https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18104
File | Description | Size | Format | |
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matheusjuniorsilveiradalcin.pdf | 79.37 MB | Adobe PDF | View/Open |
Type: | Dissertação |
Title: | Aplicação de autocodificadores convolucionais para identificação de danos em estruturas |
Author: | Dalcin, Matheus Júnior Silveira |
First Advisor: | Barbosa, Flávio de Souza |
Co-Advisor: | Cury, Alexandre Abrahão |
Co-Advisor: | Amaral, Rafaelle Piazzaroli Finotti |
Referee Member: | Carvalho, Graciela Nora Doz de |
Referee Member: | Neves, Francisco de Assis das |
Resumo: | O monitoramento contínuo da integridade estrutural tem se destacado devido a recentes incidentes que evidenciam a importância de se garantir a segurança e prever o comportamento dinâmico das estruturas. De forma geral, esse monitoramento é realizado por meio de sensores acoplados às estruturas analisadas, que fornecem dados para algoritmos específicos capazes de identificar o estado da integridade das mesmas. Nesse contexto, o presente trabalho tem como foco a aplicação de tecnologias como aprendizado de máquina e inteligência artificial, com ênfase em autocodificadores convolucionais, para avaliar a integridade das estruturas por meio da análise dos dados coletados. Para tanto, quatro estratégias de análise baseadas nos erros de reconstrução dos sinais dinâmicos e na distância de Mahalanobis dos espaços latentes, obtidos por modelos fundamentados em autocodificadores convolucionais, são utilizadas. A metodologia proposta foi validada por meio de dois conjuntos de dados. O primeiro conjunto, um pórtico biengastado, testado no Laboratório de Sinais e Imagens da Universidade de Juiz de Fora, representa uma estrutura com cenários de danos controlados. Por outro lado, a segunda aplicação, a ponte Z-24, representa uma estrutura real sujeita a variações de fatores externos. Os resultados obtidos evidenciaram a eficácia das estratégias em ambientes controlados e estruturas reais, uma vez que, em ambos os casos, foi possível se detectar alterações estruturais de modo satisfatório, indicando que a abordagem via CAE pode ser eficaz em estruturas reais. |
Abstract: | Continuous monitoring of structural integrity has been highlighted due to recent incidents that highlight the importance of ensuring safety and predicting the dynamic behavior of structures. In general, this monitoring is performed by means of sensors attached to the analyzed structures, which provide data for specific algorithms capable of identifying their integrity status. In this context, this work focuses on the application of technologies such as machine learning and artificial intelligence, with an emphasis on convolutional autoencoders, to assess the integrity of structures through the analysis of the collected data. To this end, four analysis strategies based on the reconstruction errors of dynamic signals and the Mahalanobis distance of latent spaces, obtained by models based on convolutional autoencoders, are used. The proposed methodology was validated using two data sets. The first set, a double-clamped frame, tested at the Signals and Images Laboratory of the University of Juiz de Fora, represents a structure with controlled damage scenarios. On the other hand, the second application, the Z-24 bridge, represents a real structure subject to variations of external factors. The results obtained demonstrated the effectiveness of the strategies in controlled environments and real structures, since in both cases, it was possible to detect structural changes in a satisfactory manner, indicating that the CAE approach can be effective in real structures. |
Keywords: | Monitoramento da integridade estrutural Redes neurais Autocodificador Convolução Structural health monitoring Neural networks Autoencoder Convolution |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Institution Initials: | UFJF |
Department: | Faculdade de Engenharia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC) |
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/18104 |
Issue Date: | 17-Oct-2024 |
Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Civil (Dissertações) |
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