Este trabalho apresenta a utilização de métodos não destrutivos (ultrassom e correntes parasitas) no acompanhamento da vida útil de revestimentos de barreiras térmica (TBC). As amostras estudadas possuíam como metal de base as superligas de Inconel 718 e Hastelloy X, um revestimento de NiCrAl usado como metal de ligação e um revestimento superior de cerâmica YSZ usado com a finalidade de isolamento térmico. Estas amostras foram submetidas a ciclos térmicos simulando as condições térmicas de trabalho de componentes de turbinas a gás. Com o ensaio de ultrassom foi feita a caracterização da camada cerâmica, fazendo uma estimativa de sua porosidade através da velocidade de propagação do som no revestimento, conforme ciclagem térmica. O ensaio com correntes parasitas foi utilizado para caracterização elétrica dos materiais com revestimento, acompanhando as mudanças de condutividade elétrica através do monitoramento do ângulo de fase segundo seu ciclo de vida útil. Também com este método foram feitas medidas de espessuras dos revestimentos, acompanhando do crescimento da camada de óxido crescida termicamente e a sinterização da camada cerâmica. Para validação dos resultados obtidos pelos métodos não destrutivos adotados, estes resultados foram comparados com resultados de análises por micrografia das amostras utilizadas. Para avaliação da pré-oxidação nos revestimentos as amostras foram separadas em dois grupos, com metal de base Inconel 718 e com metal de base Hastelloy X. O grupo de amostras com Inconel 718 quando submetido ao ensaio de oxidação apresentou a formação de uma camada de alumina, isto até 30 ciclos do ensaio, com o decorrer dos ciclos foram formados óxidos de níquel e cromo que tiveram um rápido crescimento levando o revestimento ao desplacamento. As amostras com substrato Hastelloy X no ensaio de oxidação apresentaram predominantemente a alumina, formando até mais de uma camada deste mesmo óxido, não apresentou óxidos de níquel e cromo, sendo que nenhuma amostra ensaiada apresentou desplacamento de camada TBC. A utilização dos ensaios não destrutivos se mostrou eficiente para acompanhar o ciclo de vida dos revestimentos TBC, onde o acompanhamento das variações de espessuras mostrou pouca diferença de valor com relação a medições com método metalográfico. A leitura de condutividade elétrica através do ângulo de fases foi um bom indicativo da formação de óxidos prejudiciais, que foram os óxidos de níquel e cromo, os quais foram evidenciados por ensaios em MEV/EDS. Foi observado que a velocidade do ultrassom tem uma relação inversamente proporcional à porosidade da camada cerâmica, esta analisada com método metalográfico. / This paper presents an evaluation of the use of non-destructive methods with ultrasound and eddy currents, monitoring of life and characterization of thermal barrier coatings (TBC). This coatings are used to protect base metal components that operate at high temperatures. With the method that uses the ultrasonic characterization of ceramic layer was made an estimating their porosity through the sound propagation of velocity in the coating. The test with eddy currents was used here to make an electrical characterization of materials coated, following the changes of electrical conductivity through the phase angle monitoring following their lifecycle. Also with this method are made the measurements of coatings thickness, following the growth of the thermally grown oxide layer and sintering of the ceramic layer. To validate the results obtained by non-destructive methods, these results were compared with results from analyzes micrograph of the samples used. For evaluation of pre-oxidation in the sample coatings were separated into two groups based metal Inconel 718 and Hastelloy X base metal. The group of samples with Inconel 718 when subjected to the oxidation test showed the formation of an alumina layer up to 30 cycles of the testwith the passing of the cycles were formed oxides of nickel and chromium which grew quickly leading the coating to the cracks. The samples of Hastelloy X in substrate oxidation test showed predominantly alumina to form up more than one layer of the same oxide no showed oxides of nickel and chromium, and no cracks in the test sample are showed in TBC layer. The use of non destructive testing has shown effective to follow the life cycle of TBC coatings. Where the monitoring of variations in thickness, showed little difference in value with respect to measurements metallographic method. The reading of electrical conductivity through the phase angle is a good indicator of formation of harmful oxides which were nickel and chromium oxides, which was evidenced by tests on MEV/EDS. It was observed that the ultrasound velocity has an inversely proportional relation to the porosity of the ceramic layer, that analyzed using metallographic method.

