- Email: [email protected]
Vibration-based Structural Health Assessment of a Wind Turbine Tower Using a Wind Turbine Model
Available online at www.sciencedirect.com
ScienceDirect Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
'$ + / 2' . ( (, '- 1 '$/.,-
3 & !& . ( (, '$ +/ %(& % 4 / %(& - / (5 16 !,27 816 !% 5 &16 !,)( 2
! ' "$%#& ( *) + , -
. -) 2 01$"/ 2 34'3 ) ! ' "/#"&
/ (& ) ( ' )! ('& 1'(&1 &) ' & %' + 1 ( ' ( (+ ) & ) + (& 1 ' ' ) & &) ( + 1 ' ( ' ( ( ' ' 9 ' ()1 ' ) ' + (& ' ' ( ( ' ( '
: + ' ( + ( (' ' %' ( ' ' & ( + % ' ;( + (& 1 + ;( )!& ' ;( 1 ' ( + &)( ' ( +< -/ (& 6 =(9 15 6 '5/ (& >? ; ( ) >? ;( )!& >- !& >9
:
@ & )' ) + ' + ( )() ' ' + ' 1 ' ( ( 1 ?( ' 1 ' ?(2(' A ' ( -'1 ' ' ( &) ';(2 (& ;( ( 1 ' ' & ( & ( 2 / ) ) + +( ( 1 &( ' + + )
8C ( ' % BD !<!E! >+:BD !<!E !" < ) ''5) ='F2 2
1877-7058 © 2016 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license
(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/). Peer-review under responsibility of the organizing committee of the 6th APWSHM
doi:10.1016/j.proeng.2017.04.492
334
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
?( ' 1 ) ( ( 2 = +( ! ) + (& ++' + + ( ( + ) GH / (& : ' ') & '' (' 1 ';(2 1 ' 1 '( 1' 1 % ( + ( ( ' : 1 ) C-. )( ( ' > ' ) ' ' 1 ( & '+ 1 + ' (& ( + & ' GH / (& ) ( ' )! ('& 1'(&1 &) ' & %' + 1 ( ' ( ( + ) & ) + (& 1 ' ')& &)( + 1&) ' ( (' ' G
1 )GEH%' 1 ' + ( (' ' .,- + ' (& )&
2 A (& & ( ( G
+ ( ' ( ( ) & ' ' + 1 1 ' (& ) 9 ' ()1 ' ( () & ' + (& ' ' ( ( ' ( '
: + ' ( + ( ( ' ' % ' ;( + (& 1 + ;( )!& ?IAA ' ;( + &)( ' ( +<-/ (& 5
? ' ' (& ( '
: : + ' ' + ( ' ' + ' $ ' ? 1 ' + ' ( ( +) ' ( & ' ( %' : )< E $% ! + $% ! ' &
<<
9 J17! $ 7! ! $* + $@ ' %
! !E
E
E
$
. <
E"
"
$ 7! $<
.
"
. !<
!E
E
E
$E. !<
! !E
.
"
!
$ 7! $E . !
E
E
$ 7! $"
$"K (
K (
$<. !<
!
G4 BH
!E
E %
? / (& + '
: >&: + '
335
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339 %& A A
A
*
&
K (
I
K (
I <
<
? &
I
E
? &
I <
"
? & <
I
? & <
I <
? + ( I
IE
I
I<
7!
J!
%' + ' 2< 1 "7 ' ' % ( ' ' 1 ' ' &) & 3 & ' &)( + ' ' & B 1 ' ? + ' ( ' + ' ' 7! 1 ' ' ' 2 : $ ' + ' %' + ;( ) < ,0 %' ( ? & ' ' : + ' + ( ' ' + ' ( ' %& ' + ' %' ( ' &)
& 1 %&
/3"3 )* (6 '
@* ) ' ) ) ' - ( + ;( )1 ' 1 + ' (& + &) ' + ;( ) ?AA ' ;( %' ' ;( '& )( ) + ( ( ! )) ( & & ( %' ( ' ' ++ ? %& C ++ ' (+ ;( + ' ? ?AA / C
-
?
