Submitted by Valquíria Barbieri (kikibarbi@hotmail.com) on 2018-04-11T19:13:17Z No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Priscilla Costa Lima.pdf: 4020898 bytes, checksum: f7ca081b802f77149f03e3a2b95b5346 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2018-04-26T17:37:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Priscilla Costa Lima.pdf: 4020898 bytes, checksum: f7ca081b802f77149f03e3a2b95b5346 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T17:37:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Priscilla Costa Lima.pdf: 4020898 bytes, checksum: f7ca081b802f77149f03e3a2b95b5346 (MD5) Previous issue date: 2014-04-30 / CAPES / A ictiofauna neotropical é a mais rica e diversa do planeta e nela, diversos processos tanto locais, quanto regionais atuam na sua estruturação, proporcionando grande diversidade de micro-habitats e da biota aquática. Diante do exposto e, visto que a região estudada se trata de um Parque Estadual, se torna importante o conhecimento da biodiversidade ali presente. Os objetivos do presente estudo foram os de realizar um levantamento ictiofaunístico, comparar a diversidade, riqueza, abundância e composição das assembleias de peixes em associação com o índice de integridade ambiental, entre duas sub-bacias de drenagens cujas nascentes se situam no Parque Estadual da Serra Azul e Serra do Taquaral, com suas drenagens se dirigindo para o Rio Araguaia (Sul) e Rio das Mortes (Norte). As coletas foram realizadas durante os meses de Junho à Setembro de 2013 em 24 pontos de amostragens. Para delimitar um trecho de 50m foram utilizados duas redes de bloqueio de 5mm de abertura de malha. Ao longo do trecho de 50m (0m, 10m, 20m, 30, 40m 50m), foram registradas as larguras, profundidades, velocidade da corrente e substratos. Capturou-se 5083 indivíduos, distribuídos em 6 ordens, 20 famílias, 52 gêneros e 78 espécies de peixes. A diversidade, riqueza e abundância de peixes foram maiores nos córregos que drenam para o rio das Mortes. A abundância de peixes foi maior em córregos com índices de integridade ambiental menores. A riqueza foi maior em córregos mais largos, com maiores diversidade de substratos e menores índices de integridade ambiental. A composição de espécies foi relacionada com largura, diversidade de substratos e índice de integridade ambiental. O grau de compartilhamento de espécies entre as duas subbacias é de 33% e cinco espécies foram constantes em mais de 50% dos córregos. Córregos com distâncias geográficas mais próximas possuem maior similaridade na composição de espécies. Os principais fatores para as diferenças encontradas entre as duas sub-bacias de drenagens, podem ser as diferenças geomorfológicas de cada ambiente, pois cada sub-bacias, apresenta características muito peculiares, em conjunto, processos hitóricos e biogeográficos também podem ter favorecido nessa distinção, tanto da ictiofauna quanto das variáveis abióticas. / The Neotropical ichthyofauna is the most richest and diverse from the planet. Local and regional processes influence its structure, promoting high micro-habitat and biological diversity. In this context, the studied region is a Stat Park, which biodiversity knowledge is very important. The aims from the present study were to realize a ichthyologic survey, compare the fish assemblages diversity, richness, abundance and composition with the environmental integrity index between two sub-basins drainages with headwaters that flows to Araguaia river (South) and Mortes river (North). The sample campaigns were realized during the year 2013 in the months of June to September, in 24 sample points. To delimit a reach of 50 m we used two block-nets of 5mm net mesh. Throughout each 10 m reach (0m, 10m, 20m, 30m, 40m, 50m), we registered the width, depth, current velocity a substrate. It was captured 5083 individuals belonging to 6 orders, 20 families, 52 genus and 78 fish species. The diversity, richness and fish abundance were higher in streams that flow to Mortes River. The fish abundance was higher in streams with lower environmental integrity index. The richness was higher in larger streams, with higher substrate diversity and lower environmental integrity index. Species composition was related to width, substrate diversity and with the environmental integrity index. The specie share degree among the sub-basins was 33% a five species were constant in more than 50% of the streams. Streams with lower geographical distances had higher species composition similarity. The main factors associated with the differences between the two sub-basins drainages maybe are due to geomorphological differences, each sub-basin had very peculiar characteristics. In addition, historical and biogeographical processes may be favored this distinction, as the ichthyofauna as the abiotic variables.

Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Thiago Valle França / Banca: Arthur Alves Fiocchi / Resumo: Os processos de usinagem são de extrema importância para a fabricação de peças mecânicas, as peças exigem alta precisão dimensional e geométrica e qualidade no acabamento ao serem manufaturadas. Dentre os processos de usinagem, a retificação se destaca por ser um dos processos mais usado, por sua precisão e bom acabamento. É essencial que se conheça bem este processo, já que o mesmo se encontra na última etapa da manufatura. Assim, problemas durante o processo de retificação compromete-se a peça e pode-se perder o trabalho realizado em todas as etapas anteriores, acarretando alto custo na produção e perda de matéria-prima. O presente trabalho tem como objetivo avaliar um método de monitoramento das condições da superfície das peças, realizando um estudo comparativo da integridade superficial de peças retificadas com os sinais captados por um diafragma piezelétrico de baixo custo composto por Titanato Zirconato de Chumbo (PZT), bem como por um sensor de emissão acústica (EA). Os ensaios experimentais foram realizados em uma máquina retificadora plana, onde um banco de ensaios foi desenvolvido empregando-se um rebolo de CBN com ligante resinóide e corpos de prova de aço ABNT 1045 e VC131. Posteriormente, para caracterizar a superfície das peças, foi realizada a inspeção visual, medidas de rugosidade (Ra), medidas de microdureza Vickers e uma análise metalográfica. Os sinais EA e PZT foram aquisitados através de um osciloscópio de alta amostragem e, posteriormente, tratados com ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The machining processes are of utmost importance for the manufacture of mechanical parts, the parts require high dimensional and geometric precision and quality in the finishing of the surfaces when being manufactured. Among the machining processes, grinding stands out as one of the most used processes, due to its precision and superior finishing. It is essential that this process is well known, since it is in the last stage of manufacturing. Thus, problems, during the grinding process are committed to the part and can be lost the work carried out in all previous stages, resulting in high production costs and loss of raw material. The present work aims to evaluate a method of monitoring the surface conditions of the parts, performing a comparative study of the surface integrity of recified parts with the signals captured by a low-cost piezoelectric patch composed of Lead Titanium Zirconate (LZT) and as by an acoustic emission sensor (EA). Experimental tests were performed in a flat grinding machine, where a test bench was developed using a CBN grinding wheel with resinoid binder and ABNT 1045 and VC131 steel test bodies. Later, to characterize the surface of the parts, visual inspection, surface roughness (Ra), Vickers microhardness measurements and a metallographic analyiss were performed. The signals EA and PZT were acquired through a high sampling oscilloscope and later treated with digital filters. These signals were then compared to the firing and roughness of each part under their respective conditions, through signal processing techniques. It was observed that the increase of the roughness, as well as the occurrence of the burning of the parts, has a reationship with increase of the RSM signal of the PZT and the EA, as well as with the RMSD index. The CCDM index had no correlation with the process conditions. A good performance of the PZT patch with potential to... (Complete abstract electronic access below) / Mestre

Orientador: Vicente Lopes Junior / Co-orientador: Michael John Brennan / Banca: Fabricio Cesar Lobato de Almeida / Banca: José Roberto de França Arruda / Resumo: Pesquisas em propagação de ondas para aplicação de monitoramento de integridade estrutural (SHM) tem tido um incremento considerável recentemente. Este procedimento permite detectar danos nas fases iniciais. Esta dissertação descreve um estudo teórico de propagação de ondas para o propósito de detecção e quantificação de dano em uma viga. De particular interesse é a maneira que as ondas interagem com o dano, considerado simétrico com respeito ao eixo neutro. Uma análise de uma estrutura unidimensional de ondas guiadas incorporando o atuador e sensores piezelétricos em configuração pitch-catch e pulse eco é apresentada. O modelo é desenvolvido no domínio da frequência e posteriormente transformado no domínio do tempo através da transformada de Fourier inversa. Isto permite que o efeito do dano entre o atuador e o sensor seja estudado no domínio do tempo e da frequência. Os comprimentos