Les travaux présentés dans cette thèse s’appliquent à la caractérisation de propriétés mécaniques par la microscopie acoustique. Ils décrivent un capteur focalisé innovant qui autorise à la fois une topographie et une imagerie quantitative d’un matériau élastique. L’innovation consiste en la séparation des différents modes de propagation d’un matériau excité par une sonde focalisée multiélément. La mesure par temps de vol de la vitesse de propagation des modes de surfaces de matériaux élastiques et anisotropes offre une possibilité de quantification du module caractérisant l’élasticité : le module de Young. Le dimensionnement de la sonde multiélément qui est décrit ici est rendu possible grâce au développement d’un modèle de champs acoustiques permettant d’anticiper le champ rayonné par chaque élément. Un deuxième modèle traitant de l’étude temporel des signaux reçus par la sonde focalisée est aussi présenté pour vérifier le comportement discriminant de la sonde des différentes ondes pouvant se propager. La mesure de propriétés mécaniques par la sonde focalisée est appliquée à différents échantillons et propose des résultats cohérents avec une grande sensibilité. La possibilité de réaliser des images de propriétés mécaniques est ainsi démontrée. D’abord adaptée pour des fréquences de l’ordre de la trentaine de mégahertz, cette sonde possède un nombre limité d’éléments pour assurer une simplicité de conception et de fabrication permettant par la suite une miniaturisation du capteur pour atteindre des fréquences proches du gigahertz. / The work presented in this thesis is applied to the characterization of mechanical properties by acoustic microscopy. It describes an innovative focused sensor that enables both topography and quantitative imaging of an elastic material. The innovation consists in the separation of the different propagation modes of a material excited by a focused multielement probe. Measuring the surface mode propagation velocity of elastic and anisotropic materials thanks to their time of flight provides a possibility of quantifying the module characterizing the elasticity: the Young's modulus. The dimensions of the multielement probe are described here and rely on an acoustic field model developed to anticipate the field radiated by each element. A second model studies the temporal behaviour of the focused probe and also verifies the discrimination of the different waves that propagate. The measurement of mechanical properties by the multielement probe is applied to different samples and provides consistent results with high sensitivity. The ability to produce images of mechanical properties is thus demonstrated. First suitable for frequencies near thirty megahertz, this sensor has a limited number of elements to ensure a simplicity of design and manufacture for a subsequent miniaturization of the sensor to achieve frequencies near the gigahertz.

Aspen (Populus tremula L.) accounts for about 2% of the total wood stock in Sweden. Sawmills use only a small part (about 5,000 m³fub) of round wood aspen per year. Since there are no Swedish gradings and design values for aspen, no aspen is used for structural purposes. This also applies to other hardwood trees in Sweden. Aspen is mainly used for pulp and paper with a mass consumption of 800,000 m³fub per year of which about 50% is imported. Most imported aspen is from Russia and the Baltics. The other major use of aspen is in match industries. Consumption for matches amounts to approximately 30,000 m³fub per year in Sweden. The aim of the research work was to increase knowledge on the wood quality of aspen used in the production of matches. Aspen (Populus tremula L.) logs were collected from two different sites in Sweden and a non-destructive tools weas used to estimate the modulus of elasticity in logs. To measure the dynamic modulus of elasticity (MOEdyn), Fakopp resonance log grader used. Other properties like density and moisture content were measure and were correlated with the MOEdyn values in order to identify the site that has a better log quality. Besides, horizontal and vertical variation of different wood properties were measured and compared within and between trees from two different sites in order to justify the variation of log quality. A total of 20 trees from Askaremåla and Vimmerby, Sweden were felled and used in this study. From each tree, 3 m long logs were sampled from each base, middle and top. After that, non-destructive evaluations were performed in those logs. Besides, 5 cm thick discs were collected in every tree height (base, middle and top) to measure horizontal and vertical variations. This study shows that there were differences in MOEdyn between and within trees. It was evident that trees collected from Vimmerby had a better log property than that in Askaremåla. Using non-destructive tools, it is possible to sort out quality logs for the production of Swedish matches.

