Investigação dos efeitos de danos na propagação de ondas em placas com transdutores piezoelétricos

• Processo: 19/21149-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Douglas Domingues Bueno
• Beneficiário: Kayc Wayhs Lopes
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/11493-4 - Interações entre ondas guiadas e danos em placas ao usar transdutores piezoelétricos circulares, BE.EP.DD
• Assunto(s): Monitoramento Integridade estrutural Propagação das ondas Sensores piezoelétricos Simulação por computador Avaliação de danos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Danos Simétricos e Assimétricos | Interação de Danos com Ondas | Placas com Reforçadores | Posição Relativa entre Dano e Transdutores | Propagação de ondas em Placas | Transdutores piezoelétricos | Monitoramento da Integridade Estrutural

Resumo

Entre os grandes desafios da engenharia está a busca por impedir a ocorrência de falhas de estruturas mecânicas em operação, como por exemplo aeronaves, especialmente para se preservar vidas humanas e capital financeiro. Tem-se então a área denominada Monitoramento da Integridade Estrutural, ou SHM (do inglês Structural Health Monitoring), que compreende o conjunto de técnicas, especialmente não-destrutivas, que visam detectar falhas em estados iniciais, principalmente para permitir intervenção para reparo. Em particular, diversos trabalhos dessa área consistem essencialmente em comparar sinais de entrada e saída, obtidos a partir de atuadores e sensores acoplados, para as condições estruturais intacta e desconhecida. Assim, um limitado número de trabalhos investigam as interações de danos com as ondas que se propagam na estrutura. Nesse contexto, esta pesquisa tem como objetivo principal o estudo das interações de ondas longitudinais e transversais flexurais refletida e transmitida em placas com danos simétricos e assimétricos, além de placas com reforçadores, sem e com dano. Será empregada a modelagem de vetor de estados, permitindo a análise entre as razões das amplitudes das ondas e dos espectros de frequência em relação a parâmetros geométricos da estrutura. A proposta compreende definir frequências ótimas e investigar a influência das características físico-geométricas de danos, reforçador e transdutores piezoelétricos, considerados como atuadores e sensores. As simulações computacionais via modelagem analítica por vetor de estados serão comparadas com resultados experimentais para validar os resultados. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

LOPES, KAYC W.; GONSALEZ-BUENO, CAMILA G.; INMAN, DANIEL J.; BUENO, DOUGLAS D.. On the modeling of circular piezoelectric transducers for wave propagation-based structural health monitoring applications. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, v. N/A, p. 14-pg., 2023-02-01. (19/21149-9, 21/11493-4)

LOPES, KAYC W.; GONSALEZ-BUENO, CAMILA G.; INMAN, DANIEL J.; BUENO, DOUGLAS D.; FROMME, P; SU, Z. On the Symmetric Damage Detection with Flexural Waves using Circular Piezoelectric Transducers. HEALTH MONITORING OF STRUCTURAL AND BIOLOGICAL SYSTEMS XVII, v. 12488, p. 16-pg., 2023-01-01. (19/21149-9, 21/11493-4)

LOPES, KAYC W.; GONSALEZ-BUENO, CAMILA G.; BUENO, DOUGLAS D.. On the Frequencies for Structural Health Monitoring in Plates with Symmetrical Damage: An Analytical Approach. JOURNAL OF NONDESTRUCTIVE EVALUATION, v. 41, n. 1, p. 12-pg., 2022-03-01. (19/21149-9)