?AA
* '
<<
E
<
"EM
E<
<
"
"
E<
A ++L
"
M
M <
<
!" ! !"
"
- (
"
!" ! !"
M
<
?AA ?-
?AA ?-
, '
, '
"
&
?AA ?-
, '
"
"
- (
"
!" ! !"
"
- (
? C ++ ' ' B 1& 1 <
"
336
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
%& ? + ' + ;( ' & '
: ' ? ( %' (+ ;( ) ' ' ' + ( &)?AA
' ' + ' ? 1 %& ? , 1 ' ( + ;( ' ' ' ++ (& )+ ' + ' ? 1 %& ? & , 1 ) ' ( ( &)( !( ' ;( ( ' ) & ' + ' (& ( ++ ) ' ;( /3#3A
B 6 ')
? <' ' + (+ ;( ' $' ? <1 ' (+ ;( + ' + ' + ;( ) ' ' ' ( ' + & < EN '
' ' 1 ' ( + ;( + ' 1 : ( ' ' ' ( ' + & " " %'(1 ' + ( + ' ' ) ' $ ' & ' ' (+ ;( + + ) ' 9 ' ' (+ ;( ) + ' N ' ' ' 1 (+ ;( + ' ) ' 1&( ' 1' ? <&?( ' 1 ' (+ ;( + ' ) ' ' ' %' & ' ' ) ' ' ) 1 ' ' ++ ++ ' ' & 1 , , & -. / .
0"
')* %(+&
')* %(+&
$ # " !
-. / .
00 0 #
? <3 (+ ;( ' B 1 &
0 , .
03"3C2) ' %' ?IAA ' ;( GMH ( + &) ' &) ( + (+ ;( & ' ) ) + ( ( $ :A9+ ' D ' & + B
-E D D
;
337
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
' D ' ' D ' DO11P1B1P1-+ ( +-E & O1P1)1 1P1-E># D ' 0 + ' ' D ' &) ' + B
D
F
-E
F ,
,
C D
1 F
-E
C
,D
,
' Q ' + ' 1 ' ' ( &) ' ' ' ( # O G# ! # 1 C D ' + + ' ) + ' ' ' ' D ' 1 : + B
C D
D
<
' R S ' ' ' 1 GH ' ) ++ :1 G H ' &( + ' D ' ' ) ++ N F : )1 )C D & ( ) 03#3**
C2 B 6 ' ( 6 %' ?IAA ' ;( + &)( ' ( +<-/ ' (& 6 =(9 5 ? E' ' ( ) + ' & ( ? ' ' ( %' ' ' + ' <1 ' ' & ' E" < 1 ) % ( &) ( ' (( ++ ' ' + :( )91&( ' ' 1' ? E?( ' 1 ' + 1 E 1 EM 9 1 ' ' + ' (& ' ? ? "' ' :A9 & + ' + 1E 1 EM%' )1' ? "%'(1 ' ?IAA ' ;(
' + ' + (& & ( +( .,-) + (& ? ' ' A9+ '( + E EM
338
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
? E? + ' (& ' ' (
&
? "A : ( + + B 1& 1 <
&
? A : ( + ( + B E & "
? ? 1 & B ' + ? ? &1 ' ' E EM ), 1 ' ' ?IAA ' ;( & ( +( ' + ' + (& & ( ( ( ) ( ( 2
%' ) ' + (& ' ' ( ( ' ( '
: + ' + + ' ?( ' 1 ' ?IAA
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
' + &)( ' ( +<-/ (& %' ?IAA ' ;( & ( +(+ & !& .,-) + (& 3 .