Neste trabalho, medimos o perfil 3D de superfícies (microtopografia) utilizando uma técnica de interferometria óptica: Phase-Shi,ftzng (Deslocamento de Fase). Utilizamos um interferômetro do tipo Twyman-Green para produzir fi.guras de interferência da superfície analisada. Essas imagens foram armazenadas usando-se uma câmera CCD ligada à um microcomputador. Para obter a microtopografia, calculamos o Mapa de Fase a partir das imagens digitalizadas usando um programa de microcomputador. Posteriormente um outro programa removeu a ambiguidade da função tangente (unwrapping), pela Técnica do Autômato Celular, usada no cáiculo do Mapa de Fase. Então efetuamos os cálculos para determinar a microtopografia da superfície. Depois fizemos a análise da microtopografia, levantando informações relevantes para a sua caracterização. Analisamos objetos com alta refletividade (espelhos planos e redes de Ronchi) e obtivemos bons resultados. Também comparamos alguns dos resultados obtidos com a técnica de Deslocamento de Fase com os resultados obtidos pela análise de Franjas de Igual Espessura. / In this work we measured the 3D profile of surfaces (microtopography) using a optical interferometric technique: Phase-Shifting. We used a interferometer of type Twyman-Green to produce interferograms from analyzed surface. These images was captured using a CCD camera that was linked to a microcomputer. To obtain a microtopography, we calculated the Phase Map using the digitalized images and a software of microcomputer. Then another program removed the wrapping of tangent fuction, using the Cellular-Automata Technique, that was used to calculate the Phase Map. So we calculated the microtopography of the surface. After we did the analyses of the microtopography, find out some important informations of its description. We studied objects with high reflectivity (plane mirrors and Ronchi ruting) and we obtained good results. Also we compared some results with that obtained by analyses of Fringes of Equal Thickness\'

A classificação estrutural de peças de madeira possibilita melhor utilização do material, separando as peças de acordo com a sua resistência estimada. Nesse processo é feita a classificação visual, de grande importância no caso de madeiras do gênero pinus, e a classificação mecânica por meio de testes não destrutivos com objetivo de estimar o módulo de elasticidade. Com esse objetivo, além de ensaios de flexão estática, podem ser aplicados métodos dinâmicos baseados em medições das frequências naturais e densidade do material para a determinação do módulo de elasticidade da madeira. Nesse sentido o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do aparelho portátil Brookhuis Micro Timber Grader (MTG) na estimativa do módulo de elasticidade por meio de ensaios não-destrutivos de vibração longitudinal. Para tanto, foi utilizado um lote de peças estruturais de madeira da espécie Pinus elliottii classificado visualmente. Os resultados obtidos por esse aparelho foram comparados com os resultados de módulo de elasticidade obtidos em ensaio de flexão estática. Tendo em vista a sua praticidade, é recomendável a utilização deste método para a classificação estrutural de peças serradas de madeira. A classificação visual agregada a classificação mecânica são essenciais para a utilização do Pinus em vigas laminadas coladas, construções industrializadas de madeira e do sistema construtivo em woodframe. / The structural grading of wood allows better use of the material, sorting the specimen according to their estimated strength. In this process the visual grading is a fundamental matter in use of the structural Pinus elliottii and also the mechanical grading obtained by non-destructive methods in order to estimate the modulus of elasticity. For this purpose, in addition to the static bending tests, dynamic methods based on measurement of the natural frequencies and density of the material to determining the modulus of elasticity (MOE) of timber can be applied. The objective of this study was to evaluate the efficiency of portable device Brookhuis Micro Timber Grader (MTG) in estimating the modulus of elasticity by non-destructive testing of longitudinal vibration. It was used structural pieces of wood species Pinus elliottii rated visually. The results obtained by this device was compared with the modulus of elasticity results obtained in static bending tests. Given its convenience and low cost, it is recommended to use this method for structural grading of timber sawn pieces. The visual and stress grading are essencial for the use of Pines in glued laminated timber, industrilization timber constructions and woodframe constructions.

