Detecção de Danos Estruturais em Material Compósito Laminado via Método de Otimização e Parâmetros Dinâmicos.

Abstract

Estruturas de difícil manutenção e acesso necessitam ter como aliado um processo de monitoramento de sua integridade estrutural. Tal monitoramento por meio de estudos de detecção de danos está presente em diversas aplicações da engenharia uma vez que possibilitam que medidas corretivas sejam aplicadas para garantir a segurança estrutural de uma dada máquina e/ou equipamento. Neste trabalho, desenvolveu-se um estudo, via simulações numéricas, a fim de avaliar técnicas de detecção de danos aplicadas a materiais compósitos, pois a aplicação destes materiais em componentes e estruturas vem substituindo os materiais metálicos devido a sua alta performance mecânica. Este trabalho de pesquisa será baseado na resolução do problema direto e inverso, combinando tanto dados numéricos quanto experimentais. Realizou-se a modelagem por meio do método de elementos finitos e empregou-se técnicas heurísticas de otimização de modo a minimizar determinadas funções objetivo, escritas em função de parâmetros dinâmicos da estrutura analisada. A estrutura estudada constitui-se de um laminado de fibra de carbono e três modelos de danos foram adotados: i) um único furo circular; ii) múltiplos danos na forma de furos circulares e iii) trincas, além da inclusão de erros de medições na forma de ruídos em diferentes níveis. Os resultados dos algoritmos de otimização empregados em conjunto ao modelo em elementos finitos apresentaram boa eficácia na detecção de danos estruturais.