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Título: Método de identificação de danos em estruturas, baseado na variação da frequência natural causada pela aplicação de uma massa móvel adicional
Outros títulos: Method of identification of damage in structures, based on the variation of the natural frequency caused by the application of an additional mobile mass
Autor(es): Lopez Palechor, Erwin Ulises
Orientador(es): Bezerra, Luciano Mendes
Coorientador(es): Morais, Marcus Vinicius Girão de
Assunto: Transformada de Wavelet
Vigas
Identificação de danos
Massas adicionais
Data de publicação: 5-Jun-2018
Referência: LOPEZ PALECHOR, Erwin Ulises. Método de identificação de danos em estruturas, baseado na variação da frequência natural causada pela aplicação de uma massa móvel adicional. 2018. xxxviii, 456 f., il. Tese (Doutorado em Estruturas e Construção Civil)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: O objetivo de identificação de danos é a descrição de um modelo estrutural existente, com base em dados obtidos experimentalmente (resposta dinâmica ou estática). Muitas vezes é desejável detectar irregularidades ou alterações da resposta da estrutura, considerando propriedades que foram alteradas pelo dano. Dessa forma, esta pesquisa está direcionada à aplicação do método de identificação baseado na análise das propriedades dinâmicas de vigas metálicas em escala real, submetidas à ação de uma massa móvel adicional que gera uma mudança progressiva das frequências naturais devido ao diferente posicionamento desta. No entanto, a presença de um pequeno dano pode não ser tão evidente. Sendo assim, faz-se necessário uso das Transformadas de Wavelet para auxiliar no processo de localização de danos ou possieis mudanças na rigidez da estrutura. O método proposto foi desenvolvido de forma experimental e numérica. Na análise experimental foram testadas vigas (perfis-I) de aço biapoiadas, submetidas à ação de cargas móveis adicionais e com danos induzidos nos flanges dos perfis. Na análise numérica, as mesmas vigas utilizadas na análise experimental foram modeladas no ANSYS, Foi desenvolvida uma análise modal prévia para verificar a eficácia do método e uma análise transiente, reproduzindo as condições reais dos ensaios experimentais. O sinal temporal e as frequências naturais obtidas foram processadas através do software MATLAB, para posteriormente aplicar o método de correção de frequências, interpolação e finalmente a aplicação das Transformadas Discretas de Wavelet. Os resultados obtidos mostraram que o método apresenta um bom comportamento para danos localizados no trecho central da viga, sendo capaz de identificar os danos localizados nesta região. O método mostra ruídos indesejáveis nos pontos de apoio das vigas examinadas. Portanto, o uso de massas adicionais associadas às Transformadas de Wavelet mostra-se promissor no processo de detecção e monitoramento dos danos em estruturas.
Abstract: The damage identification process is usually done from the responses obtained experimentally (dynamic or static) considering properties that have been changed by the damage. Thus, this research is directed to the application of the identification method based on the analysis of the dynamic properties of steel beams in a real scale, submitted to the action of a moving additional mass that generates progressive change of the natural frequencies due to the different positioning of this mass. However, the presence of minor damage may not be so obvious. Thus, it is necessary to use the Wavelet Transform to help in the process of damage identification, or possible stiffness changes of the structure. The proposed method was developed experimentally and numerically. In the experimental analysis, simply supported steel beams (I-profiles) were tested, subjected to the action of an additional rove mass and induced damage to the flange of the profiles. In the numerical analysis, the same beams used in the experimental analysis were modeled in ANSYS program. A previous modal analysis and a transient analysis were developed. The temporal signal and the natural frequencies obtained from the modeling were processed through MATLAB to later apply the method of frequency correction, interpolation and finally apply the Wavelet Discrete Transform. The results showed that the method presents a good behavior for localized damages in the central area of the beam span, being able to identify the localized damages in this region. The method shows undesirable noise next to the supporting points of the beam. Therefore, the use of additional masses associated with wavelet transformations is promising in the detection and monitoring of structural damage.
Informações adicionais: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018.
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Aparece nas coleções:ENC - Doutorado em Estruturas e Construção Civil (Teses)

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