Localização de dano em vigas 2D usando transformada wavelet e o método dos elementos de contorno : estudo e implementação

Abstract

A detecção de danos em estruturas é uma área de grande relevância na engenharia civil, devido às implicações diretas na segurança e na manutenção de infraestrutura. Este estudo se concentra no desenvolvimento e implementação de métodos avançados para a identificação e quantificação de danos em estruturas bidimensionais, utilizando a Transformada Wavelet (TW) em conjunto com o Método dos Elementos de Contorno (MEC). O trabalho é dividido em duas partes principais, cada uma abordando aspectos específicos do problema. A primeira parte do estudo foca no desenvolvimento de algoritmos de pré e pós-processamento para a detecção de danos. Parte-se da utilizando do pacote acadêmico BEMLAB2DBEMCRACKER2D para modelagem de estruturas 2D e para obtenção dos deslocamentos, respectivamente e prossegue-se com uma análise multirresolutiva de sinais por meio da TW. Comparando vigas com e sem danos, são identificadas variações significativas nos sinais que indicam a presença de defeitos estruturais. Este processo de análise é validado através da modelagem de duas vigas, uma em balanço (engastada-livre) e outra biengastada (engastadaengastada), onde danos são introduzidos deliberadamente para testar a eficácia dos algoritmos desenvolvidos. Na segunda parte, o estudo investiga a otimização da linha de referência para deslocamentos e a eficiência computacional na detecção de danos. São exploradas diferentes famílias de wavelets e suas variações internas para determinar as mais eficazes na localização de danos. Além disso, o impacto do esforço computacional é avaliado testando diferentes quantidades de pontos na linha de referência, buscando um equilíbrio entre precisão na detecção e eficiência computacional. Os resultados deste estudo fornecem uma contribuição significativa para a área de monitoramento de integridade estrutural, demonstrando que a combinação da TW-MEC é eficaz na detecção e localização de danos. A otimização dos algoritmos e a avaliação da eficiência computacional garantem que os métodos propostos possam ser aplicados de forma prática e eficiente em diversos cenários de engenharia estrutural.