DETECÇÃO DE DANOS EM VIGAS DE ALUMÍNIO USANDO O MÉTODO DAS CURVATURAS MODAIS
Resumo
As estruturas civis estão susceptíveis à deterioração mesmo sob condições normais de uso. Dependendo da severidade dos danos, a capacidade resistente da estrutura pode ficar comprometida. Assim, quando houver dúvida quanto a sua integridade é de extrema importância que a detecção dos danos ocorra o mais breve possível. O objetivo desta pesquisa foi investigar a aplicação do método das curvaturas modais na detecção de danos em vigas de alumínio. Foi encontrada grande dificuldade para localizar os defeitos usando o método original proposto por Pandey et al. (1991). A partir das curvaturas modais foi calculado um Índice de Danificação (ID) o qual mostrou-se mais sensível e preciso do que o método original. Concluiu-se que o método das curvaturas modais associado ao cálculo do ID tem potencial para a detecção de danos em vigas, porém, verificou-se a necessidade de amostrar sinais em uma banda de frequências mais larga a fim de identificar um número maior de modos de flexão e, desta forma, melhorar a sensibilidade na localização dos defeitos.
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Referências
BRASILIANO, A.; DOZ, G. N.; BRITO, J. L. V. Avaliação de Danos em Estruturas por Intermédio das Características Dinâmicas. In: First South-American Congress on Computational Mechanics - III Brazilian Congress on Computational Mechanics - VII Argentine Congress on Computational Mechanics (MECOM 2002), Argentina. CD - Proceedings, 2002. p. 1893-1911, 2002.
CARREIRA, M. R. Avaliação da rigidez à flexão de toras de madeira por meio de vibração transversal. 2012. 385 p. Tese (Doutorado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos.
CHAURASIA, A.; PANIGRAHI, S. K.; PATEL, S.S. Damage Identificaltion of Reinforced Concrete Beam Using Modal Curvature Approach. Journal of Scientific & Industrial Research. Vol. 77, p. 337-341, 2018.
DAWARI, V.; VESMAWALA, G. Structural Damage Identification Using Modal Curvature Differences. Journal of Mechanical and Civil Engineering. Vol. 4, p. 33-38, 2013.
DEOKAR, A. V; WAKCHAURE, B. V. D. Experimental Investigation of Crack Detection in Cantilever Beam Using Natural Frequency as Basic Criterion. In: International Conference on Current Trends in Technology, 2011, Institute Of Technology, Nirma University. 6p.
ELSHAFEY, A. A.; MARZOUK, H.; HADDARA, M. R. Experimental Damage Identification Using Modified Mode Shape Difference. Journal of Marine Science and Application. Vol. 10, p. 150-155, 2011.
FARRAR, C. R.; WORDEN, K. An Introduction to Structural Health Monitoring. Philosophical Transactions of The Royal Society. Vol. 365, p. 303-315, 2007.
GENOVESE SOARES, M. E. Localização e quantificação de danos em estruturas por meio de suas características dinâmicas. 2000. 120 p. Dissertação de Mestrado. Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia. Brasília.
GERE, J. M.; GOODNO, B. J. Mechanics of Materials. Cengage Learning. 7th Ed. 2009.
HAMZE, A.; GUEGUEN, P.; ROUX, P.; BAILLET, L. Comparative Study of Damage Identification Algorithms Applied to a Plexiglas Beam In: 15th International Conference on Experimental Mechanics (ICEM). 2012, Porto, Portugal, Anais, p. 22-27.
HE, K.; ZHU, W. D. Structural Damage Detection Using Changes in Natural Frequencies: Theory and Applications. Journal of Physics Conference Series (Online). Vol. 305(1), p.1-10, 2011.
HO, Y. K.; EWINS, D. J. On structural Damage Identification with Mode Shapes, In: Conference on System Identification and Structural Monitoring, 2000, Madri, Espanha. Anais, p. 677 – 686.
ISMAIL, Z.; ONG, Z. C. Honeycomb damage detection in a reinforced concrete beam using frequency mode shape regression. Measurement. Vol. 45(5), p. 950-959, 2012.
KHIEM, N. T. Damage Detection of beam by natural frequencies: general theory and procedure. Vietnam Journal of Mechanics. Vol. 28(2), p. 120 – 132, 2006.
OWOLABI, G. M.; SWAMIDAS, A.S.J.; SESHADRI, R. Crack detection in beams using changes in frequencies and amplitudes of frequency response functions. Journal of Sound and Vibration. Vol. 265, p. 1–22, 2003.
PANDEY, A. K.; BISWAS, M.; SAMMAN, M. M. Damage detection from changes in curvature mode shapes. Journal of Sound and Vibration. Vol. 145(2), p.321-332, 1991.
RAJU, G.; RAMESH, L. Crack Detection in Structural Beams by using Curvature Mode Shapes .IJIRST –International Journal for Innovative Research in Science & Technology. Vol. 3(2), p 282-289, 2016
RYTTER, A. Vibrational Based Inspection of Civil Engineering Structures.1993. 193p. Tese (Doutorado) - Department of Building Technology and Structural Engineering, Aalborg University. Aalborg.
SALAWU, O. S; WILLIANS, C. Damage Location Using Vibration Mode Shapes. In: 12th International Modal Analysis Conference, 1994, Honolulu, Hawaii. P. 933-939.
SALGADO, R.; AYALA, G.; CRUZ, P. J. S.; ZAMORA S. A. Performance of Damage Detection Methods used in Bridge Structures through Dynamic Tests in Steel Beams. American Journal of Civil Engineering. Vol. 2(2), p. 18-26, 2014.
SASMAL, S.; RAMANJANEYULU, K. Detection and Quantification of Structural Damage of a Beam-Like Structure Using Natural Frequencies. International Journal of Engineering. Vol. 1, p. 167-176, 2009.
SINOU, J. J. A review of damage detection and health monitoring of mechanical systems from changes in the measurement of linear and non-linear vibrations. In: Mechanical Vibrations: Measurement, Efects and Control, Nova Science Publishers, Inc. , 2009, p.643-702.
ZONTA, D. Structural damage detection and localization by using vibrational measurements. 2000. 158f. Tese (Doutorado em Mecânica das Estruturas) – Departamento de Engenharia, Universidade de Bolonha, Bolonha.
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