Análise dinâmica utilizando modelo substituto para determinação do envelope de projeto e índice de dano aplicado em estruturas de material compósito

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Possenti, Kleison Antonio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Engenharia mecânica; Nanocompósitos (Materiais); Placas (Engenharia); Cilindros
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/15886

Com os avanços tecnológicos na área da engenharia, cada vez mais ocorre a demanda por componentes com propriedades especificas, sendo necessária a combinação de diferentes tipos de materiais. Nesse contexto surgem os materiais compósitos, resultando na combinação dessas características. Para garantir a qualidade, segurança e a vida útil de componentes fabricados com esses materiais é necessária a busca por meios de monitorar e detectar defeitos/danos, visto que, elevados valores monetários são investidos nos projetos. Com isso, técnicas de detecção de defeitos/danos baseadas na resposta dinâmica da estrutura, como frequência natural, amortecimento e formas modais, podem ser utilizadas, sem a necessidade realizar ensaios destrutivos ou conhecer previamente o local do dano. Diante do exposto, este trabalho visa analisar dinâmica mente estruturas fabricadas de material compósito utilizando um modelo substituto para determinar o envelope de projeto e avaliar os índices de dano considerando placas intactas e danificadas. Para isso, é utilizada uma metodologia contendo o meta modelo Kriging a fim de determinar o envelope de projeto. Inicialmente o Hipercubo Latino é aplicado para gerar os valores das variáveis de entrada e ,o método de elementos finitos, através do software AbaqusTM, para determinaras frequências naturais. Com as entradas e saídas o meta modelo Kriging é utilizado para gerar um modelo substituto e, otimiza do através do algoritmo Efficient Global Optimizatione a métrica de melhoria esperada (EI) afim de adicionar novos pontos de preenchimento e aproximar os resultados fornecidos pelo modelo aos dados computacionais. Com isso, um intervalo de frequência é obtido e o envelope de projeto é construído visando avaliar a qualidade de fabricação das estruturas. Devido à pequena variação entre as funções de resposta em frequência (FRFs) intacta e danificada, utilizou-se um índice de dano para identificação do dano na estrutura. Ao final, foi verificado que a metodologia adotada possibilitou a identificação e a estimativa do dano. Também foi possível verificar a influência da adição de métricas ao Hipercubo Latino a fim de diminuir o custo computacional. Portanto, a estratégia apresentada pode ser útil no estudo de sistemas de avaliação da qualidade de fabricação de estruturas de material compósito e na detecção de danos que utilizam a análise dinâmica como parte de seu processo.