%' ' + )( &) ' - ) +* 19 + ( ( % -N*9% + ' 5
% ' ) 9 M &) ' 5 9 ( + N . % ' )MMEEA
GH$ , '!@ $& / )1( / )$ /$1T & " GH%'2 (1@/2 ( 1-N(' (' 1?., ( 1%$% ' 1K2 &1/ (& B ! +! ' ! 1 1 +( ( ' 1 1E1"M"< G
339
ScienceDirect Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
'$ + / 2' . ( (, '- 1 '$/.,-
3 & !& . ( (, '$ +/ %(& % 4 / %(& - / (5 16 !,27 816 !% 5 &16 !,)( 2
! ' "$%#& ( *) + , -
. -) 2 01$"/ 2 34'3 ) ! ' "/#"&
/ (& ) ( ' )! ('& 1'(&1 &) ' & %' + 1 ( ' ( (+ ) & ) + (& 1 ' ' ) & &) ( + 1 ' ( ' ( ( ' ' 9 ' ()1 ' ) ' + (& ' ' ( ( ' ( '
: + ' ( + ( (' ' %' ( ' ' & ( + % ' ;( + (& 1 + ;( )!& ' ;( 1 ' ( + &)( ' ( +< -/ (& 6 =(9 15 6 '5/ (& >? ; ( ) >? ;( )!& >- !& >9
:
@ & )' ) + ' + ( )() ' ' + ' 1 ' ( ( 1 ?( ' 1 ' ?(2(' A ' ( -'1 ' ' ( &) ';(2 (& ;( ( 1 ' ' & ( & ( 2 / ) ) + +( ( 1 &( ' + + )
8C ( ' % BD !<!E! >+:BD !<!E !" < ) ''5) ='F2 2
1877-7058 © 2016 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license
(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/). Peer-review under responsibility of the organizing committee of the 6th APWSHM
doi:10.1016/j.proeng.2017.04.492
334
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
?( ' 1 ) ( ( 2 = +( ! ) + (& ++' + + ( ( + ) GH / (& : ' ') & '' (' 1 ';(2 1 ' 1 '( 1' 1 % ( + ( ( ' : 1 ) C-. )( ( ' > ' ) ' ' 1 ( & '+ 1 + ' (& ( + & ' GH / (& ) ( ' )! ('& 1'(&1 &) ' & %' + 1 ( ' ( ( + ) & ) + (& 1 ' ')& &)( + 1&) ' ( (' ' G
1 )GEH%' 1 ' + ( (' ' .,- + ' (& )&
2 A (& & ( ( G
+ ( ' ( ( ) & ' ' + 1 1 ' (& ) 9 ' ()1 ' ( () & ' + (& ' ' ( ( ' ( '
: + ' ( + ( ( ' ' % ' ;( + (& 1 + ;( )!& ?IAA ' ;( + &)( ' ( +<-/ (& 5
? ' ' (& ( '
: : + ' ' + ( ' ' + ' $ ' ? 1 ' + ' ( ( +) ' ( & ' ( %' : )< E $% ! + $% ! ' &
<<
9 J17! $ 7! ! $* + $@ ' %
! !E
E
E
$
. <
E"
"
$ 7! $<
.
"
. !<
!E
E
E
$E. !<
! !E
.
"
!
$ 7! $E . !
E
E
$ 7! $"
$"K (
K (
$<. !<
!
G4 BH
!E
E %
? / (& + '
: >&: + '
335
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339 %& A A
A
*
&
K (
I
K (
I <
<
? &
I
E
? &
I <
"
? & <
I
? & <
I <
? + ( I
IE
I
I<
7!
J!
%' + ' 2< 1 "7 ' ' % ( ' ' 1 ' ' &) & 3 & ' &)( + ' ' & B 1 ' ? + ' ( ' + ' ' 7! 1 ' ' ' 2 : $ ' + ' %' + ;( ) < ,0 %' ( ? & ' ' : + ' + ( ' ' + ' ( ' %& ' + ' %' ( ' &)
& 1 %&
/3"3 )* (6 '
@* ) ' ) ) ' - ( + ;( )1 ' 1 + ' (& + &) ' + ;( ) ?AA ' ;( %' ' ;( '& )( ) + ( ( ! )) ( & & ( %' ( ' ' ++ ? %& C ++ ' (+ ;( + ' ? ?AA / C
-
?
