Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A identificação de danos estruturais é uma questão de fundamental importância
na engenharia, visto que uma estrutura está sujeita a processos de deterioração
e a ocorrência de danos durante a sua vida útil. A presença de danos compromete
o desempenho e a integridade estrutural, podendo colocar vidas humanas em risco e
resultam em perdas econômicas consideráveis. Técnicas de identificação de danos
estruturais e monitoramento de estruturas fundamentadas no ajuste de um Modelo
de Elementos Finitos (MEF) são constantes na literatura especializada. No entanto,
a obtenção de um problema geralmente mal posto e o elevado custo computacional,
inerente a essas técnicas, limitam ou até mesmo inviabilizam a sua aplicabilidade em
estruturas que demandam um modelo de ordem elevada. Para contornar essas dificuldades,
na formulação do problema de identificação de danos, pode-se utilizar o
Modelo de Superfície de Reposta (MSR) em substituição a um MEF da estrutura. No
presente trabalho, a identificação de danos estruturais considera o ajuste de um MSR
da estrutura, objetivando-se a minimização de uma função de erro definida a partir
das frequências naturais experimentais e das correspondentes frequências previstas
pelo MSR. Estuda-se o problema de identificação de danos estruturais em uma viga
de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada, considerando as frequências naturais na
formulação do problema inverso. O comportamento de uma viga de Euler-Bernoulli
simplesmente apoiada na presença de danos é analisado, com intuito de se verificar
as regiões onde a identificação dos mesmos pode apresentar maior dificuldade. No
processo de identificação de danos, do presente trabalho, são avaliados os tipos de
superfícies de resposta, após uma escolha apropriada do tipo de superfície de resposta
a ser utilizado, determina-se a superfície de resposta considerando os dados
experimentais selecionados a partir do projeto ótimo de experimentos. A utilização do
método Evolução Diferencial (ED) no problema inverso de identificação de danos é
considerado inerente aos resultados numéricos obtidos, a estratégia adotada mostrou-se
capaz de localizar e quantificar os danos com elevada acurácia, mostrando a potencialidade
do modelo de identificação de danos proposto. / The identification of structural damage is an issue of fundamental importance
in engineering, since a structure is subject to deterioration processes and to the occurrence
of damage throughout its useful lifetime. The presence of damage compromises
the performance and structural integrity, may put human lives at risk and may result
in considerable economic losses. Damage identification and structural health monitoring
techniques built on Finite Element Model (FEM) updating are constant in the
specialized literature. However, the problem generally rank deficient and the high computational
cost, inherent to these techniques, limit or even render their applicability
in structures that require a high order model. To circumvent these difficulties, in the
formulation of the damage identification problem, one may use a Response Surface
Model (RSM) in place of a FEM of the structure. In the present work, the identification
of structural damage considers the update of a RSM of the structure, with the aim at
minimizing an error function defined from the experimental natural frequencies and the
corresponding natural frequencies prescribed by a RSM. The problem of structural damage
identification in a simply supported Euler-Bernoulli beam is studied, taking into
account the natural frequencies in the inverse problem formulation. The behavior of
a simply supported Euler-Bernoulli beam, in the presence of damage, is analyzed, in
order to verify the identification of regions where the damage identification may present
greater difficulties. In the damage identification process, in the present work, after a
suitable choice of the type of the response surface model, the surface model is derived
considering the experimental data selected from an optimal design of experiments. The
use of the Differential Evolution (DE) method in the inverse problem of damage identification
is considered. Considering the numerical results obtained, the strategy adopted
proved to be able to locate and quantify the damage with high accuracy, showing the
capability of the proposed damage identification model.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:BDTD_UERJ:oai:www.bdtd.uerj.br:4861 |
| Date | 17 February 2014 |
| Creators | Isabela Cristina da Silveira e Silva Rangel |
| Contributors | Leonardo Tavares Stutz, Gustavo Mendes Platt, Rosilene Abreu Portella Corrêa, Alberto Sergio Pietro Moreno |
| Publisher | Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional, UERJ, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ, instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro, instacron:UERJ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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