Publicação: Identificação de dano em estruturas utilizando uma metodologia que integra a técnica da impedância eletromecânica e ondas de Lamb
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Orientador
Coorientador
Finzi Neto, Roberto Mendes
Resumo
O presente trabalho é dedicado ao monitoramento de saúde estrutural (SHM), ou seja, o
desenvolvimento de um procedimento que interroga uma estrutura para detectar, localizar e
identificar danos. Em nossos dias, SHM representa uma das principais áreas de interesse em
engenharia, sendo aplicado tanto para a redução do custo de manutenção quanto em segurança
operacional. Nesta tese foi realizado o diagnóstico de falhas de um painel de material típico da
indústria aeronáutica, através da integração de duas técnicas SHM, a saber, a técnica de
impedância eletromecânica e as ondas de Lamb. Para o diagnóstico, foram utilizadas as métricas
de dano extraídas das assinaturas de impedância da estrutura em conjunto com um algoritmo
para a localização do dano considerando as ondas de Lamb. Técnicas de compensação de
temperatura foram sistematicamente para evitar diagnósticos falsos. Um modelo estatístico foi
desenvolvido para estabelecer índices de threshold de acordo com um nível de confiança
predefinido. Assim, este trabalho apresenta uma avaliação da sensibilidade das técnicas
propostas, considerando uma taxa de sucesso. Para assegurar a integração das duas técnicas
SHM visando aplicações aeronáuticas, foi projetado um hardware dedicado, de modo que sua
arquitetura permita a integração cooperativa das duas técnicas SHM utilizadas. Finalmente, os
resultados obtidos demonstram o grande potencial da integração das duas técnicas propostas
em conjunto com o hardware desenvolvido as metodologias matemáticas e computacionais.
Abstract
The present work is dedicated to the monitoring of structural health (SHM), that is the development
of a procedure that interrogates a structure to detect, locate and identify damages. Today, SHM
represents one of the main areas of interest in engineering and it is applied for both maintenance
cost reduction and operational safety. In this thesis was performed the fault diagnosis of a panel
of material typical of the aeronautical industry, through the integration of two SHM techniques,
namely the electromechanical impedance technique and Lamb waves. For the diagnosis, the
damage metrics extracted from the impedance signatures of the structure were used together with
an algorithm for the location of the damage considering Lamb waves. Temperature compensation
techniques were systematically to avoid false diagnoses. A statistical model was developed to
establish threshold indices according to a predefined confidence level. Thus, this work presents
an evaluation of the sensitivity of the proposed techniques, considering a success rate. To ensure
the integration of the two SHM techniques for aeronautical applications, a dedicated hardware was
designed so that its architecture allows the cooperative integration of the two SHM techniques
used. Finally, the obtained results demonstrate the great potential of the integration of the two
techniques proposed in conjunction with the hardware developed the mathematical and
computational methodologies.
Palavras-chave
Engenharia mecânica, Monitoramento da integridade estrutural, Falha de sistema (Engenharia), Impedância Eletromecânica, Ondas de Lamb, Compensação da Temperatura, Diagnostico de Falha, Structural Integrity Monitoring, Electromechanical Impedance, Lamb Waves, Temperature Compensation, Fault Diagnosis
Citação
ROCHA, Lucas Altamirando de Andrade da. Identificação de dano em estruturas utilizando uma metodologia que integra a técnica da impedância eletromecânica e ondas de Lamb. 2017.109 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2017.98