Antes de utilizar as toras de madeira como elemento estrutural é necessário avaliar as propriedades mecânicas desse material tanto por inspeção visual quanto por ensaio mecânico. A técnica de vibração transversal tem se destacado entre os demais métodos de Avaliação Não-Destrutiva para madeira serrada por obter estimativas acuradas do módulo de elasticidade à flexão. Contudo, testes prévios com essa técnica evidenciaram dificuldades de empregá-la na avaliação a rigidez à flexão de toras. O objetivo deste trabalho foi propor um método de ensaio para estimar o módulo de elasticidade na flexão de toras de madeira por meio de vibração transversal. O método proposto foi testado e validado em uma amostra de 40 toras de Eucalyptus sp. Foram obtidas boas correlações entre o módulo de elasticidade estático e o módulo de elasticidade dinâmico obtido pelo ensaio de vibração transversal. / Before using the wood logs as a structural element is necessary to evaluate the mechanical properties of this material by visual inspection and mechanical testing. The transverse vibration technique has stood out among the other methods of Non-Destructive Evaluation for lumber to obtain accurate estimates of the bending modulus of elasticity. However, previous tests showed difficulties with this technique to use it to evaluate the bending stiffness of logs. The aim of this work is to propose a test method to estimate the bending modulus of elasticity of wood logs by means of transverse vibration. The proposed method was tested and validated on a sample of 40 logs of Eucalyptus sp. It was obtained good correlation between the static bending and dynamic modulus of elasticity obtained by transverse vibration test.

Orientador: Antonio Ludovico Beraldo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-09T06:15:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Espelho_JeanClaudioChiozzini_M.pdf: 5138907 bytes, checksum: 875754541cac182e91f3c878f2be3883 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O bambu é uma matéria-prima com múltiplas aplicações, principalmente no setor da construção. Seu desenvolvimento e seu desempenho mecânico são obtidos após um curto intervalo de tempo, quando comparado com as árvores. O bambu é um material renovável e encontrado em abundância em regiões tropicais e subtropicais, nas quais é considerado um material de baixo custo. No entanto, a maior parte das espécies de bambu é altamente susceptível ao ataque de fungos e insetos. Basicamente, pode-se aumentar a durabilidade dos colmos de bambu de duas maneiras, representadas por procedimentos culturais (naturais) e pelo tratamento dos colmos com produtos químicos. Dentre os diversos métodos que visam aumentar a durabilidade do bambu destaca-se o ¿Método de Boucherie Modificado¿. Neste trabalho testou-se a eficiência da aplicação do Método de Boucherie Modificado, comparando o aumento na durabilidade das amostras tratadas (taliscas de bambu) com amostras não tratadas ou testemunhas. Para tal, foram avaliados os efeitos de algumas variáveis como: posição da amostra no colmo, tipos de preservativo e sua concentração, duração do tratamento e tempo de exposição das taliscas em dois ambientes (protegido e exposto). Foram realizados ensaios não destrutivos - END (visual, pesagem das amostras e de ultra-som) e destrutivo (flexão estática). Também foram efetuadas análises químicas (concentração dos elementos químicos nas soluções e seu teor nas regiões do colmo) e de rastreabilidade dos elementos químicos por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados obtidos permitiram verificar a falta de uniformidade da distribuição dos elementos químicos ao longo dos constituintes anatômicos do bambu, ocorrendo a deposição dos mesmos basicamente nos vasos. Verificou-se, igualmente, a ineficiência do uso de soluções com baixa concentração, principalmente quando foram combinadas com tratamentos de curta duração. Os ensaios de ultra-som e de flexão estática foram suficientemente sensíveis para detectar a melhor combinação do efeito dos parâmetros avaliados / Abstract: Bamboo is a raw material with several possibilities of applications, mainly for building purposes. Its development and its mechanical performance are obtained after a short interval of growing when compared with trees. Bamboo is renewable raw material and it is available in tropical and subtropical regions, where it is considered as a cheap material. Nevertheless, the most of bamboo species is highly decayed by insects and fungi attacks. Basically the bamboo culm protection can be obtained by means of a two treatment types: natural protection and chemical protection. In this last category one of the most employed is the Boucherie Modified Method. In this work it was evaluated the performance of a Boucherie Modified Method, comparing treated bamboo samples (bamboo splits) with no treated samples (control). It was evaluated the effect of the sample position in the culm, chemical solution type and its concentration, treatment elongation and the exposition period in two environment (protected