Investigação da aplicação de hardware de baixo custo em problemas de detecção de danos estruturais

• Processo: 21/04678-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Sidney Bruce Shiki
• Beneficiário: Lucas Ferreira da Silva
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Baixo custo Acelerometria Vibrações mecânicas Análise modal experimental
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise modal experimental | Hardwares de baixo custo | Structural Health Monitoring (SHM) | Vibrações Mecânicas

Resumo

Ferramentas focadas em Structural Health Monitoring (SHM) são aplicadas em diversas áreas da Engenharia como meio de manter a integridade estrutural de sistemas civis, mecânicos, aeronáuticos, entre outros. Entretanto, para tal aplicação frequentemente são utilizados sensores de vibrações, bem como placas de aquisição que possuem um custo elevado, inviabilizando a adoção em massa dessa ferramenta. Como forma de viabilizar o uso do SHM, a utilização de sensores mais baratos está se tornando bem comum, sendo utilizados Sistemas Micro Eletro Mecânicos (MEMS, do inglês micro electromechanical systems). Em conjunto aos MEMS, utilizam-se hardwares com baixo custo para a captura e processamento de dados. Para o presente projeto, uma placa de prototipagem Arduino juntamente com acelerômetros de baixo custo (ADXL335) serão usados para o monitoramento de uma estrutura simplificada que representa um prédio de dois andares. A partir dos sinais medidos, será aplicada a decomposição no domínio da frequência, visando extrair parâmetros modais da estrutura, como os modos naturais de vibração e as frequências de ressonância. Os índices de dano baseados em parâmetros modais serão utilizados para verificar a presença do dano e sua propagação. Testes de hipótese serão aplicados para avaliar se o índice de dano apresentou variação estatisticamente significativa com relação à condição baseline. Com os resultados, será possível avaliar a viabilidade de utilização de hardwares de baixo custo no monitoramento de estruturas mecânicas.