SHM

SHM (ang. Structural Health Monitoring) – monitorowanie stanu technicznego konstrukcji poprzez zastosowanie złożonego systemu kontrolno-pomiarowego (składającego się z czujników, członów wykonawczych, układów transmisji danych i jednostek obliczeniowych zintegrowanych z badanym obiektem) w celu detekcji, lokalizacji, identyfikacji i przewidywania rozwoju uszkodzeń, które mogą spowodować złe funkcjonowanie obiektu teraz lub w przyszłości.

Systemy SHM realizują ciągły pomiar różnych wielkości fizycznych (najczęściej przemieszczeń oraz temperatury), umożliwiając określanie innych, pośrednich wielkości fizycznych (np. odkształcenia, naprężenia, ugięcia, promienie krzywizny, rozkład pola naprężeń/temperatur, rejestracja procesu pełzania, pojawianie się pęknięć, przeciekanie, itp.), a następnie ich porównanie z wartościami krytycznymi.

Ogólne założenia dla systemów SHM sprowadzić można do tego, by:

• rejestrować zachowanie konstrukcji w okresie jej użytkowania (weryfikacja założeń i modeli przyjętych na etapie projektowania obiektu oraz określenie wytężenia poszczególnych elementów),
• zwiększać bezpieczeństwo obiektu podczas jego użytkowania (ciągły pomiar umożliwia kontrolowanie sposobu pracy konstrukcji w czasie pod wpływem zmieniających się obciążeń),
• informować o pojawiających się zagrożeniach ze strony samej konstrukcji (określenie postępu procesów degradacji stanu technicznego konstrukcji, a także prognozowanie ogólnie pojętej trwałości obiektu),
• lokalizować powstałe uszkodzenie oraz kontrolować pracę monitorowanego obiektu (określenie miejsca zaistniałej awarii i ewentualne wyłączenie urządzeń),
• wspierać prace remontowe w obszarze konstrukcji (podejmowanie racjonalnych decyzji, pozwalających na optymalne wykorzystanie środków przeznaczonych na utrzymanie obiektów, czyli optymalizacja planowania koniecznych remontów i napraw),
• powiększać wiedzę o rzeczywistym zachowaniu obiektu.

W systemach SHM stosowane są najczęściej czujniki elektryczne (np.: tensometry, ekstensometry, termopary, MEMS, itp.), jak również światłowodowe (np.: światłowodowe siatki Bragga - FBG, interferometry światłowodowe, czujniki rozłożone z rozpraszaniem Brillouina lub Ramana, czujniki amplitudowe).