and no protected). Non destructive evaluation - NDE (visual, weight control and ultrasound) and flexure test were applied to the specimens along the time. Also chemical analysis (chemical element concentration in the solution and its amount in the bamboo regions) and the traceability of these chemical elements by means a scanning electronic microscope (SEM) were employed. Results obtained showed a lack of uniformity of the distribution of the chemical elements across the bamboo anatomical constituents, occurring the salt deposition mainly in the vessel with a greater diameter. Smaller concentration solutions, mainly when they were combined with smaller treatment time, were not effective to protect bamboo against decay. Results obtained by ultrasound and flexure test were sensitive enough to detect the best combination of the effect of the parameters evaluated. / Mestrado / Construções Rurais e Ambiencia / Mestre em Engenharia Engenharia Agrícola

Neste trabalho se estuda a aplicação de um método de Ensaio Não Destrutivo, baseado no Ruído Magnético de Barkhausen (RMB), na medição de falhas superficiais em aços. O RMB é gerado por abruptas mudanças na magnetização de materiais quando submetidos a campos magnéticos variáveis. Essas mudanças são afetadas pela microestrutura e a presença e distribuição de tensões elásticas (compressão e tração). Inicialmente apresenta-se um estudo de medições de tensões produzidas por flexão, e perfis de dureza, via RMB. Analisa-se a influência de parâmetros de medição e analise dos sinais, na qualidade do diagnostico. Analisou-se a sensibilidade dos sinais de RMB na medição de tensão a parâmetros tais como direção de laminação da chapa, intensidade e frequência de campo magnético de excitação. Nos estudos da aplicação do RMB em medições de dureza, se usaram amostras de ensaio Jominy, com variação contínua de dureza. Utilizou-se dois tipos de materiais e foram feitas medidas de dureza HRC, RMB e análise metalográfica. O comportamento de diferentes parâmetros dos sinais de RMB se correlacionou com as medições de Dureza e as micrografias obtidas. As amplitudes do RMB mostraram ser inversamente proporcionais aos níveis de dureza. Também se apresenta uma nova tecnologia para inspeção de superfícies, baseado no conceito do Barkhausen Contínuo. São apresentadas análises de parâmetros de medição e de configuração de sonda, na inspeção sob três situações: presença de defeitos volumétricos, deformação plástica, e tensões mecânicas aplicadas. Estudou-se a influência de parâmetros como, amplitude do campo aplicado, velocidade de varredura, posicionamento e características do sensor, no nível de detecção do dano. Métodos de processamento de sinais específicos foram desenvolvidos. Os resultados mostraram, que para cada um dos casos estudados, é possível detectar a posição e nível do dano produzido. Essa nova tecnologia aumenta o espectro de soluções de Ensaios Não Destrutivos para problemas não contemplados pelos métodos existentes. / This work studies the application of a non-destructive testing method, based on the Magnetic Barkhausen Noise (MBN). MBN is generated by abrupt changes in magnetization of ferromagnetic materials subjected to variable magnetic fields. These changes are affected by the presence and distribution of elastic stresses (compression and traction) in the material and by its microstructure. At first, the present study describes MBN measurements of stresses produced by bending and MBN measurements of hardness profiles, in steel samples. The influence of both, measurement parameters and signal analysis, in the quality of fault diagnosis is also analysed. In this context, regarding stress measurements, the MBN signal sensitivity to parameters like surface lamination direction, intensity and frequency of magnetic excitation field is studied. On the other hand, application of MBN to hardness measurements used Jominy essay samples presenting continuous hardness variation. In this case, samples of two different materials were employed and hardness measurements were obtained by HRC, MBN as well as by metallographic analysis techniques. Behaviour of different MBN signal parameters were correlated with obtained hardness measurements and micrography. MBN amplitudes were shown to be inversely proportional to hardness levels. Finally, the work describes a new surface inspection technology, based on the concept of Continuous Barkhausen. In this context, the study analyses probe configuration and measurement parameters, concerning inspection of surface fault from three different origins: volumetric, plastic deformation, applied mechanical stress. The influence of parameters like applied field amplitude, probe velocity, sensor position and characteristics, in detecting damage level was also evaluated. In particular, specific signal processing methods were developed. Results showed that, for each studied case, it is possible to detect damage position and level. This new technology increases the range of NDT essay solutions for problems not yet contemplated by existing methods.