do atuador e do sensor e a profundidade do dano são estudados em uma viga de alumínio delgada. Mostra-se que uma abordagem no domínio do tempo é preferível em relação a abordagem no domínio da frequência para detecção e quantificação de danos na estrutura. Os resultados mostraram que ondas longitudinais são mais sensíveis a variação da espessura para um sistema simétrico e é melhor medir ondas refletidas que as transmitidas. Além disto, verificou-se que devido à natureza dispersiva das ondas de flexão é possível que em algumas situações a amplitude da onda refletida seja diminuída em vez de aumentar quando a espessura da viga é reduzida / Abstract: Wave propagation research for Structural Health Monitoring (SHM) has been increasing recently. It allows the detection of damage at its early stages of development. This dissertation describes a theoretical study of wave propagation for the purpose of detection and quantification of damage in a beam structure. Of particular interest is the way in which waves interact with damage that is symmetrical with respect to the neutral axis. An analysis of a one-dimensional structural waveguide incorporating a piezoelectric actuator and sensors in a pitch-catch and pulse-echo configuration is presented. The model is developed in the frequency domain, which is then transformed into the time domain using the inverse Fourier transform. This enables the effect of damage on wave propagation between the actuator and the sensor to be investigated in both the time and the frequency domains. The size of the actuator and the sensor, and the size of damage are investigated for a thin aluminum beam. It is shown that the time-domain approach is preferable to a frequency domain approach for damage detection in this kind of structure. It is found that longitudinal waves are more sensitive to a change in thickness for a symmetrical system and it is better to measure reflected rather than transmitted waves. Further, it is found that due to the dispersive nature of bending waves, it is possible in some situations for the reflected wave amplitude to decrease rather than increase as the beam thickness is reduced / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-09-21Bitstream added on 2014-06-13T20:55:54Z : No. of bitstreams: 1 cavalinijunior_aa_me_ilha.pdf: 4616021 bytes, checksum: bcabaa1ecc36a762e1aa65b62c75b44a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O monitoramento da integridade estrutural (SHM) de sistemas mecânicos trata-se de uma tecnologia emergente que combina modernos sensores com inteligentes algoritmos computacionais para analisar a condição da estrutura em tempo real ou quando for necessário. Segurança, alto desempenho em operação e redução nos custos de manutenção são alguns dos principais benefícios concedidos pela tecnologia SHM. Deste modo, esta tecnologia vem encontrando aceitação crescente na indústria, principalmente na aeronáutica e petrolífera onde os custos de manutenção são muito elevados. Dentre as técnicas de monitoramento desenvolvidas, a dos observadores de estado se destacou. No entanto, esta técnica SHM possui algumas restrições que motivam o interesse pelo desenvolvimento de uma nova abordagem para a mesma. Neste contexto, este trabalho alia os já conhecidos observadores de estado com as características do domínio modal a fim de determinar o modo de vibrar mais afetado pela presença de um dano qualquer no sistema monitorado. A partir do conhecimento desta informação é possível projetar, por exemplo, sistemas de controle e manutenção mais eficientes. Contudo, nesta dissertação são apresentadas aplicações numéricas e experimentais em diferentes sistemas mecânicos a fim de detalhar e demonstrar a técnica SHM via Observador de Estado Modal, inicialmente proposta aqui. Algumas destas aplicações contam ainda com sensores e atuadores piezelétricos acoplados as estruturas. Os resultados encontrados mostram pontos favoráveis e desfavoráveis da técnica proposta / Structural Health Monitoring (SHM) is an emerging technology that combines modern sensors with intelligent algorithms to analyze the structural condition in real time or specific time. Security, high operation performance and maintenance reduction costs are some of the key benefits provided by this technology. Not surprisingly, the SHM techniques have recently received increased attention in aircraft and oil industries. Among the developed SHM techniques, state observers had special attention. However, this technique presents some restrictions that motivate the development of a new SHM approach through state observers. In this context, this work associates the already known state observers with features obtained in the modal domain to determine the vibration modes that are more affected by damage presence in the monitored structure. That information makes possible the design of efficient maintenance and control systems. In order to analyze the Modal State Observer technique, firstly presented here, numerical and experimental applications in different mechanical systems are presented. In some applications are used sensors and piezoelectric actuators coupled in the structures. The results lead to the conclusion that the Modal State Observer is a potential useful SHM tool

