Detecção de dano em Vigas Timoshenko utilizando técnicas de variação de frequência por wavelet
Autor(a)
Santos, Juliana Cardoso
Orientador(a) Coorientador(a)
Morais, Marcus Vinícius Girão de
Data de aceite
2020-07-06
Data de disponibilizacao
2020-07-06
Data de publicacao
2020-07-06
Data de defesa submissao
2020-03-04
Citacao
SANTOS, Juliana Cardoso. Detecção de dano em Vigas Timoshenko utilizando técnicas de variação de frequência por wavelet. 2020. 120 f., il. Dissertação (Mestrado em Integridade de Materiais da Engenharia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2020..
Resumo Portugues
Danos estruturais podem custar por excessivos dispêndios, além de ensejar risco à vida
humana. Dessa forma, para a manutenção segura e satisfatória da estrutura é requerida a
detecção de danos, ainda em fase inicial de desenvolvimento. Não obstante à existência de
diversos métodos de detecção de danos, urge ainda, encontrar métodos de maior eficácia e
menor onerosidade. Logo, o presente trabalho tem por finalidade a investigação de técnicas
que requerem somente a resposta da estrutura danificada. O estudo é baseado na variação
das frequências naturais de vigas de Timoshenko danificada quando sujeita a aplicação de
uma massa adicional ao longo do comprimento da viga. É observada a curva da variação de
frequências (frequency-shift) e, em seguida, são aplicadas diferentes técnicas de identificação
do dano: a Transformada Discreta de Wavelet e as derivadas da curva da frequency-shift. Além
disso, é proposto o índice Signal-to-Damage Ratio – SDR para avaliar o nível de dano. Foi
simulada uma descontinuidade por massa e um dano por rigidez usando uma mola rotacional.
Os modelos foram comparados a fim de auxiliar em futuros testes experimentais. Além disso,
foram avaliadas diferentes níveis e posições de dano na viga. Por fim, a metodologia proposta
pode ser utilizada como uma ferramenta para estudo de detecção de danos em vigas de
Timoshenko, possuindo baixo custo computacional e aplicação prática, uma vez que requer o
uso de poucos acelerômetros que podem ser posicionados de maneira estratégica ao longo da
estrutura.
Resumo Ingles
Structural damages are responsible for excessive financial expenses, besides there is the risk
of human life loss. Thus, for safe and satisfactory maintenance of the structure, it is necessary
to detect damage in the initial stage of development. Despite the existence of several methods
of damage detection, it is necessary to find methods that present higher effectiveness and
minor cost. Hence, the present work aims to investigate techniques that use only damaged
structure responses. The study centers on the variation of the natural frequencies of damaged
Timoshenko beams when subjected to the application of an additional mass along their length.
A frequency shift curve is observed and different damage identification techniques are applied:
the Discrete Wavelet Transform and the derivatives of the frequency-shift curve. After, the
concept of Signal to Damage Ratio - SDR is proposed to measure the damage levels. A mass
discontinuity and stiffness damage using a rotational spring is modeled. A comparison is made
between two models to future experimental tests since the use of the mass added to the
structure is a non-destructive tool. Different levels and positions of damage were also
evaluated. Finally, the proposed method can be used as an efficient tool for the study of
damage in Timoshenko's beams concerning low computational cost and practical application
because it requires the use of a few accelerometers that can be strategically positioned
throughout the structure.
Unidade academica
Faculdade de Ciências e Tecnologias em Engenharia (FCTE) – Campus UnB Gama||Faculdade de Tecnologia (FT)
Programa de Pos-Graduacao
Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia
Agencia financiadora
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Idioma
por
Tipo de documento
Dissertação
Formato
application/pdf
Direitos de acesso
Acesso Aberto
Termo de licenca
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.
Palavras-chave
Detecção de danos||Viga Timoshenko||Variação de frequências||Wavelet||Transformada de Wavelet
