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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-6096-3744
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Aplicação do Coeficiente de Hurst na Técnica de Monitoramento da Integridade Estrutural Baseada na Impedância Eletromecânica
Alternate title (s): The Use of Hurst Coefficient in Impedance-Based Structural Health Monitoring
Author: Venson, Giuliano Gardolinski
First Advisor: Cavalini Júnior, Aldemir Aparecido
First member of the Committee: Steffen Júnior, Valder
Second member of the Committee: Lobato, Fran Sérgio
Third member of the Committee: Lopes Júnior, Vicente
Fourth member of the Committee: Rade, Domingos Alves
Fifth member of the Committee: Finzi Neto, Roberto Mendes
Summary: 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.
Keywords: 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
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::DINAMICA DOS CORPOS RIGIDOS, ELASTICOS E PLASTICOS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: 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. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.356.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.356
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29347
Date of defense: 20-Mar-2020
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