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-25Bitstream added on 2014-06-13T19:08:05Z : No. of bitstreams: 1 santos_e_me_ilha.pdf: 1368879 bytes, checksum: 71b1b0b9b0a4e6adeb9504322df06ea2 (MD5) / A alta confiabilidade e velocidade de operação (altas frequências de clock) são elementos essenciais para equipamentos eletrônicos. Com o incremento da velocidade de operação dos circuitos em placas de circuitos impressos (PCI), o comprimento de onda torna-se comparável ao comprimento das interconexões. Isso implica que a análise dos circuitos seja feita em termos de linha de transmissão. A partir desse fato, efeitos indesejáveis como a falha na integridade do sinal (IS) podem ocorrer como, por exemplo, o ruído crosstalk. Este problema de integridade de sinal pode trazer sérios danos ao funcionamento de uma placa de circuito impresso. É importante que tal falha seja solucionada na fase inicial do projeto, uma vez que a correção do mesmo se torna mais simples e menos custosa. Com efeito, alguns artifícios computacionais foram utilizados para tentar medir problemas de integridade de sinal do tipo crosstalk, visto que, sem tais ferramentas seriam necessários cálculos avançados que causariam lentidão no processo. Este trabalho mostra as análises e os resultados obtidos na simulação do ruído crosstalk. Os resultados estão baseados em três estudos de casos, levando em consideração os estágios de desenvolvimento da placa (inicial ou final) e também da complexidade da PCI em estudo. O primeiro estudo compara duas PCI’s com densidades de componentes diferentes. Posteriormente foi estudada a integridade de sinais de duas linhas impressas, microstrip e stripline. Por fim foi feita uma análise de uma PCI utilizada em uma central telefônica verificando a medida do ruído crosstalk na placa / The high reliability and operating speed (high clock frequencies) are essential elements for electronic equipment. With the increase in the speed of operation of the circuits on printed circuit boards (PCB), the wavelength becomes comparable to the length of interconnections. This implies in the circuit analysis being then made in terms of transmission line. From this fact, undesirable effects such as failure to signal integrity (SI) may occur, for example, the crosstalk noise. This problem of signal integrity can bring serious harm to the functioning of a printed circuit board. It is important that such failure is remediated in the initial phase of the project, since the correction becomes even simpler and less costly. In fact, some computational tricks were used to try to measure integrity issues of crosstalk-type signal, because without such tools, advanced calculations, which would cause delays in the process, would be needed. This work shows the analyses and results obtained during the tests using crosstalk noise simulation. The results are based on three case studies, taking into account the stages of development of the plate (initial or final) and also the complexity of PCI in study. The first study compares two PCBs with densities of different components. Later was studied the integrity of signals of two kinds of printed lines, microstrip and stripline. Finally an analysis was made of a PCI used in a central office verifying the extent of crosstalk noise on the board

Submitted by Fernando Souza (fernandoafsou@gmail.com) on 2017-08-16T13:37:17Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3482689 bytes, checksum: 32f617e5ecce7581c6cf74bc8c431049 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T13:37:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3482689 bytes, checksum: 32f617e5ecce7581c6cf74bc8c431049 (MD5) Previous issue date: 2016-06-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The creation and marketing of image editing software allowed ordinary people to perform any kind of manipulation in digital images. In a judicial context, where authenticity and data integrity are crucial, the development of techniques to ensure such attributes are needed. Forensic analysis of digital image aims to use