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Detecção e quantificação de danos em estruturas com juntas parafusadas

Processo: 19/19684-3
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de maio de 2020 - 30 de abril de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
Pesquisador responsável:Samuel da Silva
Beneficiário:Samuel da Silva
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
Pesq. associados: Americo Barbosa da Cunha Junior ; Michael Douglas Todd
Assunto(s):Dinâmica  Dinâmica não linear  Histerese 

Resumo

As alterações dos torques de apertos e as vibrações não lineares causadas por altas amplitudes de excitação podem gerar ciclos de histerese que mudam bastante a dissipação em juntas de conexão de subcomponentes estruturais. Assim, obter modelos representativos para se compreender esta dissipação é uma tarefa complicada, ainda mais que os danos nestas junções envolvem alterações locais da rigidez e amortecimento do aperto e se for assumido regime de vibração não linear aliado a incertezas de contorno, e da própria medição, acaba ficando difícil se detectar com confiabilidade se é um dano real ou flutuações de operação ou ambiente. Basicamente este será o problema a ser tratado neste projeto envolvendo a proposição de novas técnicas para monitoramento da integridade estrutural (SHM) não linear usando informações de amortecimento histerético. Como será discutido nesta proposta, muitos pontos ainda estão em aberto na literatura e observa-se uma carência de estudos mais sofisticados para detecção e quantificação de danos em estruturas com junções parafusadas vibrando de maneira não-linear. Neste cenário, o presente projeto pretende investigar o desenvolvimento de algoritmos para identificação de não-linearidades locais em modelos estocásticos de histerese a partir de dados dirigidos medidos experimentalmente e implementar estratégias de decisão estatística sobre o estado estrutural se considerando pré-requisitos operacionais bem próximo do interesse industrial. Como métodos de identificação para predição em horizonte infinito, este projeto irá desenvolver e implementar modelos de processos Gaussianos com regressores não lineares (GP-NARX), além da aplicação de sondagem harmônica, balanço harmônico e séries de Volterra em modelos representativos de baixa dimensão para descrição de histerese, como o modelo de Bouc-Wen, modelo de LuGre e modelo de Iwan, dependendo das características de cada estrutura. Já para as fases de detecção e classificação de danos, o uso será a partir de algoritmos de aprendizado de máquina usando distância Mahalanobis, modelos de mistura gaussiana (MMG) e testes de hipóteses com distribuição F. Todos os detalhes, motivação, histórico, equipe de colaboração e contribuições originais que este projeto dará para a área são discutidos na sequência deste plano. (AU)

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Publicações científicas (7)
(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)
TELOLI, RAFAEL DE OLIVEIRA; BUTAUD, PAULINE; CHEVALLIER, GAEL; DA SILVA, SAMUEL. Dataset of experimental measurements for the Orion beam structure. DATA IN BRIEF, v. 39, . (19/06540-3, 19/19684-3)
MIGUEL, LUCCAS PEREIRA; TELOLI, RAFAEL DE OLIVEIRA; DA SILVA, SAMUEL. Bayesian model identification through harmonic balance method for hysteresis prediction in bolted joints. NONLINEAR DYNAMICS, v. 107, n. 1, . (19/19684-3, 16/21973-5, 20/07449-7, 17/15512-8)
PAVLACK, BRUNA; PAIXAO, JESSE; DA SILVA, SAMUEL; CUNHA, JR., AMERICO; GARCIA CAVA, DAVID. olynomial Chaos-Kriging metamodel for quantification of the debonding area in large wind turbine blade. STRUCTURAL HEALTH MONITORING-AN INTERNATIONAL JOURNAL, v. 21, n. 2, . (17/15512-8, 18/15671-1, 19/19684-3, 19/11755-9)
PAIXAO, JESSE; DA SILVA, SAMUEL; FIGUEIREDO, ELOI; RADU, LUCIAN; PARK, GYUHAE. Delamination area quantification in composite structures using Gaussian process regression and auto-regressive models. JOURNAL OF VIBRATION AND CONTROL, v. 27, n. 23-24, . (17/15512-8, 19/11755-9, 18/15671-1, 19/19684-3)
TELOLI, RAFAEL DE O.; BUTAUD, PAULINE; CHEVALLIER, GAEL; DA SILVA, SAMUEL. Good practices for designing and experimental testing of dynamically excited jointed structures: The Orion beam. MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING, v. 163, . (19/19684-3, 19/06540-3, 16/21973-5)
TELOLI, RAFAEL DE O.; DA SILVA, SAMUEL; RITTO, THIAGO G.; CHEVALLIER, GAEL. Bayesian model identification of higher-order frequency response functions for structures assembled by bolted joints. MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING, v. 151, . (19/06540-3, 19/19684-3, 16/21973-5, 17/15512-8)
YANO, MARCUS OMORI; VILLANI, LUIS G. G.; DA SILVA, SAMUEL; FIGUEIREDO, ELOI. Autoregressive model extrapolation using cubic splines for damage progression analysis. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 43, n. 1, . (15/25676-2, 17/15512-8, 19/19684-3)

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