camera for quantitative nondestructive evaluation. Key Engineering Materials 270 – 273, 2004, 630 – 635.

[16] Mallat S., A theory for multiresolution signal decomposition: the wavelet repre- sentation. IEEE Trans. Pattern Anal. and Machine Intell. 11, 1989, 674-693.

[17] Minkina W., Pomiary termowizyjne – przyrządy i metody. Wydawnictwa Poli- techniki Częstochowskiej, Częstochowa, 2004.

[18] Ostachowicz W. M., Kaczmarczyk S., Vibrations of composite plates with SMA fibres in a gas stream with defects of the type of delamination. Composite Struc- tures 54, 2001, 305-311.

[19] Rogers L. M., Crack detection using acoustic emission methods – fundamentals and applications. Key Engineering Materials 293 – 294, 2005, 33-48.

[20] Shinoda K., Morotomi R., Mukai K., Yoshiara T., Shirai M., Miyamoto H., Appli- cation of digital radiography to aerospace-craft. Key Engineering Materials 270- 273, 2004, 1361 – 1365.

[21] Zhang G., Hu H., Ta D., Ultrasonic detection of the metallurgical defects in the steel and its evaluation by neural networks based on the wavelet transform noise suppression. Key Engineering Materials 270 – 273, 2004, 160-167.

[22] Ziopaja K., Pozorski Z., Garstecki A., Application of discrete wavelet transformation in damage detection. Part II: Heat transfer experiments. Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences 13, 2006, 39-51.

(12)

FREQUENCY ANALYSIS OF ACOUSTIC SIGNALS OF AN EXCITED STEEL PLATE

In the case of building structures, it is necessary to know the status of their individu- al elements, in particular in places subject to high loads. Knowledge of this state has a direct impact on the safety of using these. The above reason is a contribution to devel- oping new and improving existing diagnostic methods. The methods that allow non- invasive diagnostics (which does not require excluding the object from use during the measurement period) are particularly valuable.

The article presents the results of preliminary research on the possibilities of using the acoustic method in the analysis of the condition of metal building constructions. The measurement concept, the built-in measuring stand and the way of carrying out the measurements are presented. In addition, the results of preliminary tests to show the recorded signals of dominant frequencies in the spectrum have been presented. The influence of the substrate on which the plate was placed and the number and type of damage to the spectrum of recorded acoustic signals were investigated.

(Received: 02.02.2018, revised: 02.03.2018)