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Publicação
Estudo da Utilização de Emissões Acústicas para a Deteção de Dano
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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| 8.18 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
A monitorização ativa de uma estrutura não só permite averiguar o seu estado de condição em tempo real, como permite detetar dano tão precocemente como possível. Neste âmbito, a presente dissertação tem como objetivo estudar a propagação de ondas acústicas na superfície de uma estrutura, e perceber como estas são afetadas na presença de dano. Tal é conseguido através da modelação por elementos finitos da origem e deteção de ondas lamb para aplicação na deteção de dano em estruturas, utilizando o programa comercial ABAQUS.
São analisados dois modelos através da simulação por elementos finitos, um bidimensional e um tridimensional. Inicialmente são efetuados estudos de convergência para os parâmetros da simulação no primeiro modelo, e é utilizada a aplicação sinusoidal de força horizontal como fonte de emissão acústica. São discutidos os resultados para a presença de fenda em diferentes localizações e orientações em relação à direção de propagação da onda, e furo no caso do segundo modelo. Posteriormente é selecionado e implementado um sistema industrial de aquisição de dados de emissões acústicas em dois casos de estudo para validação do conceito, em particular para fins de localização do dano através de EA.
Para a aplicação numérica, os resultados obtidos não só validam a teoria de propagação de ondas lamb em placas finas, como a presença de dano é facilmente detetada nas formas de onda medidas. No caso experimental, a localização da fonte de AE é determinada com sucesso, apesar de apresentar algum erro associado.
Active structural monitoring not only provides real time health assessment as it can be used to prevent damage before it takes place. In this context, the present thesis aims at studying the propagation of acoustic waves on the surface of a material, and understanding how the presence of damage affects them. Such goal is achieved by modelling the origin and detection of lamb waves for application in structural damage detection using the comercial software ABAQUS. Two models are analysed through FEM simulations, one bidimensional and one tridimensional. Convergence studies are held in an initial phase of the work to determine the simulation parameters, and the source of acoustic emission is achieved by sinusoidal aplication of a horizontal force (or displacement). Results are discussed for the existance of cracks at different locations and with different orientation regarding the direction of wave propagation, and hole in the case of the second model. Furthermore, an industrial acoustic emission data acquisition system is selected and deployed in two case studies as a final proof of concept, in particular for AE damage localization purposes. For numerical application models, results not only validate the theory of lamb waves propagation in thin plates, as the wave modes detected clearly show the presence of damage when it exists. For the experimental models, AE source localization is achieved, but results show some lack in accuracy.
Active structural monitoring not only provides real time health assessment as it can be used to prevent damage before it takes place. In this context, the present thesis aims at studying the propagation of acoustic waves on the surface of a material, and understanding how the presence of damage affects them. Such goal is achieved by modelling the origin and detection of lamb waves for application in structural damage detection using the comercial software ABAQUS. Two models are analysed through FEM simulations, one bidimensional and one tridimensional. Convergence studies are held in an initial phase of the work to determine the simulation parameters, and the source of acoustic emission is achieved by sinusoidal aplication of a horizontal force (or displacement). Results are discussed for the existance of cracks at different locations and with different orientation regarding the direction of wave propagation, and hole in the case of the second model. Furthermore, an industrial acoustic emission data acquisition system is selected and deployed in two case studies as a final proof of concept, in particular for AE damage localization purposes. For numerical application models, results not only validate the theory of lamb waves propagation in thin plates, as the wave modes detected clearly show the presence of damage when it exists. For the experimental models, AE source localization is achieved, but results show some lack in accuracy.
Descrição
Palavras-chave
Deteção de dano Emissões acústicas Propagação de ondas Modelação por elementos finitos