Uma Contribuição aos Sistemas de Monitoramento de Integridade Estrutural Baseados na Impedância Eletromecânica

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dc.contributor.advisorFilho, Jozué Vieira [UNESP]
dc.contributor.authorBaptista, Fabricio Guimarães [UNESP]
dc.contributor.institutionUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.date.accessioned2014-06-11T19:30:32Z
dc.date.available2014-06-11T19:30:32Z
dc.date.issued2010-01-08
dc.description.abstractA técnica da impedância eletromecânica (E/M) tem sido amplamente pesquisada para o desenvolvimento de sistemas de SHM (Structural Health Monitoring – monitoramento de integridade estrutural) em diversas aplicações. Embora existam muitos trabalhos que indiquem a eficiência e a viabilidade dessa técnica, alguns problemas práticos em aplicações reais ainda precisam ser investigados. A medição da impedância elétrica, etapa básica da técnica, geralmente é realizada por instrumentos comerciais volumosos, pesados e de alto custo, características proibitivas para muitas aplicações. A seleção da faixa de frequência em que a impedância deve ser medida para assegurar boa sensibilidade ao dano é feita por métodos de tentativa e erro ou por metodologias que utilizam dados medidos em uma quantidade considerável de testes. Além disso, o dimensionamento dos transdutores é feito sem um embasamento teórico, independentemente das características da estrutura monitorada. Neste trabalho é proposto um sistema de medição de impedância elétrica rápido, versátil e de baixo custo que substitui com eficiência os instrumentos comerciais. A partir de um circuito eletromecânico equivalente, o efeito de carregamento do transdutor devido à estrutura monitorada foi analisado. A análise do efeito de carregamento permite dimensionar corretamente o transdutor de acordo com a estrutura monitorada e assegurar um bom desempenho do sistema. O circuito eletromecânico também foi utilizado para determinar, teoricamente, as faixas de frequência em que o transdutor tem boa sensibilidade e auxiliar na seleção da faixa de frequência adequada para a detecção de danos estruturais. Todas as metodologias propostas foram verificadas através de experimentos em estruturas de alumínio e houve uma boa concordância entre os resultados teóricos e experimentaispt
dc.description.abstractThe electromechanical (E/M) impedance technique has been widely studied for the development of Structural Health Monitoring (SHM) systems in various applications. Although there are many studies indicating the effectiveness and feasibility of this technique, some practical issues in real applications yet should be investigated. The electrical impedance measurement, basic stage of the technique, is usually performed by bulky, heavy and expensive instruments; these features are prohibitive for many applications. The selection of the frequency range in which the electrical impedance must be measured to ensure good sensitivity for damage detection is performed by trial and error methods or by methodologies that use measured data in a considerable amount of tests. Furthermore, the design of the transducer is done without theoretical basis, regardless the characteristics of the host structure. In this work, a fast, versatile and low-cost electrical impedance measurement system was developed; the proposed system successfully replaces the conventional instruments. From an equivalent electromechanical circuit, the transducer loading effect due to the host structure was analyzed. The analysis of the loading effect allows the correct design of the transducer according to the host structure for ensure a good performance of the system. The electromechanical circuit was also used to theoretically determine the frequency ranges in which the transducer has good sensitivity and assist in the selection of the suitable frequency range for structural damage detection. All proposed methodologies were validated by experimental tests on aluminum structures and there was a good match between the theoretical and practical resultsen
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.format.extent91 f. : il.
dc.identifier.aleph000623154
dc.identifier.capes33004099080P0
dc.identifier.citationBAPTISTA, Fabricio Guimarães. Uma Contribuição aos Sistemas de Monitoramento de Integridade Estrutural Baseados na Impedância Eletromecânica. 2010. 91 f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, 2010.
dc.identifier.filebaptista_fg_dr_ilha.pdf
dc.identifier.lattes2426330204919814
dc.identifier.orcid0000-0002-1200-4354
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11449/100277
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.rights.accessRightsAcesso aberto
dc.sourceAleph
dc.subjectTransdutores piezoeletricospt
dc.subjectImpedancia acusticapt
dc.subjectImpedancia (Eletricidade)pt
dc.subjectInstrumentos de mediçãopt
dc.subjectResposta em frequencia (Egenharia Elétrica)pt
dc.subjectSHMen
dc.subjectPiezoelectric transducersen
dc.subjectElectromechanical impedanceen
dc.subjectImpedance measurementen
dc.subjectLoading effecten
dc.subjectFrequency range selectionen
dc.titleUma Contribuição aos Sistemas de Monitoramento de Integridade Estrutural Baseados na Impedância Eletromecânicapt
dc.typeTese de doutorado
unesp.author.lattes2426330204919814
unesp.author.orcid0000-0002-1200-4354
unesp.campusUniversidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Engenharia, Ilha Solteirapt
unesp.graduateProgramEngenharia Elétrica - FEISpt
unesp.knowledgeAreaAutomaçãopt
unesp.researchAreaControle e instrumentação eletrônicapt

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