Análise numérica e experimental de otimização e identificação de danos pelo método de evolução diferencial

Abstract

Atualmente, os problemas de otimização, utilizados para resolver problemas de identificação de danos, são recorrentes tanto na área acadêmica quanto na indústria. Aliar a identificação de danos e os processos de otimização na busca contínua por meios mais adequados, com consequente aprimoramento das informações disponíveis que caracterizam os problemas em estudo é essencial, e constitui uma das necessidades da engenharia atual, tendo em vista o estado evolutivo dos elementos estruturais quando em uso, no sentido da própria deterioração natural dos materiais, além de causas excepcionais que possam vir a ocorrer. Muitos pesquisadores vêm buscando aprimorar tanto a simulação do comportamento físico e real quanto a otimização da resposta estrutural, principalmente devido às dificuldades encontradas, como por exemplo, na modelagem da rigidez de conexões, nas condições de apoio ou nos parâmetros relevantes envolvendo danos. Neste contexto, essa pesquisa apresenta um estudo de ajuste de estruturas modeladas pelo Método de Elementos Finitos e baseado em dados numéricos e experimentais, estáticos (deslocamentos) e dinâmicos (modos de vibração e frequências naturais), por meio dos Problemas Inversos, possibilitando, assim, uma melhor compreensão do comportamento físico real das estruturas, bem como da aplicação de técnicas de otimização para simulação e identificação de danos. Análises dinâmicas, experimental e numérica, sobre uma viga metálica foi realizada para identificação de danos pelo Método de Evolução Diferencial. E ainda, a utilização da técnica de massa móvel adicional, para verificação da variação das frequências naturais, em conjunto com uma série de elementos de outras pesquisas com diferentes carregamentos e posições de danos foram simulados para comprovar a eficácia do algoritmo, apresentando resultados consistentes. Por fim, a partir de métodos de análises estáticas, foram apresentados parâmetros para o estabelecimento de etapas e alternativas para localização de danos, bem como a implementação de uma equação de danos simplificada para análises de quantificação de danos, demonstrando boas potencialidades de aprimoramento e visando facilitar aplicações em inspeções rotineiras de campo.