computational scientific methods, such as analysis of a sensor device and JPEG (Joint Photographic Experts Group) artifacts, in order to recognize the presence or absence of such attributes. This paper presents a passive approach to Tampering Recognition in Digital Images with and without JPEG compression using two approaches. The first approach is based on analysis of the 4-pixel neighborhood that may be classified as interpolated or not. Based on such analysis, we obtain information about the standard CFA (Color Filter Array) pattern to investigate the authenticity and integrity of images with low or no compression according to misclassification of pixels. The second approach is based on inconsistency analysis of BAG (Block Grid Artifact) pattern in images with high compression created under tampering techniques like composition and cloning. The image's BAG is the distinction of JPEG blocks. Furthermore, segmentation techniques have been defined for precise location of the tampered area. The method selects one of the approaches according to the image compression ratio. The analysis is performed in agreement with the values of accuracy, sensitivity, specificity, and accuracy. The accuracy rates ranged from 85.1% to 95.4% and precision rates between 41.7% to 74.3%. Values from 32.3% to 82.2% were obtained for sensitivity rates and between 85.9% to 99.2% for specificity in an image database composed by 960 images interpolated by different algorithms and tampered by composition and cloning. The methods described in the literature have a limited scope related to the formats of the images tested and how they gauge their effectiveness. The approach proposed differs from these techniques presenting a most wide scope in the mentioned questions, covering images with and without compression, and assessing the efficiency from metrics able to prove the assumptions during the research. / A criação e comercialização de softwares de edição de imagens permitiram que pessoas leigas pudessem realizar qualquer tipo de manipulação em imagens digitais. Em um cenário judicial em que autenticidade e integridade dos dados são cruciais, há necessidade de técnicas que permitam promover tais atributos. A análise forense em imagens digitais busca por meio de métodos científicos computacionais, como a análise do sensor do dispositivo e artefatos JPEG (Joint Photographic Experts Group), reconhecer a presença ou ausência desses atributos. O presente trabalho apresenta uma Abordagem Passiva para o Reconhecimento de adulterações em imagens digitais com e sem compressão JPEG utilizando duas abordagens. A primeira abordagem baseia-se na técnica de análise da vizinhança-4 de um pixel que pode ser classificado como interpolado ou não interpolado. A partir dessa análise, obtêm-se as informações sobre o padrão CFA (Color Filter Array) de modo a investigar a autenticidade e integridade de imagens com baixa ou nenhuma compressão, de acordo com a classificação incorreta dos pixels. A segunda abordagem baseia-se na Análise da Inconsistência do BAG (Block Artifact Grid) de imagens com alta compressão gerado a partir de técnicas de adulteração, tais como composição e clonagem. O BAG da imagem trata-se da demarcação dos blocos JPEG. Além disso, foram definidas técnicas de segmentação para localização precisa da região adulterada. O método seleciona uma das abordagens, a partir do valor da taxa de compressão da imagem. A análise dos resultados é feita a partir dos valores de acurácia, sensibilidade, especificidade e precisão. As taxas de acurácia variaram de 85,1% a 95,4%, e com taxas de precisão entre 41,7% a 74,3%. Para as taxas de sensibilidade, obteve-se valores entre 32,3% a 82,2% e para especificidade valores entre 85,9% a 99,2%, para uma base de dados composta por 960 imagens interpoladas por algoritmos distintos e adulteradas por técnicas de composição e clonagem. Os métodos descritos na literatura apresentam um escopo limitado referente aos formatos das imagens que foram testadas e ao modo como aferem a eficiência de suas técnicas. A abordagem proposta distingue-se dessas técnicas apresentando um escopo com maior abrangência nos quesitos mencionados, englobando imagens com e sem compressão, além de aferir a eficiência a partir de métricas capazes de comprovar as hipóteses levantadas ao longo da pesquisa.