dc.creator |
OLIVEIRA, Lucas Antonio de |
|
dc.date.issued |
2024-02-19 |
|
dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4003 |
|
dc.description.abstract |
This work aims to contribute to the development, understanding, and advancement of
damage detection in composite materials using the technique of vibrothermography. This
technique, classified as an active infrared thermography technique, uses vibrations to
add energy to the system and thermal mapping of the material’s surface to identify
temperature profiles or gradients that indicate the possibility of internal damage to the
structure. In the search for innovation in numerical analysis applied to the subject, the
formulation proposed to evaluate the viscoelastic response of the material was applied,
making it possible to detect the damage induced at the interface between the Prepreg
and Rohacell Hero 71®materials. The change in the temperature profile generated on
the surface of the material after numerical analysis of the structure made it possible to
detect points with greater temperature gradients, such as the crimping region, the force
application region and the region where the damage was inserted. In addition to the
initial numerical analysis carried out for sinusoidal excitation, experimental tests were
carried out to evaluate the generation of internal heat in the structure during excitation.
At this stage, the use of different frequencies (natural and unnatural) and different types
of signals (composed of sine, triangular or square waves) proposed to investigate the
presence of damage in the sandwich beam were evaluated, obtaining different responses
for the combinations used. A higher rate of internal heat generation was observed for
excitation using the square type signal and lower for triangular type excitation. The
measurement of the accelerations at the reference points defined in the test plan, together
with the analysis of the thermograms generated for the different combinations, made it
possible to verify, for the damage region, greater heat exchange between the beam and
the environment when excited at a frequency of 545.65 Hz. At 938.96 Hz, for the damaged
region, the lower energy exchange between the beam and the environment and the greater
generation of internal heat when compared to the same undamaged region led to a change
in the temperature profile, indicating the possibility of damage. |
pt_BR |
dc.language |
eng |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Termografia infravermelha |
pt_BR |
dc.subject |
Termografia infravermelha |
pt_BR |
dc.subject |
Vibrothermogafia |
pt_BR |
dc.subject |
Ensaios não destrutivos |
pt_BR |
dc.subject |
Viscoelasticidade |
pt_BR |
dc.subject |
Infrared thermography |
pt_BR |
dc.subject |
Vibrothermography |
pt_BR |
dc.subject |
Non-destructive testing |
pt_BR |
dc.subject |
Viscoelasticity |
pt_BR |
dc.title |
Damage Analysis in Mechanical Structures Using Vibrothermography |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2024-03-01 |
|
dc.date.available |
2024-03-01T18:40:09Z |
|
dc.date.accessioned |
2024-03-01T18:40:09Z |
|
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/7533889985607594 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
CUNHA JUNIOR, Sebastião Simões da |
|
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4963257858781799 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
GOMES, Guilherme Ferreira |
|
dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4963257858781799 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Este trabalho tem como objetivo contribuir com o desenvolvimento, entendimento e
avanço da detecção de danos em materiais compósitos utilizando a técnica da vibrotermografia.
Esta técnica classificada como uma técnica de termografia infravermelha ativa,
utiliza de vibrações para adicionar energia ao sistema e do mapeamento térmico da superfície
do material para identificar perfis ou gradientes de temperatura que indiquem a
possibilidade da existência ou não de danos internos à estrutura. Na busca pela inovação
nas análises numéricas aplicadas ao tema, a formulação proposta para avaliar a resposta
viscoelástica do material foi aplicada, e permitiu realizar a detecção do dano induzido na
interface entre os materiais Prepreg e Rohacell Hero 71®. A mudança no perfil de temperatura
gerado na superfície do material após análise numérica da estrutura, permitiu
detectar pontos com maiores gradientes de temperatura, como na região de engaste, na
região de aplicação da força e a na região onde o dano foi inserido. Além da analise numérica
inicial realizada para excitação do tipo senoidal, testes experimentais foram realizados
para avaliar a geração de calor interno na estrutura durante a excitação. Nesta etapa, a
utilização de diferentes frequências (naturais e não naturais) e de diferentes tipos de sinais
(compostos por ondas senoidal, triangular ou quadrada) propostos para investigar a presença
de danos na viga sanduiche foram avaliadas, obtendo-se diferentes respostas para as
combinações utilizadas. Observou-se uma maior taxa de geração interna de calor para a
excitação utilizando sinal do tipo quadrado e menor para a excitação do tipo triangular. A
medição das acelerações nos pontos de referência definidos no planejamento dos ensaios,
em conjunto com a análise dos termogramas gerados para as diferentes combinações, permitiu
verificar para a região do dano, maiores trocas de calor entre a viga e o ambiente
quando excitado na frequência de 545.65 Hz. Já para a frequência de 938.96 Hz, para a
região do dano, a menor troca de energia entre a viga e o ambiente e a maior geração de
calor interno quando comparada com a mesma região não danificada, permitiu observar
uma mudança no perfil de temperatura, indicativo da possibilidade de existência de um
dano. |
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: Doutorado - Engenharia Mecânica |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
OLIVEIRA, Lucas Antonio de. Damage Analysis in Mechanical Structures Using Vibrothermography. 2024. 73 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024. |
pt_BR |