Resumo: Este trabalho tem como propósito utilizar técnicas de controle robusto para atenuação ativa de vibração mecânica em estruturas acopladas a atuadores e sensores piezelétricos. Os controladores são projetados segundo o enfoque de otimização convexa, com os requisitos envolvendo desigualdades matriciais lineares (LMIs). A proposta é ilustrar duas sínteses diferentes de realimentação via LMIs. A primeira é o projeto de controladores por realimentação de estados, estimados por um observador, considerando incertezas paramétricas do tipo politópicas. A segunda metodologia é baseada no controle H8 via realimentação do sinal de saída, considerando incertezas dinâmicas limitadas por norma. Os sensores/atuadores são posicionados em pontos ótimos utilizando-se a norma H8 como índice de desempenho. Os modelos matemáticos utilizados na síntese dos controladores foram obtidos a partir do método dos elementos finitos considerando o acoplamento eletromecânico entre os atuadores/sensores e a estrutura base ou a partir de métodos de identificação. Neste contexto, este trabalho também discute e exemplifica o algoritmo de realização de autosistemas (ERA). Três exemplos são solucionados para exemplificar a metodologia implementada: uma estrutura tipo placa, uma viga engastada-livre e a supressão ativa de flutter em um aerofólio 2-D, problema de grande interesse na indústria aeronáutica. Os resultados mostraram uma significante atenuação da vibração estrutural na faixa de freqüência de interesse e o atendimento dos requisitos impostos na fase de projeto. / Abstract: The proposal of this work is to use robust control techniques in order to suppress mechanical vibration in structures with pieozoelectric sensors and actuators coupled. The controllers are designed by convex optimization and the constraints are dealt through linear matrix inequalities (LMIs) frameworks. Two different methodologies to feedback the system by using LMIs are explained. The first one is the observer-based state-feedback considering polytopic uncertainties. The second one is the H output feedback control considering norm-bound uncertainties. The sensors/actuators are located in optimal placements by using H norm as performance index. The mathematical models used in the controller design were obtained by finite element methods considering eletromechanical effects between the host structure and piezoelectric sensors/actuators patches or by using identification methods. In this sense, it is also discussed the eigensystem realization algorithm (ERA). Three different applications are proposed and solved in order to illustrate the applicability of the methodology: a cantilever plate; a cantilever beam; and an active flutter suppression in a 2-D airfoil, a problem of considered interest in the aeronautic industry. The results showed the vibration suppression in the bandwidth of interest when submited to the requirements imposed by practical situations. / Orientador: Vicente Lopes Junior / Coorientador: Edvaldo Assunção / Banca: Vicente Lopes Junior / Banca: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira / Banca: Edilson Hiroshi Tamai / Mestre

[pt] O presente trabalho apresenta uma modelagem da geração de ondas guiadas em estruturas laminadas compósitas através de atuadores piezoelétricos interdigitais.O estudo foi desenvolvido a partir de uma técnica que se baseia na teoria discreta de Reddy e modela os campos de deslocamento e esforços e velocidades generalizadas nas interfaces de uma estrutura laminada. O modelo desenvolvido representa trechos da estrutura em questão através de suas matrizes de impedância, relacionando os esforços e velocidades generalizadas nas interfaces de cada trecho. Após a validação do modelo através da comparação com o método dos elementos finitos, via um pacote comercial, onde foi mostrado que os campos calculados pelos dois métodos obtiveram resultados bastante aproximados nas diferentes faixas de freqüência, foi demonstrada a capacidade do modelo proposto de representar atuadores piezoelétricos interdigitais gerando modos guiados desacoplados em vigas laminadas compósitas. Foram modeladas vigas de alumínio e de ARALL e, após o cálculo das suas curvas de dispersão e dos pontos em que os seis primeiros modos são aproximadamentenão dispersivos, projetaram-se atuadores capazes de gerar de forma desacoplada alguns dos modos guiados nas vigas. A técnica proposta, que pode ser facilmente adaptada pa4ra a simulação da excitação de ondas de Lamb em placas, é capaz de modelar com precisão a rseposta em altas freqüências e pode servir como uma ferramenta valiosa para o desenvolvimento de atuadores interdigitais na monitoração em tempo real da integridade estrutural de compósitos laminados. / [en] The present work is concerned with modeling interdigital piezoeletric actuators for