Investigação dos efeitos da variação irregular de temperatura na detecção de dano estrutural baseada na impedância eletromecânica

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Barnabé, Felipe Augusto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Transdutores piezelétricos; Impedância; Temperatura; Detecção de danos; Monitoramento; Teste não destrutivo; Non-destructive testing; Piezoelectric transducers; Impedance; Temperature; Damage detection; Monitoring
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/250470

Realizar o monitoramento de estruturas é de fundamental importância para a segurança e bom funcionamento de equipamentos e construções, pois a ocorrência de colapsos estruturais pode colocar em risco tanto os equipamentos quanto os usuários. Atualmente, foram desenvolvidos métodos conhecidos como monitoramento de integridade estrutural (SHM – structural health monitoring). Existem várias técnicas que fazem análises comparativas nas estruturas para avaliar a sua integridade, entre estes métodos está a impedância eletromecânica (E/M) que utiliza diafragmas piezoelétricos fixados ao longo das estruturas. O princípio de funcionamento consiste em aplicar sinal elétrico sobre os polos do diafragma e coletar as assinaturas de impedância eletromecânica simultaneamente. Então, esses dados são armazenados e comparados posteriormente utilizando índices métricos para monitorar e diagnosticar a integridade das estruturas. Existem vários índices métricos, entre eles está o coeficiente de correlação (CCDM – correlation coefficient deviation metric), que provou ser eficiente na identificação de variações nas assinaturas de impedância elétrica. Apesar da impedância eletromecânica ser uma técnica eficiente e oferecer bom custo/benefício, o método presenta diversos desafios, entre eles está a variação de temperatura. Diversos testes experimentais demonstram que a temperatura interfere diretamente sobre as assinaturas de impedância elétrica, causando um deslocamento em frequência e amplitude que pode ser interpretado pelo sistema como dano estrutural. Para compensar os desvios causados pela temperatura, foram desenvolvidas técnicas como o deslocamento de frequência eficaz (EFS – effective frequency shifting). Este método provou ser eficiente quando a superfície da estrutura é aquecida de forma uniformemente distribuída. Esta pesquisa de mestrado teve como proposta investigar os efeitos causados pela distribuição irregular de temperatura sobre a estrutura e observar os métodos atuais de compensação. Os resultados demonstram uma alteração significativa nas assinaturas de impedância, impossibilitando uma compensação com êxito para o correto diagnóstico da estrutura monitorada.