Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/19522
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Damage detection using the impedance-based SHM approach under dynamic and static loads
Alternate title (s): Detecção de dano usando a abordagem SHM baseada em impedância eletromecânica sob cargas dinâmicas e estáticas
Author: Alves Borges, Victor Hugo
First Advisor: Cavalini Junior, Aldemir Aparecido
First member of the Committee: Tsuruta, Karina Mayumi
Second member of the Committee: Finzi Neto, Roberto Mendes
Summary: Os métodos de monitoramento de integridade estrutural (Structural Health Monitoring - SHM) são utilizados para inspecionar e detectar danos em estruturas.. E um dos métodos que está mostrando resultados promissores é o de monitoramento de integridade estrutural baseado em Impedância eletromecânica (Impedance-based Structural Health Monitoring - ISHM). Esta ferramenta destacase como uma técnica versátil, que pode ser facilmente aplicada em estruturas complexas devido à portabilidade dos instrumentos, facilidade e agilidade no processamento de dados, gerando informações em tempo real sobre a estrutura. Este método baseia-se no princípio da impedância eletromecânica (EMI), que utiliza a interação entre as propriedades mecânicas e elétricas de um transdutor piezoelétrico acoplado ou incorporado em uma estrutura para medir as assinaturas de impedância. Com essas assinaturas, é possível avaliar qualitativamente a presença do dano. E para quantificar as mudanças nas assinaturas de impedância, são utilizadas funções matemáticas chamada métricas de danos. Apesar das vantagens do método de impedância, esta técnica ainda apresenta algumas desvantagens, como influência nas medições da variação de temperatura, de cargas estáticas e dinâmicas, provocando falsos positivos na detecção de dano. Com isso, este artigo se concentra na aplicação do método SHM baseado em Impedância, realizando dois experimentos em estruturas sob vibrações externas, cargas estáticas e variações de temperatura para analisar sua influência nas assinaturas de impedância. Para isso, foi feito uma viga de alumínio com um transdutor piezoelétrico. Além disso, para avaliar a detecção de danos da técnica sob várias condições de contorno, foi simulado um dano na estrutura , no caso, foi removido a porca e o parafuso da viga.
Abstract: The Structural Health Monitoring (SHM) methods are used to inspect and detect structural damage. And one of the methods that is showing promising results is the Structural Health Monitoring based on Electromechanical Impedance (Impedance-based Structural Health Monitoring - ISHM). This tool stands out as a versatile technique, which can be easily applied in complex structures due to the portability of instruments, ease and agility in data processing, generating real-time information about the structure. This method is based on the principle of Electromechanical Impedance (EMI), which uses the interaction between the mechanical and electrical properties of a piezoelectric transducer, coupled or incorporated in a structure, to measure impedance signatures. With these signatures, it is possible to qualitatively evaluate the presence of the damage. And to quantify changes in impedance signatures, it is used mathematical functions called damage metrics. Despite the advantages of the impedance method, this technique still has some disadvantages, such as influence on temperature variation, static and dynamic loads, causing false positives in the damage detection. This article focuses on the application of the Impedance based SHM method, performing two experiments on structures under external vibrations, static loads and temperature variations to analyze their influence on impedance signatures. For this, an aluminum beam was made with a piezoelectric transducer bonded on its surface. In addition, to evaluate the damage detection of the technique under various boundary conditions, a damage was simulated in the structure, which nut and bolt were removed from the beam.
Keywords: Non-destructive evaluation
Structural Health Monitoring
Electromechanical impedance method
Damage detection
External vibrations
Structural Strain
Avaliação não-destrutiva
Monitoramento de integridade estrutural
Método de impedância eletromecânica
Detecção de danos
Vibrações externas
Tensão mecânica
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::ESTRUTURAS AEROESPACIAIS::PROJETO DE ESTRUTURAS AEROESPACIAIS
Language: eng
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: Alves Borges, V. H. Damage detection using the impedance-based SHM approach under dynamic and static loads. 2017. 32 f. Projeto de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/19522
Date of defense: 31-Jul-2017
Appears in Collections:TCC - Engenharia Aeronáutica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
DamageDetectionUsing.pdfTCC5.12 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.