Sensor para monitorar a integridade de estruturas aeronáuticas: avaliação experimental e simulações computacionais (2024)
- Authors:
- Autor USP: PIMENTA, MURILO HENRIQUE SCARMAGNANI - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SAA
- Subjects: AERODINÂMICA DE AERONAVES; DINÂMICA DOS FLUÍDOS; ESCOAMENTO; ESTRUTURA DE AERONAVES; SENSOR
- Keywords: integridade estrutural; SHM; piezoeletreto; análise modal experimenta; análise modal computacional
- Language: Português
- Abstract: Apesar da crescente participação em diferentes ramos da indústria, os materiais compósitos ainda não atingiram todo o seu potencial de aplicação, devido ao seu complexo comportamento em serviço por apresentarem múltiplos modos de falha, dos quais não se tem total conhecimento. Dessa forma, novos conceitos e sistemas relacionados à SHM (Structural Health Monitoring) são vistos como uma alternativa, visto que permitem o monitoramento contínuo da integridade estrutural, tornando os componentes mais seguros e diminuindo a necessidade de inspeções, principalmente em estruturas aeronáuticas. Dentre os diversos métodos e técnicas empregados em sistemas SHM, destacam-se os métodos baseados em vibrações da estrutura, por conta da sua simples implementação e capacidade para monitorar danos em escala global, os quais geralmente utilizam sensores piezoelétricos. Assim sendo, o presente trabalho consiste em avaliar piezoeletretos desenvolvidos por pesquisadores do Departamento de Engenharia Elétrica da EESC-USP por meio de análises modais experimentais e computacionais, para analisar a sua capacidade de monitorar danos em estruturas de compósito. Em um primeiro momento, desenvolve-se a análise experimental por meio de três etapas principais: a preparação das amostras, a montagem e realização dos ensaios e o processamento e análise dos resultados. Durante os ensaios, são utilizadas frequências constantes e variáveis e são adicionadas massas extras na extremidade livre da viga para simular a presença de um dano no material. Além disso, utiliza-se a função de resposta de frequência (FRF) para analisar o comportamento da estrutura.Após a parte experimental, realiza-se a análise computacional utilizando o método dos elementos finitos (MEF) por meio de duas principais etapas: a construção do modelo no software Abaqus e a análise dos resultados. Neste momento, comparam-se os resultados obtidos de forma experimental e computacional. É possível verificar, após as análises, que o novo sensor, piezoeletreto, é um candidato para monitorar danos em estruturas, visto que foi possível observar picos, mesmo que pequenos, na frequência de excitação e respectivos harmônicos. No entanto, é preciso aplicar métodos para tornar os resultados experimentais encontrados mais precisos, isto é, reduzir o ruído e, principalmente, eliminar as frequência da rede elétrica (60Hz e seus harmônicos) seja pela aplicação de filtros e/ou desenvolvimento de pequenos circuitos.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2024
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ABNT
PIMENTA, Murilo Henrique Scarmagnani. Sensor para monitorar a integridade de estruturas aeronáuticas: avaliação experimental e simulações computacionais. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/d8d0d0a5-f6c6-4501-8fe4-d256701d1c7a/TCC_FINAL_Murilo_Pimenta.pdf. Acesso em: 26 jan. 2026. -
APA
Pimenta, M. H. S. (2024). Sensor para monitorar a integridade de estruturas aeronáuticas: avaliação experimental e simulações computacionais (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/d8d0d0a5-f6c6-4501-8fe4-d256701d1c7a/TCC_FINAL_Murilo_Pimenta.pdf -
NLM
Pimenta MHS. Sensor para monitorar a integridade de estruturas aeronáuticas: avaliação experimental e simulações computacionais [Internet]. 2024 ;[citado 2026 jan. 26 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/d8d0d0a5-f6c6-4501-8fe4-d256701d1c7a/TCC_FINAL_Murilo_Pimenta.pdf -
Vancouver
Pimenta MHS. Sensor para monitorar a integridade de estruturas aeronáuticas: avaliação experimental e simulações computacionais [Internet]. 2024 ;[citado 2026 jan. 26 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/d8d0d0a5-f6c6-4501-8fe4-d256701d1c7a/TCC_FINAL_Murilo_Pimenta.pdf
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