the excitation of guide waves in composite laminated beams. The proposed model is based on Reddys layerwise laminate theory, which relies on piece- wise constant interpolations of the displacement and eletric potential distributions along thethickness of a laminated structure. The laminated beam is also divided in pieces along its span direction, and each piece is represented by an impedance matrix that associates generalized forces with particle velocities on the interfaces of each piece, and also with the applied voltage along the electrodes of the piezoeletric element. Validation of the model was performed with the aid of a commercial Finite Element code. The model was explored to simulate the excitation of uncoupled guided wave modes incomposite laminated beams fabricated from aluminum or ARALL, which is a laminate made ofalternating layers of aluminum and arami-epoxy fiber reinforced composite. From the frequency spectrum of guided waves in the laminated beam, frequencies amd wavelengths at which the first six modes are approximately non-dispersive where determined. With this information, interdigital actuators, capable of generating uncoupled, or weakly coupled, guided modes in the beam were simulated. The proposed model, which is able to accurately reproduce responses in the high frequency/short wavelength range, could be easily adapted to simulate the extation of Lamb waves in laminated plates, and may be a valuable tool in the development of interdigital actuators for health monitoring of laminated composites.

Orientador: Vicente Lopes Junior / Resumo: Este trabalho analisa um método de Monitoramento da Integridade de Estruturas (SHM, do inglês Structural Health Monitoring) usando funções erro calculadas a partir de ondas guiadas que são refletidas nos danos. Este método foi primeiro testado por Gorgin et al em 2014, que apresentou o método aplicado para materiais isotrópicos. A abordagem é testada experimentalmente em materiais anisotrópicos e isotrópicos. O sinal da estrutura intacta, que será referido como baseline e o sinal atual para cada caminho de propagação (entre dois transdutores PZT) são medidos e a energia do sinal de dispersão para cada caminho é calculada em um dado intervalo. Assumindo que existe dano no ponto avaliado, a onda irá refletir neste ponto e se propagar até o sensor. A técnica é baseada no tempo de propagação (time-of-flight) entre o atuador (primeiro transdutor PZT) até o ponto avaliado mais o tempo de propagação do ponto avaliado até o sensor (segundo transdutor PZT, em uma configuração pitch-catch) para cada ponto da estrutura. A velocidade de propagação em materiais anisotrópicos é dependente da direção de propagação. Isto não acontece em materiais isotrópicos, onde a velocidade de propagação é constante e não é dependente da direção de propagação. No caso de materiais anisotrópicos as velocidades de propagação para diferentes direções foram calculadas experimentalmente e incorporadas ao algoritmo para calcular o time-of-flight corretamente para todos os pontos da estrutura. A energia do sina... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work highlights a method for Structural Health Monitoring using error functions computed from guided waves reflected from damage. This method was first tested by Gorgin et al in 2014, who presented the method for isotropic plates. The approach is experimentally tested on anisotropic and isotropic specimens such as composite and aluminum plates, respectively. The baseline and test signals of each sensing path (between two PZT transducers) are measured and the energy of the scatter signal for each path is calculated in a given range. The structure is meshed and the middle point of each component is considered in the calculations. Assuming that there is damage in the evaluated position, the wave will reflect at this point and propagate to the next transducer. The technique is based in the time-of-flight between the actuator (first PZT transducer) and the evaluated point plus the time-of-flight of the evaluated point to the sensor (second PZT transducer, for a pitch-catch configuration) for each mesh component of the structure. The wave speeds in anisotropic specimens are propagation direction dependent. It does not happen in isotropic materials, which have the wave speed constant and non-dependent of the propagation direction. In the case of anisotropic materials, the wave speed for different angles were experimentally computed and incorporated in the algorithm in order to calculate the proper time-of-flight. The energy of the scatter signal is computed in a time range base... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseABAR.pdf: 4875221 bytes, checksum: a49cbab70eac041e5e297ea7d21bf2e2 (MD5) Previous issue date: 2006-08-18 / The importance of ultrasound limited-diffraction Bessel beams in medical images, tissue characterization, and estimation of Doppler speed (blood flow) as well as in many other areas of Physics has increased in the two last decades. In this work an alternative solution to produce a transducer of limiteddiffraction was implemented, with the polarization following the geometry of the Bessel's function. These transducers (also called Bessel Transducers) have been constructed using a ferroelectric ceramic PZT doped with Niobium, by means of a simple technique of polarization. The electrodes in the faces of ceramics were made with a silver painting in form of three concentric rings. Through experimental simulations and measurements, the vibration's modes as well as the acoustic field of radiation has been characterized. For the simulation, the method of finite elements was applied. For these transducers it was verified a decoupling between the modes of radial and thickness vibration. The fields radiated have shown that there are less effects of diffraction on Bessel transducers than on the conventional transducers. With this new implemented technology, not reported before in the literature, the limited-diffraction transducer does not require a sophisticated electronic set up to excite acoustic waves in the transducer, allowing to get a collimated radiation field desirable for medical applications with optimized lateral resolution. / Nas duas últimas décadas tem aumentado a importância do estudo de feixes de ultra-som de difração limitada em imagens médicas, caracterização de tecidos, estimação de velocidade Doppler (fluxo sanguíneo) e em outras áreas da Física. No trabalho realizado se implementou uma solução alternativa para produzir um transdutor de difração limitada, com uma polarização macroscópica do tipo função de Bessel. Estes transdutores (chamados também de Transdutores Bessel) foram construídos usando um disco cerâmico ferroelétrico de PZT dopado com Nióbio (Nb) utilizando uma técnica simples de polarização direta. Os eletrodos nas faces da cerâmica foram conformados colocando pintura de prata em forma de três anéis concêntricos. Através de simulações e medidas experimentais, foram caracterizados os seus modos de vibração assim como o campo acústico de radiação. Para as simulações, aplicou-se o método de elementos finitos. Para estes transdutores foi verificado um maior desacoplamento entre os modos de vibração radial e espessura. Os campos irradiados mostraram menores efeitos de difração comparados com os transdutores convencionais. O transdutor de difração limitada, construído com a tecnologia implementada neste trabalho, não reportada antes na literatura, não requer uma eletrônica de excitação complicada (como em alguns casos reportados na literatura) para gerar ondas acústicas no transdutor e obter um feixe acústico desejado para aplicações médicas: aquele que atinge maior profundidade de campo sem sofrer quase efeitos de difração e apresenta ótima resolução lateral.

Orientador: Walter Katsumi Sakamoto / Banca: Aparecido Augusto de Carvalho / Banca: Darcy Hiroe Fujii Kanda / Banca: Washington Luiz de Barros Melo / Banca: Mauro Henrique de Paula / Resumo: Apresenta-se nesse trabalho a preparação, caracterização e aplicação de um compósito na forma de filme com três concentrações diferentes de cerâmica, objetivando observar seu comportamento quando submetido a radiação ionizante (raios X) e não ionizante (infravermelho). Os compósitos são constituídos da cerâmica titanato de chumbo modificado com cálcio (PTCa) imersa em uma matriz polimérica constituída de poliéter éter cetona (PEEK). Os filmes foram obtidos por prensagem a quente. O compósito foi caracterizado com a medida do coeficiente piezoelétrico (d33), variando a concentração de cerâmica, a temperatura de polarização, a intensidade de campo aplicado e o tempo de polarização. Posteriormente, foi medido o coeficiente piroelétrico, perda dielétrica e permissividade dielétrica, para as três concentrações de cerâmica proposta. Para a amostra com 60% de cerâmica foi determinado a figura de mérito piroelétrica (FOM) e finalmente, nessa fase de caracterização, foi determinado o campo coercivo e a polarização remanescente através da curva de histerese ferroelétrica. Os resultados obtidos revelaram que a atividade piezo e piroelétrica do compósito são compatíveis com outros compósitos existentes e cerâmicas. Após a caracterização, o compósito foi submetido à radiação infravermelha próximo e à radiação X na faixa de ortovoltagem. Os resultados encontrados revelaram que o compósito responde na faixa de radiação ionizante e não ionizante revelando uma opção interessante como sensor. / Abstract: The present work is regarding to preparation and characterization of a ceramic/polymer composite film with three different ceramic loadings. The target was to