Orientador: Fabricio Guimarães Baptista / Banca: Fernando de Souza Campos / Banca: Mário Anderson de Oliveira / Resumo: Sistemas de monitoramento de integridade estrutural (SHM - Structural Health Monitoring) são científica e economicamente relevantes como métodos de detecção de danos estruturais em diversos tipos de estruturas, aumentando assim a segurança e reduzindo os custos de manutenção. Entre os vários princípios de detecção de danos, o método da impedância eletromecânica (E/M) baseia-se na medição da impedância elétrica do transdutor piezelétrico fixado à estrutura monitorada. Aqui, a exatidão e precisão do sistema de medição são fundamentais para o diagnóstico correto da estrutura. Portanto, essa dissertação apresenta uma análise comparativa de duas técnicas de medição de impedância para detecção de danos que são tipicamente utilizadas em analisadores de impedância comerciais e em outros sistemas de medição alternativos: medições em estado transitório utilizando um sinal de excitação de varredura e medições em estado estacionário utilizando um sinal senoidal puro para cada frequência de excitação. Os testes foram realizados com cargas resistivas e capacitivas de valores nominais 100 Ω e 10 nF, respectivamente, e com um transdutor piezelétrico fixado em uma barra de alumínio que representa uma estrutura monitorada. As duas técnicas foram comparadas com base na exatidão, precisão, sensibilidade à danos e tempo necessário para as medições. Os resultados destacam as características importantes de cada técnica, as quais devem ser consideradas para o desenvolvimento de sistemas de SHM basea... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Structural health monitoring (SHM) systems are scientifically and economically relevant as methods of detecting structural damage to various types of structures, thus increasing safety and reducing maintenance costs. Among the various principles of damage detection, the electromechanical impedance (EMI) method is based on the electrical impedance measurement of piezoelectric transducers attached to the monitored structure. Here, the accuracy and precision of the measurement system are fundamental for the correct diagnosis of the structure. Therefore, this dissertation presents a comparative analysis of two impedance measurement techniques for damage detection that are typically used in commercial impedance analyzers and other alternative measurement systems: transient-state measurements using a sweep excitation signal and steady-state measurements using a pure sinusoidal signal for each excitation frequency. Tests were performed with resistive and capacitive loads with nominal values of 100 Ω e 10 nF, respectively, and a piezoelectric transducer fixed to an aluminum bar representing a monitored structure. The two techniques were compared based on the accuracy, precision, sensibility to damage and time required for the measurements. The results highlight the important features of each technique, which should be considered for the development of impedance-based SHM systems and the correct diagnosis of monitored structures. / Mestre

Orientador: Luiz Otavio Saraiva Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T16:27:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Espindola_AlexeyMarques_M.pdf: 1293939 bytes, checksum: 66ab2d16dc552294762d6c3708cda71b (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os sistemas microfluidicos estão evoluindo rapidamente, encontrando vastas aplicações na mais diversas áreas do conhecimento. Os Lab-on-Chips, LOCs, são dispositivos capazes de realizar análises químicas e bioquímicas em um único chip. Este dispositivo pode causar grande impacto no mercado de análises laboratoriais, por este motivo vem ganhando grande atenção Para realizar estas análises os LOCs necessitam de microbombas capazes de transportar quantidades ínfimas de fluidos em seus canais de maneira acurada e uniforme. Desta forma, o interesse em modelar e fabricar microbombas tomou-se uma área fértil para a pesquisa. Neste trabalho foi desenvolvida a modelagem de uma microbomba peristáltica de elastõmero, tipo de bomba mais conveniente para Lab-on-Chips, utilizando a técnica de analogias eletro-mecânicas que consiste em representar um dispositivo por um circuito elétrico equivalente. As análises das simulações podem ser realizadas usando programas de análise de circuitos elétricos. Dois modelos foram apresentados neste trabalho. O primeiro é a reprodução do modelo de bomba criado por Jacques Goulpeau, em que o modelo de uma válvula é extrapolando para toda a microbomba. O segundo contém o circuito elétrico equivalente da bomba completa mostrando a interações entre suas partes. Os resultados mostram que o comportamento da microbomba não pode ser completamente descrito pelo modelo extrapolado a partir de uma válvula, devido às interações entre três válvulas. As simulações do circuito equivalente da bomba completa mostraram que os efeitos das interações entre as válvulas explicam claramente a diferença entre a vazão prevista pelo modelo de Goulpeau e os dados experimentais por ele obtidos, sendo possível ajustar o modelo aos dados experimentais / Abstract: Microfluidies systems are growing rapidly, finding a large nwnber of applications in many fields. Lab-on-ehips, LOC, are deviees that ean perform ehemical and biochemical analyses in a ehip. This device ean cause high impact on laboratorial analyses market, and then it is gaining large attention. In order to execute these analyses on LOC, mieropumps are necessary to transport a tiny quantity of fluid between the channeIs with accuracy and uniformity. Thus, the interests of modeling and fabrication mieropwnps are increasing and become a fertile research field. The goal of this work were a modeling of elastomer peristaltic micropwnp, the most suitable pwnp for LOCs, using the electro- mechanical analogy technique that consist in represent the device in a electrical equivalent networks. Then the simulation analyses can be done on electrical simulation tools. Two models were presented in this work. The first is reproduction of the pwnp model made by Jacques Goulpeau et aI., where the valve model is extrapolated to the whole mieropwnp. The second contains the electrical equivalent circuit that represents the whole device showing the interactions between its eomponents. The results showed that micropump behavior eouldn't completely deseribe by the extrapolated model ftom a valve, because the interactions between the three valves. The simulations of electrical equivalent eircuit of the whole pwnp showed that the interaction between the valves explain the difference between of flow rate foreseen by Goulpeau model and his experimental data, being possible to adjust the model to the experimental data / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica