Técnicas de medição aplicadas à impedância eletromecânica para detalhamento comportamental de estruturas em sistemas de monitoramento de integridade estrutural - Budoya, Danilo Ecidir [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2024)
O presente relatório descreve, de forma sucinta, as atividades desenvolvidas pelo pós-doutorando Danilo Ecidir Budoya durante o período de 01/10/2023 a 01/10/2024 sob a supervisão do Prof. Fabricio Guimarães Baptista do Departamento de Engenharia Elétrica, campus de Bauru, Unesp. A pesquisa focou no aprimoramento da técnica da impedância eletromecânica para detecção de danos estruturais em sistemas de monitoramento de integridade estrutural, também chamados de sistemas SHM do termo em inglês structural health monitoring. O princípio de tal técnica consiste na instalação de um ou mais transdutores piezelétricos na estrutura a ser monitorada. Devido ao efeito piezelétrico, é estabelecido um acoplamento eletromecânico entre a estrutura monitorada e o transdutor, permitindo que as condições estruturais sejam monitoradas por meio da medição e análise da impedância elétrica do transdutor. A motivação para o aprimoramento da técnica surgiu durante o desenvolvimento da tese de doutorado do pós-doutorando, na qual constatou-se que os picos de ressonância observados na impedância elétrica do transdutor, fundamentais para a detecção de dano, dependem do número de ciclos do sinal excitação do transdutor fornecido pelo sistema de medição. Portanto, na atual pesquisa buscou-se explorar por meio de análise teórica e validação experimental a relação entre o número de ciclos necessários do sinal de excitação e as características da estrutura monitorada. Foi constatado que o número de ciclos do sinal de excitação está relacionado com o fator de amortecimento da estrutura monitorada. Os resultados mostram que configurando-se o sistema de medição com o número adequado de ciclos de excitação, aumenta-se a sensibilidade da técnica ao dano estrutural, o que é fundamental para a detecção de danos estruturais incipientes. A pesquisa foi desenvolvida tendo como base a coorientação de uma tese de doutorado, sendo que o supervisor foi o orientador principal. Além da coorientação de uma tese de doutorado, a pesquisa resultou em um artigo científico publicado em periódico internacional indexado com estrato Qualis A1 da CAPES.

This report briefly describes the activities developed by postdoctoral fellow Danilo Ecidir Budoya during the period from October 1, 2023 to October 1, 2024 under the supervision of Prof. Fabricio Guimarães Baptista from the Department of Electrical Engineering, Bauru campus, Unesp. The research focused on improving the electromechanical impedance (EMI) technique for detecting structural damage in structural health monitoring (SHM) systems. The principle of such a technique consists of installing one or more piezoelectric transducers in the structure to be monitored. Due to the piezoelectric effect, an electromechanical coupling is established between the monitored structure and the transducer, allowing the structural conditions to be monitored by measuring and analyzing the electrical impedance of the transducer. The motivation for improving the technique occurred during the development of the author's doctoral thesis, in which it was found that the resonance peaks observed in the electrical impedance of the transducer, which are essential for detecting damage, depend on the number of cycles of the transducer excitation signal provided by the measurement system. Therefore, the current research sought to explore, through theoretical analysis and experimental validation, the relationship between the number of cycles required for the excitation signal and the characteristics of the monitored structure. It was found that the number of cycles of the excitation signal is related to the damping factor of the monitored structure. The results show that configuring the measurement system with the appropriate number of excitation cycles increases the sensitivity of the technique to structural damage, which is essential for detecting incipient structural damage. The research was developed based on the co-supervision of a doctoral thesis. In addition to co-supervising a doctoral thesis, the research resulted in a scientific article published in an indexed international journal.
Measurement techniques applied to electromechanical impedance for behavioral detailing of structures in structural health monitoring systems
Os dados apresentados são relacionados ao comportamento de uma estrutura sob análise das condições estruturais físicas, ou seja, se determinada peça possui danos ou não. Esses dados foram relacionados de forma teórica e prática com a quantidade de ciclos dos sinais de excitação elétricos utilizados nos transdutores piezelétricos acoplados à estrutura sob análise.
Keywords: Transdutores piezelétricos; impedância eletromecânica; ciclos de excitação; aquisição de sinais; monitoramento; piezoelectric transducers; monitoring; electromechanical impedance; excitation cycles; signal acquisition