Математична модель динаміки випускання сигналу в системах сейсмоакустичного моніторингу будівельних конструкцій
Тип публікації :
Стаття
Дата випуску :
21 березня 2025 р.
Автор(и) :
Мостовий, Василь
Мова основного тексту :
Англійська
eKNUTSHIR URL :
Випуск :
2(8)
ISSN :
2707-1758
Початкова сторінка :
74
Кінцева сторінка :
84
Цитування :
[APA 7] Мостовий, В. (2025). Mathematical model of the signal emission dynamics in seismic-acoustic monitoring systems of building structures. Безпека інформаційних систем і технологій, (2(8)), 74–84. https://doi.org/10.17721/ISTS.2024.8.74-84
[ДСТУ] Мостовий В. Mathematical model of the signal emission dynamics in seismic-acoustic monitoring systems of building structures. Безпека інформаційних систем і технологій. 2025. no. 2(8). P. 74—84. DOI: 10.17721/ISTS.2024.8.74-84 (date of access: 25.07.2026).
В с т у п . Представлено математичну модель автоматизованих систем сейсмоакустичного моніторингу будівельних конструкцій, яка дозволить оцінити динаміку утворення тріщин у будівельних конструкціях із метою попередження руйнування досліджуваних об'єктів. Сейсмоакустичне поле, яке генерують об'єкти дослідження, відображається в матрицю інформативних параметрів, динаміка якої характеризує динаміку стану об'єкта. Для оцінювання динаміки високочастотних сигналів, які генеруються тріщинами, що виникають у процесі експлуатації споруди, доцільно використовувати динаміку емісії, яку породжують ці сигнали. Для цього, з погляду фізичної доцільності, має сенс вибору моделі, яка характеризує динаміку високочастотного діапазону спектра. А саме, в роботі представлено алгоритм, заснований на теоремі для стаціонарних у широкому сенсі процесів.
М е т о д и . Процес старіння може бути відображений у простір ознак, який може бути зведений до множини параметрів, що характеризують пружні властивості матеріалів, які формують досліджувані об'єкти. Оскільки швидкості розповсюдження та форма поздовжніх і поперечних хвиль у матеріалі залежать від пружних параметрів цих матеріалів (коефіцієнта Пуассона та модуля Юнга), то зміна вказаних параметрів призводить до змін спектральних характеристик емісійних сигналів, які виникають у старіючому матеріалі. Будь-який перерозподіл енергії у матеріалі супроводжується виникненням сигналів, що генерують емісію. Динаміка параметрів сигналу емісії відображає зміну пружних властивостей досліджуваного об'єкта. Можливі причини змін внутрішньої структури – це виникнення та збільшення тріщин, фазові переходи в монолітних матеріалах і розпушення складових. Це означає, що зміни динамічних параметрів сигналів емісії пов'язані з динамічними характеристиками вказаного об'єкта.
Р е з у л ь т а т и . Запропоновано математичну модель старіння будівельної конструкції. Ця модель старіння об'єкта має враховувати природу зовнішніх впливів на об'єкт і природу його реакції на зовнішні збурення. З урахуванням наявності стохастичного фонового шуму під час моніторингу, у моделі слід прийняти лише статистичний характер цієї залежності. Вказану модель реалізовано на корпусі № 3 (келії) Києво-Печерської лаври.
В и с н о в к и . Два етапи дослідження динаміки емісії корпусу № 3 Києво-Печерської лаври показали, що за даний інтервал часу зміна характеристик емісії цього об'єкта перебуває в межах похибки вимірювання. Отже, для адекватного оцінювання динаміки емісії, що генерується тріщинами, які виникають у процесі експлуатації корпусу № 3 Києво-Печерської лаври, необхідно використовувати статистику на інтервалі часу в кілька десятиліть. Для розв'язання цієї задачі необхідно проводити постійний сейсмоакустичний моніторинг будівельної конструкції.
М е т о д и . Процес старіння може бути відображений у простір ознак, який може бути зведений до множини параметрів, що характеризують пружні властивості матеріалів, які формують досліджувані об'єкти. Оскільки швидкості розповсюдження та форма поздовжніх і поперечних хвиль у матеріалі залежать від пружних параметрів цих матеріалів (коефіцієнта Пуассона та модуля Юнга), то зміна вказаних параметрів призводить до змін спектральних характеристик емісійних сигналів, які виникають у старіючому матеріалі. Будь-який перерозподіл енергії у матеріалі супроводжується виникненням сигналів, що генерують емісію. Динаміка параметрів сигналу емісії відображає зміну пружних властивостей досліджуваного об'єкта. Можливі причини змін внутрішньої структури – це виникнення та збільшення тріщин, фазові переходи в монолітних матеріалах і розпушення складових. Це означає, що зміни динамічних параметрів сигналів емісії пов'язані з динамічними характеристиками вказаного об'єкта.
Р е з у л ь т а т и . Запропоновано математичну модель старіння будівельної конструкції. Ця модель старіння об'єкта має враховувати природу зовнішніх впливів на об'єкт і природу його реакції на зовнішні збурення. З урахуванням наявності стохастичного фонового шуму під час моніторингу, у моделі слід прийняти лише статистичний характер цієї залежності. Вказану модель реалізовано на корпусі № 3 (келії) Києво-Печерської лаври.
В и с н о в к и . Два етапи дослідження динаміки емісії корпусу № 3 Києво-Печерської лаври показали, що за даний інтервал часу зміна характеристик емісії цього об'єкта перебуває в межах похибки вимірювання. Отже, для адекватного оцінювання динаміки емісії, що генерується тріщинами, які виникають у процесі експлуатації корпусу № 3 Києво-Печерської лаври, необхідно використовувати статистику на інтервалі часу в кілька десятиліть. Для розв'язання цієї задачі необхідно проводити постійний сейсмоакустичний моніторинг будівельної конструкції.
Ключові слова :
seismoacoustic monitoring seismoacoustic emission mathematical model seismoacoustic signal matrix of informative parameters of the model aging of structures сейсмоакустичний моніторинг сейсмоакустична емісія математична модель сейсмоакустичний сигнал матриця інформативних параметрів модел старіння конструкцій
Галузі знань та спеціальності :
12 Інформаційні технології
Галузі науки і техніки (FOS) :
Інженерія та технології
Файл(и) :![Ескіз]()
Вантажиться...
Формат :
Adobe PDF
Розмір :
663.18 KB
Контрольна сума :
(MD5):4b08306cd6948a6842ecce829e951f96
Якщо не вказано інше, ця робота розповсюджується на умовах ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International