dc.creator |
OLIVER, Guilherme Antonio |
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dc.date.issued |
2021-02-10 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2289 |
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dc.description.abstract |
Laminated composite structures suffers from delamination, the detachment of the layers due
to the rupture of the fiber-matrix interface, as their principal mode of failure. Differently
from other damages, such as cracks, delaminations are often not visible on the surface
causing a late detection and leading to sudden failures. To ensure that laminated composite
structures operate flawlessly, precise monitoring methods are required. The present study
proposes a damage index to identify delaminations in a laminated composite beam, yet,
the development is based on a well-defined methodology. The proposed damage index is
composed of a weighted sum of Discrete Wavelet Transform detail coefficients, obtained
by applying the transform to the mode shapes of the structure. Numerical models of the
beams with a stiffness reduction in limited areas to simulate damage, provided data for
tuning the coefficients of the damage index by performing a mixture design analysis and a
multiobjective optimization. After substantial results for identifying damage in numerical
cases, the damage index efficiency was tested with real carbon fiber-reinforced polymer
beams. The experimental specimens were manufactured with delaminations induced by
embedding non-sticking films between the layers. Again, substantial results in identifying
damaged were achieved. The damage index proved to be efficient to locate damage in
almost all positions along the beam. It is important to emphasize that the proposed
damage index is a no-baseline method, a method that does not require information of the
pristine structure. Finally, this study performs a deep statistical analysis on the effects of
damage characteristics, such as position and severity, in a damage identifying technique.
The results of the analysis serves as basis for developing more sophisticated and optimized
damage identifying methods. |
pt_BR |
dc.description.sponsorship |
Agência 1 |
pt_BR |
dc.language |
eng |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Damage Identification |
pt_BR |
dc.subject |
Wavelet Transform |
pt_BR |
dc.subject |
Structural health monitoring |
pt_BR |
dc.subject |
Delamination |
pt_BR |
dc.subject |
Composites |
pt_BR |
dc.title |
Wavelet transform-based damage identification in laminated composite beams |
pt_BR |
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.date.available |
2021-02-19 |
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dc.date.available |
2021-02-20T14:39:29Z |
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dc.date.accessioned |
2021-02-20T14:39:29Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/5369684790672156 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
GOMES, Guilherme Ferreira |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4963257858781799 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
ANCELOTTI JUNIOR, Antonio Carlos |
|
dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1216552811518794 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Estruturas compostas laminadas sofrem de delaminação, o desprendimento das camadas devido
à ruptura da interface fibra-matriz, como seu principal modo de falha. Diferentemente
de outros danos, como rachaduras, delaminações muitas vezes não são visíveis na superfície
causando uma detecção tardia e levando a falhas repentinas. Para garantir que o composto laminado
estruturas operam perfeitamente, métodos de monitoramento precisos são necessários. O presente estudo
propõe um índice de danos para identificar delaminações em uma viga composta laminada, ainda,
o desenvolvimento é baseado em uma metodologia bem definida. O índice de danos proposto é
composto de uma soma ponderada de coeficientes de detalhe da Transformada Wavelet Discreta, obtidos
aplicando a transformação às formas modais da estrutura. Modelos numéricos do
vigas com redução de rigidez em áreas limitadas para simular danos, dados fornecidos para
ajustar os coeficientes do índice de danos, realizando uma análise de projeto de mistura e um
otimização multiobjetivo. Após resultados substanciais para identificação de danos em números
casos, a eficiência do índice de dano foi testada com polímero reforçado com fibra de carbono real
feixes. Os espécimes experimentais foram fabricados com delaminações induzidas por
incorporação de filmes anti-aderentes entre as camadas. Novamente, resultados substanciais na identificação
danificados foram alcançados. O índice de danos provou ser eficiente para localizar danos em
quase todas as posições ao longo da viga. É importante ressaltar que a proposta
índice de danos é um método sem linha de base, um método que não requer informações do
estrutura primitiva. Finalmente, este estudo realiza uma análise estatística profunda sobre os efeitos da
características do dano, como posição e gravidade, em uma técnica de identificação de dano.
Os resultados da análise servem de base para o desenvolvimento mais sofisticado e otimizado
métodos de identificação de danos. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
pt_BR |
dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Mecânica |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
OLIVER, Guilherme Antonio. Wavelet transform-based damage identification in laminated composite beams. 2021. 73 f. Dissertação. (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2021. |
pt_BR |