Avaliação estrutural : influência do ruído nos métodos de detecção de danos baseados na análise das propriedades dinâmicas

Abstract

Nas últimas décadas, estruturas de grande porte como pontes ou estádios têm registrado danos que podem comprometer suas condições de uso. Quando há suspeita de danos em estruturas, são realizados ensaios para verificar a sua condição. Entre os ensaios não destrutivos existentes para determinação de danos ressaltam-se os dinâmicos, que são usados para determinar as características dinâmicas das estruturas. As características dinâmicas de uma determinada estrutura são propriedades inerentes ao estado da mesma e, deste modo, se a estrutura está danificada, as suas características serão alteradas em maior ou menor grau, dependendo do local e da severidade do dano. Deste modo, vários métodos de detecção de danos utilizam as alterações das características dinâmicas, de forma a determinar se a estrutura encontra-se danificada, em que posição e com que intensidade. Neste trabalho, simula-se numericamente um ensaio dinâmico experimental para analisar a aplicabilidade de dois métodos de detecção de danos, considerando a presença do ruído nos sinais. Para tal simulação, utilizam-se estruturas simples de vigas submetidas a um carregamento impulsivo. A análise é realizada aplicando-se o Método dos Elementos Finitos, para modelar a estrutura, e a integração de Newmark, para obter os históricos de deslocamento em função do tempo. Esses históricos são acrescidos de ruído branco com várias intensidades, de maneira a simular adequadamente um ensaio dinâmico. O dano é simulado pela redução das propriedades geométricas do elemento previamente escolhido. Utilizando um método de identificação de sistemas determinam-se as características dinâmicas das vigas em análise. Obtidas as frequências e modos de vibração, foram empregados dois métodos para avaliação da integridade estrutural, o Método de Alteração na Curvatura e o Método do Erro Residual. Posteriormente, foram implementadas formulações híbridas entre os métodos acima mencionados e a técnica de Redes Neurais Artificiais, que auxiliam na determinação do dano e na sua quantificação. Observou-se que o ruído afeta o processo de avaliação estrutural, dificultando a correta localização e quantificação da região danificada. Verificou-se também que o processo de localização do dano é mais bem sucedido do que o da quantificação. Além do mais, a correta determinação do dano depende da localização e intensidade deste.