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 3775255 bytes, checksum: 1b99107cee89e4bce6bbab2b485dac91 (MD5) Previous issue date: 2012-11-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fitness-for-service (FFS) assessment is a quantitative engineering evaluation of operational components. In the context of pressure vessels and piping systems FFS assessment is performed periodically to ensure the operational safety and structural integrity. The evaluation of structural integrity of equipment is crucial to avoid failure and thereby obtain the best possible performance of mechanical components under corrosion, in turn, is one of the greatest dangers to pressure vessels. The evaluation of structural integrity of a component service that contains general damage or failure is given in Level 4 described in API 579. Nondestructive testing by ultrasound was used to obtain measurements of the loss of thickness wall of the pressure vessel for the model developed to numerical analysis using finite element. The objective is to analyze and evaluate the values of Maximum Allowable Working Pressure (MAWP) provided by the Fitness for Service assessment with the values found in numerical analysis. Results of PMTA are compared when it takes into account several variables that API 579 considers, the Future Corrosion Allowance (FCA) due to evolution of corrosion, the thickness uniform loss (LOSS) of the internally corroded areas and the changes of temperature affecting the structural integrity of the equipment. / A avaliação da integridade estrutural de equipamentos é de fundamental importância para se evitar falhas e assim obter o maior rendimento possível dos componentes mecânicos presente em vários setores industriais e a corrosão, por sua vez, constitui um dos maiores perigos para os vasos de pressão. A capacidade de analisar a integridade estrutural de um componente em serviço que contém danos ou falha é apresentada na norma API 579 (FFS - Fitness for Service). Utilizando o ensaio por ultrassom para obter medições de perda de espessura na área sob corrosão da parede de vasos de pressão e aplicando a análise da API 579 seção 4 que recomenda a adequação ao uso do equipamento com a presença de perda de metal generalizada, faz-se uma correlação com a análise numérica utilizando elementos finitos do vaso com a mesma área de corrosão obtida do ensaio de ultra-som. O objetivo é analisar e avaliar os valores de Pressão Máxima de Trabalho Admissível (MAWP - Maximum Allowable Working Pressure) fornecida pela API 579 para adequação ao uso do equipamento com os valores encontrados na análise numérica. Resultados de valores da MAWP são comparados quando leva-se em consideração algumas variáveis que a API 579 considera como, a perda de espessura futura (FCA - Future Corrosion Allowance) devido a evolução da corrosão, a perda de espessura unifome (LOSS) da área corroída internamente e mudanças de temperaturas que afetam a integridade estrutural desses equipamentos.

Orientador: Jozué Vieira Filho / Co-orientador: Fabricio Guimarães Baptista / Banca: Vicente Lopes Junior / Banca: Ricardo Tokio Higuti / Banca: Domingos Alves Rade / Banca: Roberto Gil Annes da Silva / Resumo: O monitoramento de integridade estrutural tem atraído o interesse de muitos pesquisadores ao longo das últimas décadas. Com os recentes avanços na tecnologia de comunicação sem fio, as redes sem fio podem, potencialmente, oferecer uma alternativa de baixo custo para seus homólogos tradicionais baseados em cabo. Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento e implementação de um novo sistema de monitoramento de integridade estrutural sem fio baseado em um promissor e simples método para detectar dano em estruturas usando o princípio da impedância eletromecânica. O sistema proposto consiste de uma rede de sensores sem fio, escalável e de baixa potência; composta por nós sensores inteligentes, um nó de enlace e um centro de monitoramento remoto. O nó de enlace é usado como coordenador de uma rede ZigBee composta por múltiplos nós sensores inteligentes; e como um gateway para integrar a rede ZigBee com o centro de monitoramento remoto via uma rede GSM/GPRS e/ou um servidor HTTP. O nó sensor inteligente, baseado em microcontrolador, é um núcleo portátil, autônomo, realiza automaticamente a compensação das medições com variações da temperatura ambiente, pode controlar vários sensores e opera em modo local ou remoto. A identificação de dano é realizada mediante simples análise nas variações da tensão eficaz do sinal de resposta de transdutores piezelétricos, tais como cerâmicas de titanato zirconato de chumbo (PZT) colados à estrutura, obtidos no domínio do tempo para diferentes frequências do sinal de excitação, sendo que não é necessário calcular a impedância eletromecânica. A compensação dos efeitos da temperatura é realizada utilizando os coeficientes de correlação para calcular o valor efetivo do deslocamento de frequência a partir das assinaturas coletadas. Experimentos