Este trabalho apresenta os avanços no desenvolvimento de um novo método de ensaio não-destrutivo magnético. O método está baseado na técnica do Ruído Magnético de Barkhausen (RMB), particularmente em uma variante denominada Barkhausen Contínuo. O RMB é gerado devido à ação de um campo magnético variável magnetizante que produz mudanças abruptas e irreversíveis na estrutura magnética do material. Essas mudanças são influenciadas pela microestrutura e a distribuição de tensões dentro do mesmo. As medições podem ser usadas para construir uma distribuição bidimensional do RMB ao redor de um ponto fixo, cujo resultado irá refletir o nível de anisotropia magnética, usualmente indicando um eixo de fácil magnetização, parâmetro relevante dado que o comportamento da grande maioria de materiais ferromagnéticos de engenharia é usualmente anisotrópico. As mudanças no eixo de fácil magnetização podem indicar a presença de anomalias mecânicas ou abnormalidades no processo de fabricação e no caso da aplicação de uma tensão externa, podem refletir a magnitude e a direção da mesma. O presente trabalho descreve uma metodologia que faz uso de um campo magnético rotacional para obter sinais RMB relacionados ao angulo de giro, possibilitando a identificação da direção do eixo de fácil magnetização, ultrapassando as capacidades oferecidas pela técnica RMB convencional mediante o fornecimento de informação em tempo real, que permite a obtenção de um conjunto de parâmetros que quantificam a anisotropia magnética de uma amostra. A técnica foi usada para a detecção do eixo de fácil magnetização e o nível de anisotropia magnética em materiais diferentes devida aos efeitos do processo de fabricação. Posteriormente foi demonstrado que a técnica é capaz de monitorar a evolução da tensão uniaxial aplicada, obtendo curvas de calibração, sensíveis ao sentido de aplicação da tensão. Para o caso pouco estudado de amostras submetidas a tensões biaxiais, o uso da técnica do Barkhausen contínuo rotacional fez possível de verificar que as características morfológicas das medições de anisotropia magnética obtidas, guardam relação com a direção das tensões principais. Foi realizada uma avaliação do método aplicado para a medição dinâmica de anisotropia magnética em juntas soldadas, indicando estados de tensão e características microestruturais coerentes com as esperadas. O método tem a possibilidade de ser implementado para medições anisotropia magnética em alta resolução/alta velocidade. / This works presents the current advances on the development of a new method of magnetic non-destructive testing. The method is based on the magnetic Barkhausen noise (MBN), more specifically in one branch known as Continuous Barkhausen. MBN is produced due to the effect of a variable magnetic field, which causes abrupt and irreversible changes to the magnetic structure of the material. These changes are influenced by the microstructure of the material and the stress distributions within. Measurements can be used to construct a bi dimensional MBN distribution around a fixed point, which in turn will be a reflect of its magnetic anisotropy level, usually characterized by an easy axis of magnetization, an important parameter given that more often than not, the behavior of most engineering ferromagnetic materials is anisotropic. Variations of the easy axis could be the indication of mechanical anomalies or abnormalities that appear as a result of the fabrication process. If there is an external stress applied to the sample, it can provide information about its magnitude and direction. The present work describes a methodology which uses a precise rotating magnetic field in order to obtain MBN signals related to a given magnetization angle, making possible the finding of the easy axis, exceeding the limits of conventional MBN measurements by providing real time data which in turn will allow to infer a set of parameters that quantify the magnetic anisotropy of the sample. The proposed technique was successfully used to find both the easy axis and a quantitative level of magnetic anisotropy between different materials, consequence of the fabrication process. Subsequently, it was shown that the technique was able to perform a monitoring of the evolution of both uniaxial and biaxial applied stress, obtaining linear relationships (uniaxial case), sensitive to the direction of loading. In not so much studied case of biaxial loading, the use of the continuous rotational Barkhausen method made possible to observe that the morphologic characteristics of the magnetic anisotropy measurements bear a close resemblance to the direction of the principal stress field. An evaluation of the technique as a tool for the dynamic measurement of magnetic anisotropy on welded joints, indicating stress states and microstructural features coherent with the ones expected in this scenario. The method has the possibility of being implemented as a technique for high speed/high resolution measurements of magnetic anisotropy.

