Identificação de danos estruturais em placas baseada em um modelo de dano contínuo

Abstract

O presente trabalho aborda o problema de identificação de danos estruturais em placas a partir da matriz de flexibilidade. O dano é continuamente descrito por um parâmetro de coesão definido no domínio da estrutura. O problema de identificação de danos é, então, definido como um problema de otimização, onde o objetivo é minimizar, com relação ao campo de coesão, um funcional definido a partir da diferença entre a matriz de flexibilidade obtida experimentalmente e a correspondente matriz prevista por um modelo de elementos finitos da estrutura. O método de otimização enxame de partículas foi considerado para a resolução do problema de otimização. A avaliação numérica do método de identificação de danos proposto foi realizada considerando-se uma placa de Kirchhoff retangular, engastada em uma das extremidades. O cenário de dano constituiu-se de um dano duplo e com as formas modais corrompidas com diferentes níveis de ruído aditivo. Os resultados numéricos mostram a potencialidade do método em identificar a presença de danos a partir de uma quantidade reduzida de dados experimentais corrompidos com ruído.

The present work addresses the structural damage identification problem in plates by using the flexibility matrix. The damage is continuously described by a cohesion parameter defined in the elastic structure domain. The damage identification problem is, then, defined as an optimization one, whose aim is to minimize, with respect to the cohesion field, a functional based on the difference between the experimental flexibility matrix and the corresponding one predicted by a finite element model of the structure. The particle swarm optimization method was considered to solve the optimization problem. The numerical tests of the proposed damage identification method are carried out taking into account a rectangular Kirchhoff plate with one clamped edge. The considered damage scenario is composed by two damaged regions and the mode shapes are corrupted with different additive noise levels. The numerical results show the potentiality of the proposed method in identifying damages from a reduced number of noise corrupted experimental data.