Identificação de danos em estruturas de viga por meio das propriedades dinâmicas

Abstract

É de extrema importância à identificação de falhas ou danos nas estruturas, pois somente com esses dados pode-se intervir na mesma. Essas falhas podem ser produzidas por ações estáticas, como sobrecarga, ou ações dinâmicas, como rajadas de vento, tráfego de veículos, tráfego de pessoas, carga de impacto, isso associado a efeitos de corrosão, ataque químico, mudanças de temperatura etc. Esses danos diminuem a resistência da estrutura, causam desconforto ao usuário e, em alguns casos, podem até mesmo levar a estrutura ao colapso.

Entre os diversos tipos de ensaios ou técnicas de localização e quantificação de danos, encontram-se os ensaios dinâmicos. A técnica dos ensaios dinâmicos, que é uma técnica não destrutiva, consiste na aplicação de uma determinada excitação na estrutura para obtenção das respostas, através das quais se podem determinar os parâmetros modais como freqüência natural, amortecimento e formas modais. A diferença entre esses parâmetros modais determinados para a estrutura sem dano (obtidos imediatamente após a construção) e com dano, pode indicar o local e a intensidade do dano.

Neste trabalho foram ensaiadas sete vigas, sendo uma sem dano e seis com danos de diferentes magnitudes e localização. Numericamente os danos foram simulados através da redução do momento de inércia e da área em determinados elementos e os parâmetros modais foram determinados através do método de elementos finitos, utilizando como base de programação o MATLAB 6.1. Experimentalmente as características modais das vigas foram obtidas através da realização de ensaios dinâmicos.

Após a determinação dos parâmetros dinâmicos, foram utilizados e analisados cinco métodos de localização de danos e um de quantificação. Esses métodos foram empregados com os parâmetros dinâmicos obtidos numericamente e experimentalmente.

Verificou-se que o dano foi localizado corretamente nas análises numéricas. Quando se trabalhou com parâmetros obtidos experimentalmente os métodos em estudo se mostraram confiáveis apenas nos casos de danos maiores.