Publicação: Aplicação do Coeficiente de Hurst na Técnica de Monitoramento da Integridade Estrutural Baseada na Impedância Eletromecânica
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::DINAMICA DOS CORPOS RIGIDOS, ELASTICOS E PLASTICOS
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Resumo
Este trabalho apresenta a aplicação do coeficiente de Hurst na técnica de
monitoramento da integridade estrutural baseada no método da impedância
eletromecânica. Esse método de monitoramento utiliza sensores e atuadores do tipo
pastilhas piezelétricas acopladas na estrutura a fim de detectar mudanças nas
assinaturas de impedância que podem estar relacionada à presença de danos. As
métricas de dano são parâmetros utilizados para quantificar as mudanças nas
assinaturas de impedância, as quais apresentam valores muito próximos a zero na
condição da estrutura sem dano e aumentam significativamente na medida em que o
dano torna-se presente. Nesse trabalho será apresentado e discutido o coeficiente
de Hurst como uma nova métrica de dano para avaliar as mudanças nas assinaturas
devido a presença de dano, em contribuição às métricas já consolidadas na
literatura. Para avaliar a eficácia do coeficiente de Hurst em detectar a presença de
dano em uma estrutura realizou-se um conjunto de experimentos em vigas de
alumínio, submetidas a ensaios sem a presença de dano e com a presença de dano
em diferentes temperaturas. As análises de dano são realizadas considerando a
comparação dos valores obtidos a partir do coeficiente de Hurst com as métricas de
dano existentes. Os resultados mostram que o coeficiente de Hurst como métrica de
dano permite detectar a presença de dano em todas as condições de ensaio,
permitindo apresentar e concluir sobre as vantagens e desvantagens do método de
Hurst na impedância eletromecânica.
Abstract
This work presents the use of Hurst coefficient in structural health monitoring based
on electromechanical impedance method. This method uses piezoelectric sensors
coupled to the structure in order to detect impedance signatures changes that may
be related to the presence of damage. The damage metrics are parameters used to
quantify the changes in impedance signatures, which presents values very close to
zero in structural no-damage condition and increases significantly as the damage
becomes present. The Hurst coefficient will be presented and discussed as a new
damage metric to assess changes in impedance signatures due to the presence of
damage, in addition to the damage metrics already consolidated in the literature. To
evaluate the effectiveness of Hurst coefficient in damage detection, a set of
experiments were carried out on aluminum beams, submitted to tests without the
presence of damage and with the presence of damage at different temperatures. The
damage analysis is performed considering the comparison of the values obtained
from Hurst with the existing damage metrics. The results show that the Hurst
coefficient as a damage metric allows to detect the presence of damage in all test
conditions, allowing to present and conclude on the advantages and disadvantages
of the Hurst method in electromechanical impedance.
Palavras-chave
Coeficiente de Hurst, Impedância eletromecânica, Monitoramento da integridade estrutural, Assinatura de impedância, Métrica de dano, Hurst coefficient, Electromechanical impedance, Structural health monitoring, Impedance signature, Damage metric
Citação
VENSON, Giuliano Gardolinski. Aplicação do Coeficiente de Hurst na Técnica de Monitoramento
da Integridade Estrutural Baseada na Impedância Eletromecânica. 2020. 174 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.356.
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