Kayc Wayhs Lopes.

struturas periódicas tem sido amplamente utilizadas em diferentes aplicações de engenharia devido à sua capacidade de absorver vibrações em diferentes faixas de frequência. Metamateriais acústicos são estruturas construídas usando conjuntos de elementos periódicos idênticos para explorar o espalhamento de Bragg ou ressonância interna para controle de ondas mecânicas. Os projetos de metamateriais são feitos com o objetivo de se atenuar certas bandas de frequência nas quais as ondas não se propagam livremente, geralmente chamadas de bandgaps. No caso de um sistema linear invariante no tempo, propriedades como largura e profundidade das bandgaps são fixas e podem perder desempenho se a perturbação ou as propriedades do ambiente mudarem. Para contornar esse problema, estruturas inteligentes, como ligas com memória de forma, podem ser utilizadas a fim de se variar o comportamento dinâmico das estruturas e obter uma variação na faixa de frequência a ser atenuada. Além disso, materiais inteligentes combinados a circuitos ajustáveis permitem reconfigurar um sistema mecanicamente periódico de modo que se comporte como um metamaterial aperiódico reconfigurável. Baseado nisso, este projeto tem como objetivo aprimorar o desempenho vibroacústico de metaestruturas com a inclusão de ressonadores locais não lineares com estruturas inteligentes (ligas com memória de forma) embutidas a fim de se variar as propriedades do ressonador e de se aprimorar a bandgap obtida. Para isso, será desenvolvido no projeto a modelagem, simulação e validação experimental de metaestruturas não lineares com ligas com memória de forma embutidas, desde a célula unitária até o nível de sistema completo.

Este projeto de pesquisa propõe uma investigação na dinâmica de transdutores piezoelétricos circulares funcionando como atuadores e sensores em aplicações de SHM. A proposta compreende investigar a interação de ondas longitudinais e de flexão refletidas e transmitidas em placas com dano simétrico utilizando transdutores piezoelétricos circulares como atuadores e sensores. A metodologia de vetor de estados será utilizada para obter os coeficientes de ondas transmitidas e refletidas devido à incidência da onda no dano. O foco é desenvolver uma abordagem para considerar uma faixa de ângulos na qual ondas longitudinais e de flexão propagam devido ao atuador piezoelétrico circular (PZT). As ondas para uma faixa de ângulo interagirão com a seção do dano gerando ondas transmitidas e refletidas que serão capturadas pelos sensores PZT circulares. Testes experimentais foram previamente realizados, e por conta disso resultados experimentais e teóricos serão comparados durante o estágio de pesquisa no exterior. Os resultados desta pesquisa podem contribuir para estabelecer um procedimento para aplicações práticas em SHM.

Entre os grandes desafios da engenharia está a busca por impedir a ocorrência de falhas de estruturas mecânicas em operação, como por exemplo aeronaves, especialmente para se preservar vidas humanas e capital financeiro. Tem-se então a área denominada Monitoramento da Integridade Estrutural, ou SHM (do inglês Structural Health Monitoring), que compreende o conjunto de técnicas, especialmente não-destrutivas, que visam detectar falhas em estados iniciais, principalmente para permitir intervenção para reparo. Em particular, diversos trabalhos dessa área consistem essencialmente em comparar sinais de entrada e saída, obtidos a partir de atuadores e sensores acoplados, para as condições estruturais intacta e desconhecida. Assim, um limitado número de trabalhos investigam as interações de danos com as ondas que se propagam na estrutura. Nesse contexto, esta pesquisa tem como objetivo principal o estudo das interações de ondas longitudinais e transversais flexurais refletida e transmitida em placas com danos simétricos e assimétricos, além de placas com reforçadores, sem e com dano. Será empregada a modelagem de vetor de estados, permitindo a análise entre as razões das amplitudes das ondas e dos espectros de frequência em relação a parâmetros geométricos da estrutura. A proposta compreende definir frequências ótimas e investigar a influência das características físico-geométricas de danos, reforçador e transdutores piezoelétricos, considerados como atuadores e sensores. As simulações computacionais via modelagem analítica por vetor de estados serão comparadas com resultados experimentais para validar os resultados.

Entre os grandes desafios da engenharia está a busca por impedir a ocorrência de falhas de estruturas mecânicas em operação, como por exemplo aeronaves, especialmente para se preservar vidas humanas e capital financeiro. Tem-se então a área denominada Monitoramento da Integridade Estrutural, ou SHM (do inglês Structural Health Monitoring), que compreende um conjunto de técnicas, especialmente não-destrutivas, com objetivo de detecção de falhas em estados iniciais, visando intervir na sua propagação e assim evitar a ocorrência de acidentes. Em muitos trabalhos dessa área, os autores realizam a análise de sinais de entrada e saída obtidos de uma estrutura com sensores e atuadores para detecção de danos, enquanto que em sua maioria não discutem em detalhes a interação entre dano e as ondas que se propagam na estrutura a partir de uma excitação gerada por atuadores. Nesse contexto, esse projeto tem como objetivo principal o estudo das interações de ondas longitudinal e transversal, refletida e transmitida, com trincas simétricas utilizando a modelagem de vetor de estados, permitindo a análise entre as razões das amplitudes das ondas e dos espectros de frequência em relação ao comprimento do dano.

O projeto teve como objetivo o estudo e desenvolvimento do Algoritmo de Seleção Negativa (ASN), sendo este um sistema para monitoramento da integridade estrutural (SHM). Posteriormente, a técnica foi aplicada utilizando sinais obtidos pelo método da Impedância Eletromecânica em diferentes temperaturas, sendo possível observar o efeito da variação de tal fator nas curvas obtidas (módulo, parte real, parte imaginária e fase).