foram realizados com sucesso em uma estrutura de alumínio, variando a temperatura na faixa de 0oC-60oC; os resultados... / Abstract: Structural health monitoring have attracted much research interest over the last few decades. With recent advances in wireless communication technology, wireless networks can potentially offer a low-cost alternative to traditional cable-based sensing systems. This work presents the design and implementation of a novel wireless structural health monitoring system based on a promising and simple method to detect damage in structures using the electromechanical impedance principle. The proposed system is a wireless low-power scalable sensor network composed of smart sensor nodes, a link node and a remote monitoring center (host node and server). The link node is used as the coordinator of a ZigBee network of multiple smart sensor nodes; and as a gateway to integrate ZigBee network with the remote monitoring center via a GSM/GPRS network and/or an HTTP server. The smart sensor node, based on microcontroller, is a portable core, standalone, which automatically compensates measurements with environment temperature variation, may control various sensors and operates in either local or remote mode. The identification of damage is performed by simply analyzing the variations of root mean square voltage of the response signals from piezoelectric transducers, such as PZT (Lead Zirconate Titanate) patches bonded to the structure, obtained for different frequencies of excitation signals in time domain, and it is not necessary to compute the electromechanical impedance. The temperature compensation is performed using the correlation coefficients to compute the effective frequency displacement value from the data signatures. Experiments were successfully performed on an aluminum structure and temperature varying from 0oC to 60oC; the results indicate that the proposed smart sensor node, which can be monitored from anywhere in the world and is able to detect damage in the initial stage, even in the presence of ... / Doutor

Orientador: Vicente Lopes Júnior / Co-orientador: Marcelo Ornaghi Orlandi / Banca: Michael John Brennan / Banca: Carlos de Marqui Junior / Resumo: Com o objetivo de assegurar a integridade estrutural de estruturas aeronáuticas, diversas técnicas de monitoramento da integridade estrutural têm sido estudadas. Uma das técnicas mais recentes é a utilização de sensores contínuos, constituídos de filmes delgados de nanocompósitos. A vantagem em se utilizar estes materiais é a possibilidade de se aplicar tais sensores em superfícies complexas, cobrindo uma grande área e utilizando poucos terminais de aquisição. Este tipo de material permite o controle das suas características mecânicas e elétricas, possibilitando a criação de um sensor customizado para cada situação. O nanocompósito mais encontrado na literatura para fins de detecção de falhas é o compósito de nanotubos de carbono (CNT), sendo que a matriz utilizada varia de acordo com cada caso. Este trabalho propõe a utilização de materiais alternativos como os nanofios de ITO (Indium tin oxide ou óxido de índio dopado com estanho) inseridos em matriz de PMMA (polimetil- metacrilato) para o revestimento da superfície a ser monitorada. Afim de verificar a efetividade destes sensores, diversos testes foram propostos. Estes testes consistem em monitorar o comportamento dos nancompósitos quando afetados por algum tipo de dano, os quais podem ser uma adição de massa, excesso de cargas tensoras ou uma trinca. Para isto, o intuito é medir as resistências elétricas entre dois pontos e verificar a influência do dano no valor medido. Em geral as resistências obtidas variaram entre 1kΩ e 10kΩ, sendo que com o aparecimento do dano, as medições apresentaram variações de mais de 30% tanto no caminho com o dano como nos caminhos em sua proximidade. Testes com o sensor em uma câmara ambiental, com controle de temperatura e umidade, mostraram que o sensor é sensível a altas temperatura e a altas umidades. Quanto à sensibilidade às tensões de tração aplicadas na placa, o sensor só mostrou alterações em sua... / Abstract: With the objective of structural health monitoring (SHM) in aerospace structures, several monitoring techniques have been studied. One of the most recent techniques is based on the use of continuous sensors, made of thin films of nanocomposites. The advantage of using such materials is the possibility to apply them on complex surfaces, covering larger areas and using few acquisition terminals. Moreover, by using the nanocomposites, it is possible to control its mechanical and electrical properties, making it