A análise dinâmica experimental tem sido amplamente pesquisada como uma ferramenta de avaliação de integridade de estruturas de concreto armado. Existem técnicas de identificação de danos baseadas em propriedades modais como frequências de ressonâncias, deformadas modais, curvaturas modais e amortecimento. Há também técnicas baseadas na não linearidade da resposta dinâmica, que apesar do grande potencial na detecção de danos, têm sido pouco exploradas nos últimos anos. Este trabalho tem por objetivo avaliar a integridade estrutural de vigas de concreto armado através do comportamento da resposta dinâmica. Foram realizados ensaios dinâmicos em duas vigas de concreto armado com 3,5 m de comprimento, 25 cm de largura, 35 cm de altura e idênticas taxas de armaduras, mas configuradas com barras de aço de diferentes diâmetros, 2 &#981 16 mm e 8 &#981 8 mm, respectivamente. Tais vigas, inicialmente íntegras, foram submetidas a ciclos de carregamento e descarregamento com intensidades crescentes até atingir a ruptura do elemento. Após cada ciclo, as propriedades dinâmicas foram avaliadas experimentalmente, com o emprego de técnicas de excitação por sinais do tipo aleatório e tipo transiente, respectivamente, visando determinar parâmetros que indiquem a deterioração gradativa do elemento. Nesses ensaios dinâmicos aplicaram-se diferentes amplitudes da força de excitação. Verificou-se que o aumento da amplitude da força dinâmica de excitação provocou reduções nos valores das frequências de ressonância de 1,1% e 2,4%, associadas, respectivamente, às excitações aleatórias e transientes; e um comportamento não linear dos índices de amortecimento, associados às excitações aleatórias, mantendo um crescimento linear com as excitações transientes. Constatou-se, ainda, que os valores das frequências de ressonância decrescem com a redução de rigidez mecânica, diminuída com o aumento do nível de fissuração induzido nos modelos. Já os valores dos índices de amortecimento, após cada ciclo, se comportaram de forma não linear e assumiram diferentes valores, conforme a técnica de excitação empregada. Acredita-se que esta não linearidade está relacionada aos danos provocados no elemento pela solicitação estrutural e, por consequência, ao processo de como a dissipação de energia é empregada no processo de instauração, configuração e propagação das fissuras nos elementos de concreto armado. / The experimental dynamic analysis has been widely investigated as a tool to assess integrity of reinforced concrete structures. State-of-the-art modal-based techniques for structural damage analysis use resonance frequencies, modal deformed, curvature and modal damping analysis. There are also techniques based on nonlinear dynamic response that despite the large potential for damage detection, have not been considered in recent years. This work aims to evaluate the structural integrity of reinforced concrete beams through the dynamic response behavior. Dynamic tests were performed on two reinforced concrete beams with 3.5 meters of length, 250 mm of width, 350 mm of height and identical reinforcement rates, but different steel bars diameters, 2 &#981 16 mm e 8 &#981 8 mm, respectively. Beams were initially intact and were subjected to loading and unloading cycles with increasing intensity until the rupture of the concrete beam. After each cycle, the dynamic properties were evaluated experimentally with random and transient excitation signals to determine parameters that indicate gradual deterioration of the beam. Different amplitudes of the excitation force were applied during dynamic testing of concrete beams. These results indicated that an increase in amplitude of dynamic excitation force caused reductions in frequency resonances by 1.1% and 2.4%, associated with the random and transient excitations, respectively. Furthermore, a non-linear behavior of the damping ratios related to random excitations was observed while a linear relationship with transient excitation was found. Moreover, it was found that the resonance frequency decreased with the cracking-related reduction of beam stiffness, caused by increasing level of loading. Additionally, the values of the damping ratios after each cycle behaved non-linearly assuming different values according to the used excitation technique. It is believed that this non-linearity can be related to the loading-related structural damage of the reinforced concrete beam. Therefore, the energy dissipation related to cracking initiation, configuration and propagation in reinforced concrete elements played an important role in the damping ratios of concrete beams.