Estratégias de compensação de temperatura na técnica de impedância eletromecânica

Abstract

Um dos grandes desafios da engenharia é evitar a ocorrência de falhas em estruturas durante o exercício de sua função. À vista disso, nas últimas décadas diversas pesquisas têm sido realizadas na área de Monitoramento da Integridade Estrutural (SHM, do inglês Structural Health Monitoring) com o objetivo de desenvolver e aprimorar técnicas de monitoramento. Entre essas, a técnica da Impedância Eletromecânica (IE) tem atraído atenção devido aos seus importantes e promissores resultados conhecidos na literatura, principalmente envolvendo o processamento de sinais. Entretanto, a sensibilidade dessa técnica às variações das condições ambientais (externas) pode conduzir a falsos diagnósticos, sendo a temperatura um dos fatores mais críticos para a técnica de Impedância Eletromecânica. Em vista disso, diversos pesquisadores desenvolveram técnicas de compensação a fim de minimizar os efeitos provocados pela variação da temperatura nas medições de impedância. Nesse contexto, o presente trabalho investiga a viabilidade de algumas estratégias de compensação de temperatura ao aplicá-las nos dados experimentais aferidos para uma viga de alumínio em três condições distintas: sem dano, com um dano caracterizado pelo acréscimo de massa e outro pela presença de um corte na estrutura. Os resultados obtidos indicam que três das quatro técnicas de compensação investigadas foram capazes de minimizar o efeito da temperatura no sistema estudado.

An important challenge for engineers is to avoid structural failures in the operational environment, and because of this, several researchers have carried out studies in the field of structural health monitoring (SHM). Different strategies and techniques have been presented in the literature and particularly the Electromechanical Impedance (EMI) technique has attracted attention due to its results for several types of structures, mainly involving post-processing of experimental signals. However, EMI technique is sensitive to the environmental variations, such as the temperature, which can lead to false diagnoses. Due to its characteristic, there are different strategies to compensate for the temperature effect on the damage detection using the EMI. In this context, this work investigates four different techniques applied to compensate for the influence of temperature in the damage detection using the EMI. Experimental signals are considered to evaluate each of these approaches, and two types of damage are separately investigated. The first type is based on increasing the local mass, and the second type is represented by a short cut in the structure. The results obtained indicate that three of those four compensation techniques are able to minimize the effect of temperature in the studied system.