observe the composite behavior when ionizing (X-ray) and non-ionizing (infrared) radiations was applied on it. The composites were made of calcium modified lead titanate (PTCa) ferroelectric ceramic immersed in poly(ether-ether-ketone) (PEEK) polymer matrix by hot pressing the powders mixture. Characterization was made using the longitudinal piezoelectric coefficient (d33) measurement as a function of ceramic content, poling temperature, poling electric field and poling time. Pyroelectric coefficient, dielectric permittivity and dielectric loss, coercive field and remanent polarization were also measured. The pyroelectric figure of merit (FOM) for sample with 60 vol% of ceramic was determined. The values of piezo and pyroelectric coefficient obtained for this composite indicates that it is comparable with other composites reported in literature. The application of the composite as thermal transducer for near infrared and X-ray radiation showed a real possibility to use PTCa/PEEK composite film as radiation detector in a wide range of energy. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-06-21Bitstream added on 2014-06-13T19:28:01Z : No. of bitstreams: 1 santosfilho_ta_me_ilha.pdf: 897214 bytes, checksum: b413f9725d41ab8ae80464b36b02dada (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foi desenvolvido um aplicativo para os dispositivos móveis (celulares e PDA´s) chamado MATIUDE (Monitoramento e Acesso aos Transdutores Inteligentes Utilizando os Dispositivos Embarcados) para o monitoramento e acesso aos transdutores inteligentes em conformidade com o padrão IEEE 1451. O sistema realiza a comunicação com o NCAP utilizando a rede ethernet. A comunicação entre o NCAP com os módulos inteligentes é realizada por meio da interface física padronizada TII podendo acoplar num total de 255 transdutores por módulo STIM. Os testes foram realizados em um sistema de distribuição de água no laboratório Hidrologia e Hidrometria, na maquete de uma granja e no monitoramento de temperatura ambiente, porém desenvolvidos no Laboratório de Processamento de Sinais e Sistemas Digitais. Os resultados obtidos comprovam o bom funcionamento do sistema. / On this work, an applicatory for mobile devices (cellular and PDA´s) called MATIUDE (Monitoring and Access to the Smart Transducers Using the Embedded Devices) was developed for monitoring and access to the smart transducers in compliance with the standard IEEE 1451. The communication between the NCAP and the smart modules is performed though the physical interface standardized TII limiting the system in a total of 255 transducers per module STIM. The tests were carried in a water distribution system in the Hydrology and Hydrometric laboratory on a mockup’s farm and ambient temperature monitoring, both developed in the Signal Processing and Digital System Laboratory. The results prove the good working.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-08-16Bitstream added on 2014-06-13T20:07:42Z : No. of bitstreams: 1 jesus_rm_me_ilha.pdf: 1779220 bytes, checksum: d4da2fb210cd7f8994e968a719e1fcc7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta dissertação é apresentada uma aplicação web, dinâmica e interativa, para o controle e monitoramento de transdutores inteligentes conectados em rede de acordo com o padrão IEEE 1451. O ambiente está hospedado em um computador pessoal que desempenha as funções de um servidor web e da parte lógica de um processador com capacidade de operar em rede. O acesso aos transdutores da rede é realizado através de um módulo de interface para transdutores inteligentes, implementado em um dispositivo lógico programável. No desenvolvimento do MATIW 1451 utilizou-se somente plataforma operacional e linguagens de programação de domínio público, abertas e padronizadas como estabelece o comitê gestor do padrão IEEE 1451. O sistema foi testado em uma rede de transdutores contendo um sensor de temperatura e uma ventoinha e em uma rede de distribuição de água, contendo sensores de pressão, vazão e um redutor de pressão. / This paper presents an interactive and dynamic web application to control and monitor smart transducers connected in network according to the IEEE 1451 standart, named MATIW 1451. A personal computer acts as a web server and as the logical part of a NCAP (Network Capable Application Process). The transducers are accessed via a STIM (Smart Transducer Interface Module) implemented by a PLD (Programmable Logic Device). The tools used in the implementation of MATIW 1451 are all in public domain, open as defined by the 1451 committee, including the operating system, languages, libraries and API s. The system was tested in a network of transducers comprised by a temperature sensor and cooler, and also tested in a water distribution kit with pressure and flow sensors, and a pressure reducer.

Submitted by Vinicius Augusto Matheus Rosa null (vinicius91027@aluno.feis.unesp.br) on 2016-09-25T14:21:09Z No. of bitstreams: 1 Vinicius Rosa-PDF_FINAL.pdf: 3807538 bytes, checksum: d62638a8fa9c1ae27ad1e162a2d1d068 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-09-27T14:30:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rosa_vam_me_ilha.pdf: 3807538 bytes, checksum: d62638a8fa9c1ae27ad1e162a2d1d068 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T14:30:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rosa_vam_me_ilha.pdf: 3807538 bytes, checksum: d62638a8fa9c1ae27ad1e162a2d1d068 (MD5) Previous issue date: 2016-07-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho analisa um método de Monitoramento da Integridade de Estruturas (SHM, do inglês Structural Health Monitoring) usando funções erro calculadas a partir de ondas guiadas que são refletidas nos danos. Este método foi primeiro testado por Gorgin et al em 2014, que apresentou o método aplicado para materiais isotrópicos. A abordagem é testada experimentalmente em materiais anisotrópicos e isotrópicos. O sinal da estrutura intacta, que será referido como baseline e o sinal atual para cada caminho de propagação (entre dois transdutores PZT) são medidos e a energia do sinal de dispersão para cada caminho é calculada em um dado intervalo. Assumindo que existe dano no ponto avaliado, a onda irá refletir neste ponto e se propagar até o sensor. A técnica é baseada no tempo de propagação (time-of-flight) entre o atuador (primeiro transdutor PZT) até o ponto avaliado mais o tempo de propagação do ponto avaliado até o sensor (segundo transdutor PZT, em uma configuração pitch-catch) para cada ponto da estrutura. A velocidade de propagação em materiais anisotrópicos é dependente da direção de propagação. Isto não acontece em materiais isotrópicos, onde a velocidade de propagação é constante e não é dependente da direção de propagação. No caso de materiais anisotrópicos as velocidades de propagação para diferentes direções foram calculadas experimentalmente e incorporadas ao algoritmo para calcular o time-of-flight corretamente para todos os pontos da estrutura. A energia do sinal de dispersão é calculada em um intervalo baseado no time-of-flight de cada posição analisada. A estimativa da localização do dano é definida através de uma função erro resultante para cada ponto da área monitorada. Como a função erro é baseada na interferência do dano na propagação de ondas guiadas, o maior valor da função erro mostra uma menor probabilidade de dano naquela posição. Uma imagem é gerada com um valor da função erro para cada ponto avaliado da estrutura. A função erro compara valores de energia nos devidos intervalos para cada par de transdutores PZT. O método foi aplicado para várias frequências de excitação, afim de obter-se um resultado melhor. / This work highlights a method for Structural Health Monitoring using error functions computed from guided waves reflected from damage. This method was first tested by Gorgin et al in 2014, who presented the method for isotropic plates. The approach is experimentally tested on anisotropic and isotropic specimens such as composite and aluminum plates, respectively. The baseline and test signals of each sensing path (between two PZT transducers) are measured and the energy of the scatter signal for each path is calculated in a given range. The structure is meshed and the middle point of each component is considered in the calculations. Assuming that there is damage in the evaluated position, the wave will reflect at this point and propagate to the next transducer. The technique is based in the time-of-flight between the actuator (first PZT transducer) and the evaluated point plus the time-of-flight of the evaluated point to the sensor (second PZT transducer, for a pitch-catch configuration) for each mesh component of the structure. The wave speeds in anisotropic specimens are propagation direction dependent. It does not happen in isotropic materials, which have the wave speed constant and non-dependent of the propagation direction. In the case of anisotropic materials, the wave speed for different angles were experimentally computed and incorporated in the algorithm in order to calculate the proper time-of-flight. The energy of the scatter signal is computed in a time range based on the time of flight of each analyzed position. The estimated damage location is defined through a resultant error function for each evaluated point in the monitored area. As the error function is based on the interference of the damage in the propagation of guided waves, the higher value of the error implies the less likelihood of damage in that position. An image is generated with an error value for each mesh position in the plate. This error function compares the energy in the given ranges for each pair of transducers. In addition, several frequencies were tested and the results for each one were combined in order to get a better result. / CNPq: 160328/2014-4