?AA
* '
<<
E
<
"EM
E<
<
"
"
E<
A ++L
"
M
M <
<
!" ! !"
"
- (
"
!" ! !"
M
<
?AA ?-
?AA ?-
, '
, '
"
&
?AA ?-
, '
"
"
- (
"
!" ! !"
"
- (
? C ++ ' ' B 1& 1 <
"
336
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
%& ? + ' + ;( ' & '
: ' ? ( %' (+ ;( ) ' ' ' + ( &)?AA
' ' + ' ? 1 %& ? , 1 ' ( + ;( ' ' ' ++ (& )+ ' + ' ? 1 %& ? & , 1 ) ' ( ( &)( !( ' ;( ( ' ) & ' + ' (& ( ++ ) ' ;( /3#3A
B 6 ')
? <' ' + (+ ;( ' $' ? <1 ' (+ ;( + ' + ' + ;( ) ' ' ' ( ' + & < EN '
' ' 1 ' ( + ;( + ' 1 : ( ' ' ' ( ' + & " " %'(1 ' + ( + ' ' ) ' $ ' & ' ' (+ ;( + + ) ' 9 ' ' (+ ;( ) + ' N ' ' ' 1 (+ ;( + ' ) ' 1&( ' 1' ? <&?( ' 1 ' (+ ;( + ' ) ' ' ' %' & ' ' ) ' ' ) 1 ' ' ++ ++ ' ' & 1 , , & -. / .
0"
')* %(+&
')* %(+&
$ # " !
-. / .
00 0 #
? <3 (+ ;( ' B 1 &
0 , .
03"3C2) ' %' ?IAA ' ;( GMH ( + &) ' &) ( + (+ ;( & ' ) ) + ( ( $ :A9+ ' D ' & + B
-E D D
;
337
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
' D ' ' D ' DO11P1B1P1-+ ( +-E & O1P1)1 1P1-E># D ' 0 + ' ' D ' &) ' + B
D
F
-E
F ,
,
C D
1 F
-E
C
,D
,
' Q ' + ' 1 ' ' ( &) ' ' ' ( # O G# ! # 1 C D ' + + ' ) + ' ' ' ' D ' 1 : + B
C D
D
<
' R S ' ' ' 1 GH ' ) ++ :1 G H ' &( + ' D ' ' ) ++ N F : )1 )C D & ( ) 03#3**
C2 B 6 ' ( 6 %' ?IAA ' ;( + &)( ' ( +<-/ ' (& 6 =(9 5 ? E' ' ( ) + ' & ( ? ' ' ( %' ' ' + ' <1 ' ' & ' E" < 1 ) % ( &) ( ' (( ++ ' ' + :( )91&( ' ' 1' ? E?( ' 1 ' + 1 E 1 EM 9 1 ' ' + ' (& ' ? ? "' ' :A9 & + ' + 1E 1 EM%' )1' ? "%'(1 ' ?IAA ' ;(
' + ' + (& & ( +( .,-) + (& ? ' ' A9+ '( + E EM
338
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
? E? + ' (& ' ' (
&
? "A : ( + + B 1& 1 <
&
? A : ( + ( + B E & "
? ? 1 & B ' + ? ? &1 ' ' E EM ), 1 ' ' ?IAA ' ;( & ( +( ' + ' + (& & ( ( ( ) ( ( 2
%' ) ' + (& ' ' ( ( ' ( '
: + ' + + ' ?( ' 1 ' ?IAA
Wonsul Kim et al. / Procedia Engineering 188 (2017) 333 – 339
' + &)( ' ( +<-/ (& %' ?IAA ' ;( & ( +(+ & !& .,-) + (& 3 .
%' ' + )( &) ' - ) +* 19 + ( ( % -N*9% + ' 5
% ' ) 9 M &) ' 5 9 ( + N . % ' )MMEEA
GH$ , '!@ $& / )1( / )$ /$1T & " GH%'2 (1@/2 ( 1-N(' (' 1?., ( 1%$% ' 1K2 &1/ (& B ! +! ' ! 1 1 +( ( ' 1 1E1"M"< G
339