AGRADECIMENTOSAgradeço a Deus pela força e pelo que está por vir. Agradeço a meus pais e irmãos, cujo apoio sempre obtive quando precisei.Ao professor e orientador Valder Steffen Jr., por seu exemplo profissional e de pesquisador e por todas contribuições em minha pós-graduação. Ao professor e Coorientador Roberto Mendes Finzi Neto, por me auxiliar com seu conhecimento, pela confiança e todas contribuições nos trabalhos desta tese e também com minha formação.A minha querida noiva Laiane Alves de Andrade pela parceria, motivação, dedicação e amor. Aos amigos da FEMEC: Prof. Aldemir, Prof. Helder, Karina, Denise, Carol, Lucas e todos os outros colegas do LMEst pelos momentos de descontração e amizade.Aos servidores técnico-administrativos da UFU pelo apoio técnico fornecido.
RESUMOEste trabalho dedica-se ao monitoramento de saúde estrutural (SHM), uma área em que se propõe a interrogar uma estrutura para fins de detectar, localizar e identificar danos estruturais. Atualmente, SHM representa uma das grandes áreas de interesse em engenharia, com o objetivo de aumentar a segurança das estruturas e ao mesmo tempo reduzir custos de manutenção, bem como o tempo de inatividade das máquinas e equipamentos. Para isso, a técnica de SHM baseada em impedância utiliza-se de transdutores piezelétricos que ao serem utilizados em altas faixas de frequência (tipicamente acima de 30 kHz), pode-se obter altas sensibilidades a danos incipientes.Entretanto, mudanças em condições ambientais ou operacionais podem causar alterações nos espectros de frequência adquiridos, levando assim o sistema a um falso diagnóstico acerca da integridade estrutural. Nesta tese, buscou-se desenvolver técnicas de normalização de dados que ao serem aplicadas aos sinais de impedância adquiridos, tais variações sejam compensadas sem grandes perdas de informação. Além disto, foi proposto um método para a determinação de um limiar discriminante através de um modelo estatístico, bem como técnicas avançadas de normalização de dados foram propostas, uma utilizando-se de métodos de otimização e outra baseada na minimização da distância euclidiana entre um ponto e uma curva. É importante ressaltar que, devido à ausência de modelos numéricos precisos, os estudos aqui apresentados partem de uma proposta experimental, utilizando-se de técnicas de inovação, métodos de otimização, análise e tratamento de sinais, estatística e programação dedicada. Finalmente, os resultados obtidos demonstram o grande potencial de uso da técnica SHM baseada em impedância em conjunto com as técnicas estatísticas e de normalização de dados aplicadas apropriadamente.
AbstractThis work is dedicated to the Structural Health Monitoring (SHM), an area that proposes to interrogate a structure with the purpose of detecting, locating and identifying structural damage. Currently, SHM represents one of the areas of great interest in engineering, with the goals of increasing safety while reducing maintenance costs, as well as decreasing downtime from machines and equipment. For this aim, the imped...