Título
[pt] MONITORAÇÃO DE DEFEITOS POR CORROSÃO EM ESTRUTURAS PLANAS UTILIZANDO SENSORES A REDE DE BRAGG
Título
[en] MONITORING CORROSION DEFECTS IN PLANAR STRUCTURES WITH FIBER BRAGG GRATING SENSORS
Autor
[pt] DARWIN GRAMER FALCON SORIA
Vocabulário
[pt] ELEMENTO FINITO
Vocabulário
[pt] REDE DE BRAGG
Vocabulário
[pt] INTEGRIDADE ESTRUTURAL
Vocabulário
[pt] CORROSAO
Vocabulário
[pt] FIBRA OPTICA
Vocabulário
[en] FINITE ELEMENTS
Vocabulário
[en] BRAGG GRATING
Vocabulário
[en] STRUCTURAL INTEGRITY
Vocabulário
[en] CORROSION
Vocabulário
[en] OPTIC FIBER
Resumo
[pt] O foco do presente trabalho é a detecção e o monitoramento de defeitos tais como perda de espessura por corrosão ou dano produzido por impacto em painéis metálicos planos. O sistema proposto emprega sensores de deformação a fibra óptica baseados em redes de Bragg, que possuem alta capacidade de multiplexação. O campo de deformações produzido na superfície da placa por um mesmo carregamento, cuja amplitude pode variar, é continuamente comparado a um mapa de referência, obtido com a estrutura íntegra ou na presença um defeito previamente detectado. Variações nos gradientes de deformações são associadas ao surgimento ou crescimento de um ou mais defeitos. Neste estudo, a metodologia foi preliminarmente avaliada através da análise de campos de deformação produzidos por carregamentos de tração em corpos de alumínio contendo defeitos superficiais. Esses defeitos exemplificam danos causados por corrosão, e são monitorados através de sensores a fibra óptica baseados em redes de Bragg. Os sensores são posicionados ao longo de uma das superfícies da placa, medindo deformações em duas direções ortogonais, que neste estudo corresponderam às direções principais de deformação. A abordagem do problema fundamenta-se na análise de dados experimentais e modelagem numérica por elementos finitos. Os resultados numéricos para as deformações são comparados com os obtidos em experimentos em laboratório. A técnica é utilizada para avaliar qualitativamente os defeitos em estruturas submetidas a carregamento estático. A correlação entre resultados numéricos e experimentais mostraram-se satisfatórias, indicando que o método apresenta potencial para ser estendido para aplicações mais complexas.
Resumo
[en] The present work is focused on detecting and monitoring damage such as loss of thickness due to corrosion or other planar defects in flat metallic panels. The proposed method employs fiber optic sensors that, due to their high multiplexing capability, are capable of mapping the strain fields in the panel surfaces produced by the same, controlled, loading, which are then continuously compared to a reference map obtained with the structure free of defects or with a previously detected damage. Changes in the strain gradient are attributed to the appearance or growth of structural damage. The proposed approach for structural health monitoring has been preliminarily evaluated in this dissertation by analyzing the strain fields produced on an aluminum plate under in plane tensile loads. Artificial, localized surface defects, simulating a loss of thickness due to corrosion where the investigated defects. A mesh of fiber Bragg grating sensors was installed on one of the panel surfaces measuring its principal strains. The strain fields obtained with the plate containing defects with different depths and sizes were compared to a reference measurement with the panel without defects. Experimental data was compared with numerical simulations based on the Finite Element method. The correlation between numerical and experimental results was satisfactory indicating that the method can be further developed in order to be applied in implementations of structural health monitoring systems.
Orientador(es)
ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA
Banca
ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA
Banca
MARCELO AMORIM SAVI
Banca
ROBERTH WALDO ANGULO LLERENA
Banca
FERNANDO DOTTA
Catalogação
2012-03-29
Apresentação
2011-10-05
Tipo
[pt] TEXTO
Formato
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Idioma(s)
PORTUGUÊS
Referência [pt]
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=19352@1
Referência [en]
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=19352@2
Referência DOI
https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.19352
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