Detecção de dano em Vigas Timoshenko utilizando técnicas de variação de frequência por wavelet

Abstract

Danos estruturais podem custar por excessivos dispêndios, além de ensejar risco à vida humana. Dessa forma, para a manutenção segura e satisfatória da estrutura é requerida a detecção de danos, ainda em fase inicial de desenvolvimento. Não obstante à existência de diversos métodos de detecção de danos, urge ainda, encontrar métodos de maior eficácia e menor onerosidade. Logo, o presente trabalho tem por finalidade a investigação de técnicas que requerem somente a resposta da estrutura danificada. O estudo é baseado na variação das frequências naturais de vigas de Timoshenko danificada quando sujeita a aplicação de uma massa adicional ao longo do comprimento da viga. É observada a curva da variação de frequências (frequency-shift) e, em seguida, são aplicadas diferentes técnicas de identificação do dano: a Transformada Discreta de Wavelet e as derivadas da curva da frequency-shift. Além disso, é proposto o índice Signal-to-Damage Ratio – SDR para avaliar o nível de dano. Foi simulada uma descontinuidade por massa e um dano por rigidez usando uma mola rotacional. Os modelos foram comparados a fim de auxiliar em futuros testes experimentais. Além disso, foram avaliadas diferentes níveis e posições de dano na viga. Por fim, a metodologia proposta pode ser utilizada como uma ferramenta para estudo de detecção de danos em vigas de Timoshenko, possuindo baixo custo computacional e aplicação prática, uma vez que requer o uso de poucos acelerômetros que podem ser posicionados de maneira estratégica ao longo da estrutura.