Previsão indireta de tensões e deformações baseada em acelerometria e expansão modal

Abstract

O presente trabalho visa investigar a possibilidade de ajustar as tensões e deformações obtidas através de um cálculo pelo método dos elementos finitos do tipo análise modal a partir de dados obtidos através de acelerômetros posicionados em uma estrutura excitada em suas frequências naturais. Essas tensões e deformações ajustadas serão comparadas com dados obtidos através de strain gauges colados na estrutura. A abordagem é especialmente útil quando da impossibilidade física da instrumentação direta com sensores de deformação (extensômetros) por falta de acesso ou da necessidade de uma grande quantidade deles. Isto permite uma medição de forma não intrusiva, viável em larga escala e com possibilidade de monitoramento contínuo dos estados de tensões de sistemas. Assim, o objetivo deste trabalho é verificar a viabilidade de determinar as tensões e deformações causadas pelos efeitos vibratórios, de forma indireta, a partir do uso conjunto de sensores para análise modal e com o auxílio de conjunto com filtros e integradores numéricos, em estruturas que trabalhem próximo de frequências naturais com fontes de excitação.

The present work aims to investigate the possibility of adjusting the stresses and strains obtained through a calculation by the finite element method of the modal analysis type from data obtained through accelerometers positioned in an excited structure at its natural frequencies. These adjusted stresses and strains will be compared with data obtained through strain gauges glued to the structure. The approach is especially useful when direct instrumentation with strain gauges is physically impossible due to lack of access or the need for a large number of them. This allows for non-intrusive measurement that is feasible on a large scale and with the possibility of continuous monitoring of system stress states. Thus, the objective of this work is to verify the feasibility of determining the stresses and strains caused by vibratory effects, indirectly, from the joint use of sensors for modal analysis and with the help of a set with filters and numerical integrators, in structures that work close to natural frequencies with excitation sources.