possible to create a customized sensor for each case. The nanocomposite found most commonly in the literature for damage detection are the carbon nanotubes (CNT) composites, while the matrix depends on each case. This work proposes the use of alternative materials such as the ITO (Indium tin oxide) nanowires inserted at PMMA (Poly(methyl methacrylate)) to be used as coatings for the monitored structure. In order to verify the effectiveness of this sensor, several tests were proposed. These tests consists on monitoring the nanocomposite's behavior when affected by some kind of damage, in which can be simulated by a mass addition, excess of load or a crack. The principle for the damage detection is to measure the electrical resistance between two points at the film sensor and verify the variations caused by the damage to these measurements. In general, the obtained resistances varied from 1kΩ to 10kΩ, while with the damage appearance the measurements varied more than 30% at the path with the damage and at the paths nearby. Tests at the environmental chamber, with temperature and humidity control, showed that the sensor is sensitive to high temperatures and humidity levels. Regarding the sensibility to stress applied to the plate, the sensor showed changes at the resistances only when the plate started to deform plastically. The obtained results are promising and indicate that this method is effective for damage detection / Mestre

Orientador: Ailton Akira Shinoda / Banca: Sérgio Kurokawa / Banca: Valtemir Emerencio do Nascimento / Resumo: A alta confiabilidade e velocidade de operação (altas frequências de clock) são elementos essenciais para equipamentos eletrônicos. Com o incremento da velocidade de operação dos circuitos em placas de circuitos impressos (PCI), o comprimento de onda torna-se comparável ao comprimento das interconexões. Isso implica que a análise dos circuitos seja feita em termos de linha de transmissão. A partir desse fato, efeitos indesejáveis como a falha na integridade do sinal (IS) podem ocorrer como, por exemplo, o ruído crosstalk. Este problema de integridade de sinal pode trazer sérios danos ao funcionamento de uma placa de circuito impresso. É importante que tal falha seja solucionada na fase inicial do projeto, uma vez que a correção do mesmo se torna mais simples e menos custosa. Com efeito, alguns artifícios computacionais foram utilizados para tentar medir problemas de integridade de sinal do tipo crosstalk, visto que, sem tais ferramentas seriam necessários cálculos avançados que causariam lentidão no processo. Este trabalho mostra as análises e os resultados obtidos na simulação do ruído crosstalk. Os resultados estão baseados em três estudos de casos, levando em consideração os estágios de desenvolvimento da placa (inicial ou final) e também da complexidade da PCI em estudo. O primeiro estudo compara duas PCI's com densidades de componentes diferentes. Posteriormente foi estudada a integridade de sinais de duas linhas impressas, microstrip e stripline. Por fim foi feita uma análise de uma PCI utilizada em uma central telefônica verificando a medida do ruído crosstalk na placa / Abstract: The high reliability and operating speed (high clock frequencies) are essential elements for electronic equipment. With the increase in the speed of operation of the circuits on printed circuit boards (PCB), the wavelength becomes comparable to the length of interconnections. This implies in the circuit analysis being then made in terms of transmission line. From this fact, undesirable effects such as failure to signal integrity (SI) may occur, for example, the crosstalk noise. This problem of signal integrity can bring serious harm to the functioning of a printed circuit board. It is important that such failure is remediated in the initial phase of the project, since the correction becomes even simpler and less costly. In fact, some computational tricks were used to try to measure integrity issues of crosstalk-type signal, because without such tools, advanced calculations, which would cause delays in the process, would be needed. This work shows the analyses and results obtained during the tests using crosstalk noise simulation. The results are based on three case studies, taking into account the stages of development of the plate (initial or final) and also the complexity of PCI in study. The first study compares two PCBs with densities of different components. Later was studied the integrity of signals of two kinds of printed lines, microstrip and stripline. Finally an analysis was made of a PCI used in a central office verifying the extent of crosstalk noise on the board / Mestre