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-26T13:55:49Z No. of bitstreams: 1 ALAN GONÇALVES PAULO E SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 4036442 bytes, checksum: 66c4a790f1155d8ce09ccc484d739542 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T13:55:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALAN GONÇALVES PAULO E SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 4036442 bytes, checksum: 66c4a790f1155d8ce09ccc484d739542 (MD5) Previous issue date: 2016-02-04 / Capes / A necessidade de controle ou supressão das vibrações surgiu devido aos seus efeitos danosos causados as pessoas, estruturas e elementos de máquinas. Com o passar dos anos, várias técnicas de controle foram criadas e se desenvolvem à medida que a tecnologia avança. Hoje, a utilização de materiais funcionais ou inteligentes, já é utilizada em larga escala em aplicações práticas e nas pesquisas acadêmicas dos maiores centros de tecnologia do mundo. Neste trabalho, temos como objetivo, realizar o controle de vibrações de uma estrutura com dois graus de liberdade do tipo pórtico, utilizando transdutores piezoelétricos associados a circuitos do tipo shunt de capacitância negativa com resistência elétrica em série. Para tal, utilizamos um circuito eletroeletrônico com componentes passivos (resistores, capacitores, indutores) associados a transdutores piezoelétricos QP10W, para produzirmos o circuito shunt de capacitância negativa, implementado através de Conversores de Impedância Negativa (NIC), utilizando amplificadores operacionais. As amplitudes de resposta do sistema nos domínios do tempo e frequência foram analisadas em vibração livre e em vibração forçada, utilizando os resistores que obtiveram o melhor desempenho na dissipação de energia da estrutura, que foram os de 100 Ω e de 150 kΩ. Obtivemos uma redução de 9,01 dB para o primeiro pico de frequência e de 6,95 dB para o segundo pico, em vibração livre. Para o caso de vibração forçada, obtivemos uma redução de 1,5 dB para o primeiro pico de frequência e de 2,19 dB para o segundo pico de frequência, cumprindo assim o objetivo do trabalho pretendido. / The need for control or suppression of vibrations arose due to its harmful effects caused at people, structures and machine elements. With the passage of years, various control techniques were created and develop as technology advance. Today, the use of functional or smart materials is already used on a large scale in practical applications and in academic research of the world's largest technology centers. In this work, our goal is to perform vibration control of a structure with two degrees of freedom portico type using piezoelectric transducers associated with the negative capacitance shunt circuits with electric resistance in series. To do this, we use an electroelectronics circuit with passive components (resistors, capacitors, inductors) associated with piezoelectric transducers QP10W, to produce the negative capacitance shunt circuit, implemented through Negative Impedance Converters (NIC) using operational amplifiers. Response amplitudes of the system in the domains of time and frequency were analyzed in free vibration and forced vibration using the resistors that had the best performance in energy dissipation structure, which were the 100 Ω and 150 kΩ. We obtained a reduction of 9.01 dB for the first peak frequency and 6.95 dB for the second peak in vibration free. In the case of forced vibration, we obtained a reduction of 1.5 dB for the first peak frequency and 2.19 dB for the second peak frequency, thus fulfilling the purpose of the intended work.

Submitted by Danilo Ecidir Budoya (dbudoya.eng@gmail.com) on 2018-04-25T21:17:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Danilo Budoya.pdf: 3474646 bytes, checksum: 301f48ae4a6c065e915f91fe3d764dd8 (MD5) / Approved for entry into archive by Minervina Teixeira Lopes null (vina_lopes@bauru.unesp.br) on 2018-04-26T12:29:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 budoya_de_me_bauru.pdf: 3415870 bytes, checksum: 35422f7801e20a052d2c9a303aa7e2dd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T12:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 budoya_de_me_bauru.pdf: 3415870 bytes, checksum: 35422f7801e20a052d2c9a303aa7e2dd (MD5) Previous issue date: 2018-04-20 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / 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 baseados na impedância e o diagnóstico correto das estruturas monitoradas. / 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. / 2015/23272-1