Identificación de daños en vigas de pared delgada isótropas y compuestas mediante el análisis de vibraciones

La presencia inadvertida de daños en elementos estructurales representa un aspecto crítico en la seguridad de los mismos. Tales fallas pueden causar irregularidades de funcionamiento e incluso conducir al colapso catastrófico. Por ese motivo, la detección de daños en forma temprana es de fundamental...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal:	Dotti, Franco Ezequiel
Otros Autores:	Cortínez, Víctor Hugo
Formato:	tesis doctoral
Lenguaje:	Español
Publicado:	2012
Materias:	Ingeniería Detección de daño Vigas de pared delgada Damage detection Thin-walled beams
Acceso en línea:	http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2237
Aporte de:	Repositorio Institucional Universidad Nacional del Sur (UNS) de Universidad Nacional del Sur

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description	La presencia inadvertida de daños en elementos estructurales representa un aspecto crítico en la seguridad de los mismos. Tales fallas pueden causar irregularidades de funcionamiento e incluso conducir al colapso catastrófico. Por ese motivo, la detección de daños en forma temprana es de fundamental importancia. Un tipo de falla que puede pasar peligrosamente inadvertida es aquélla producida por fatiga, ya que resulta muy difícil de detectar a simple vista. Si bien existen técnicas adecuadas para la detección localizada, la aplicación de las mismas puede resultar impráctica en base a la dificultad en la revisión de estructuras complejas, que inclusive pueden pre-sentar sectores inaccesibles. En consecuencia, se han investi-gado otro tipo de procedimientos de carácter más global, entre los que ha adquirido gran importancia la identificación basada en la respuesta dinámica. Esencialmente, este método se basa en la comparación entre valores teóricos y experimenta-les de parámetros dinámicos de estructuras dañadas. Las incógnitas del mencionado problema corresponden a las magni-tudes asociadas al daño (localización, intensidad). Por lo tan-to, a los valores más próximos a los reales les corresponderá una mínima desviación entre los valores teóricos y experimen-tales. Este tipo de técnica inversa hace uso de un modelo teó-rico de la estructura dañada. En esta tesis se presenta un nuevo modelo unidimensional que permite reproducir el comportamiento estructural de vigas de pared delgada con presencia de fisuras debidas a fatiga. En dicho modelo, se admite la posibilidad de considerar el efecto no lineal de cerra-miento parcial de fisura o breathing. El modelo asocia un enfoque de daño estructural por fisura basado en conceptos de mecánica de fracturas, que se desarrolla íntegramente en este trabajo, con una teoría de vigas de pared delgada recien-temente desarrollada para el caso de vigas intactas. Esta teo-ría debe ser extendida para considerar la presencia de fisuras. La premisa global de la teoría es que la presencia de una fisu-ra genera una reducción localizada en la rigidez de la viga. El modelo unidimensional de viga de pared delgada dañada es aplicable a vigas construidas con materiales isótropos, ortótro-pos y compuestos con laminación cross-ply simétrica o espe-cialmente ortótropa. Considera además flexibilidad por corte debido a flexión y alabeo. Los parámetros asociados a las fisuras son identificados mediante la minimización de una fun-ción objetivo, que se define en términos de diferencias norma-lizadas entre valores de indicadores de fisura obtenidos experi-mentalmente y calculados con el modelo viga. Como indica-dores de daño estructural se consideran los desplazamientos producidos por excitación forzada y también las frecuencias de vibración natural. En orden de resolver el problema inverso, se emplea el algoritmo de optimización Evolución Diferencial.
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Identificación de daños en vigas de pared delgada isótropas y compuestas mediante el análisis de vibraciones

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