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Type: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: Análise numérica e experimental de técnicas de detecção de danos estruturais baseados em inteligência computacional
Other Titles: Numerical and experimental analysis of structural damage detection techniques based on computational intelligence
Author: Oliveira, Pedro Henrique Eveling
First Advisor: Barbosa, Flávio de Souza
Referee Member: Cury, Alexandre Abrahão
Referee Member: Fonseca, Leonardo Goliatt
Resumo: A detecção de dano ou alteração estrutural através das respostas dinâmicas é objeto de estudo de vários pesquisadores que, por décadas, tentam desenvolver tecnologias que permitam avaliar com precisão o estado de integridade da estrutura, comumente denominado de "saúde estrutural". Diversos fatores podem levar a alterações nas propriedades mecânicas de uma estrutura e, muitas vezes, essas diferenças só são visualmente perceptíveis em condições avançadas de deterioração. Uma forma de evitar isso é utilizar o monitoramento contínuo da integridade estrutural, que tem como principal objetivo detectar alterações que podem ser indícios de dano. Assim é possível informar ao operador da estrutura que existe um comportamento anormal, ainda em estágio inicial, para que providências sejam tomadas com o intuito de garantir o funcionamento do empreendimento e a segurança de seus usuários. Estes sistemas de monitoramento dependem de ferramentas computacionais eficazes para avaliar as informações que chegam continuamente da estrutura. Para este fim, técnicas baseadas em inteligência computacional têm sido apontadas como promissoras. Desta forma, neste trabalho será avaliado o uso de três métodos de Inteligência Artificial(IA) aplicados a problemas de detecção de danos em estruturas: Redes Neurais Artificiais, Máquinas de Vetor Suporte e K-vizinhos mais próximos. Os parâmetros de entrada para os algoritmos de IA são indicadores estatísticos extraídos dos sinais monitorados. As respostas dinâmicas de um pórtico plano bi-engastado ensaiado pelo autor e do caso clássico da ponte Z24 são usadas para a avaliação dos algoritmos. Os resultados obtidos indicam que estes algoritmos têm um ótimo desempenho quando aplicados a problemas de avaliação da saúde de estruturas. Finalmente, o presente estudo apresenta as vantagens e desvantagens de cada técnica analisada, abordando as perspectivas para possíveis trabalhos futuros.
Abstract: The detection of damage or structural alteration through dynamic responses has been object of study of several researchers who, for decades, have tried to develop technologies to accurately assess the state of integrity of the structure, commonly called "structural health". Several factors can lead to changes in the mechanical properties of a structure and, often, these differences are only visually apparent in advanced deterioration conditions. A way to avoid this situation is using continuous monitoring of structural integrity, with the main objective of detecting changes that could be signs of damage. Therefore, it is possible to inform the structure´s operator that there is an abnormal behavior, still at an early stage, so that variations can be implemented to ensure the operation of the enterprise and the safety of its users. These monitoring systems rely on effective computational tools to evaluate the information that continually arrives from the structure. In order to accomplish this, techniques based on computational intelligence have been pointed out as promising. Thus, in this work, the use of three methods of Artificial Intelligence (AI) applied to damage detection problems in structures will be evaluated: Artificial Neural Networks, Support Vector Machines and K-nearest neighbors. The input parameters for the AI algorithms are statistical indicators extracted from the monitored signals. The dynamic responses of a tested double fixed frame by the author and the classic case of the Z24 bridge are used for the evaluation of the algorithms. The results obtained indicate that these algorithms have an excellent performance when applied to structural health assessment problems. Finally, the present study informs the advantages and disadvantages of each technique that has been evaluated, approaching the perspectives for possible future work
Keywords: Inteligência computacional
Danos estruturais
Detecção de danos
Structural health
Computacional intelligence
Statistical Iindicators
CNPq: Engenharia
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Access Type: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15996
Issue Date: 14-Feb-2022
Appears in Collections:Engenharia Computacional - TCC Graduação



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