Análise das métricas de dano associadas à técnica da impedância eletromecânica para o monitoramento de integridade estrutural

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

O conceito básico da técnica de integridade estrutural baseado na impedância tem a ver com o monitoramento da variação da impedância eletromecânica da estrutura, causada pela presença de dano, através de pastilhas de material piezelétrico coladas na superfície da estrutura ou nela incorporadas. A impedância é medida, sendo esta diretamente relacionada com a impedância mecânica da estrutura. A partir da variação dos sinais de impedância pode-se concluir pela existência ou não de uma falha. Para quantificar esta falha, uma métrica é especialmente definida para atribuir-lhe um valor escalar característico. O objetivo deste trabalho é avaliar as métricas propostas na literatura. Este trabalho pretende inicialmente identificar danos pequenos em estruturas simples, avaliando as métricas de dano e procurando determinar a que apresenta melhor comportamento para fins de identificação. Posteriormente, com um processo similar, procura-se identificar danos incipientes em uma estrutura aeronáutica, tal como a perda de um rebite. Novamente são avaliadas as métricas propostas pela literatura. Para esta estrutura avaliou-se também estatisticamente se as métricas eram realmente capazes de identificar o dano. Aplicou-se ainda o método de monitoramento de integridade estrutural baseado em impedância eletromecânica em ensaios de fadiga, monitorando o sinal de impedância a cada número de ciclos previamente definido. Ao final destes ensaios, foi construído um meta-modelo polinomial para tentar prever número de ciclos que leva ao colapso de um corpo de prova, partindo das medições de impedância eletromecânica. Com os resultados obtidos foi possível concluir que a técnica tem sensibilidade a danos incipientes. Também, pode-se observar que, para cada caso estudado, uma métrica pode ser melhor que as demais, razão pela qual é necessário testar todas as métricas para determinar qual delas é a mais indicada para cada problema. Finalmente, pode-se observar que é possível criar relações entre os ciclos de tensão aplicados em um ensaio de fadiga e as medições de impedância eletromecânica.

ASSUNTO(S)

monitoramento de integridade estrutural engenharia mecanica materiais inteligentes damage metrics impedância eletromecânica aeronaves structure health monitoring métricas de dano localização de falhas (engenharia) electromechanical impedance

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