Modelagem de análise de falhas para identificação em treliças
Abstract
Nos últimos anos, tem havido um grande interesse das indústrias no desenvolvimento de novas técnicas de detecção e localização de falhas, pois se preocupam cada vez mais com a segurança, havendo assim, a necessidade de supervisão e monitoramento dos sistemas para que as falhas sejam evitadas ou sanadas o mais rápido possível. Determinados parâmetros em sistemas reais como massa, rigidez e amortecimento podem variar devido ao aparecimento de falhas ou ao próprio desgaste natural dos componentes. Um aparecimento de trincas pode provocar perdas econômicas ou até conduzir a situações perigosas com paradas abruptas das máquinas e/ou equipamentos. Neste trabalho, com auxílio de modelos teóricos bem definidos, métodos de identificação de parâmetros, observadores de estado e auxílio à decisão foi possível desenvolver uma metodologia para detecção e localização de trincas em estruturas reticuladas, dando ênfase às tridimensionais. A detecção e localização de trinca logo no seu início e sua propagação pode ser monitorada até uma possível parada programada. Utilizando a metodologia dos observadores de estado, pode-se ainda reconstruir os estados não medidos ou os valores provenientes de pontos de difícil acesso no sistema.
References
AZEVEDO, Á. F. M. Método dos elementos finitos. Portugal: Faculdade De Engenharia da Universidade do Porto, 2003. 248 p.
BATHE, K.J. Finite element procedures. New Jersey: Prentice-Hall, 1996. 1037p.
BEER, F.P. JOHNSTON JR., E. R. Resistência dos materiais. 3.ed. São Paulo: Makron Books , 1995. 1255 p.
CHO, Y. M.; XU, G.; KAILATH T. Fast recursive identification of state space models via exploitation of displacement structure. Automatica, Elmsford, v.30, n.1, p.45-49, 1994.
CLARK, R. N., Instrument fault detection. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, New York, v.AES14, n.3, p. 456-465, 1978.
COOPER, J. E.; DESFORGES, M. Physical parameter identification using an unknown random input. In: ISMA 19. Tools for noise and vibration analysis. [S.l.: s.n] 1994. p. 1123-1128.
D’AZZO, J.J.; HOUPIS, C. H. Linear control system analysis and design. São Paulo: McGraw-Hill, 1988. 660p.
FRANK, P. M. Fault diagnosis in dynamic systems using analytical and knowledge-based redundancy – a survey and some new results. Automatica, Elmsford, v.26, n.3, p.459-474, 1990.
FRANK, P. M.; SELIGER, R. Fault detection and isolation in automatic processes. Control and Dynamics Systems, Academic Press, New York, v.49, n.5, p.241-287, 1991.
LUENBERGER, D. G. Observing the state of a linear system. IEEE Military Eletronics, New York, v. MIL-8, n.2, p.74-80, 1964.
LUENBERGER, D. G. Observers for multivariable systems. IEEE Transactions on Automatic Control, New York, v. AC11, n.2, p.190-197, 1966.
LUENBERGER, D. G. An Introduction to observers. IEEE Transactions on Automatic Control, New York, v. AC16, n.6, p.596-602, 1971.
MARANO, J. H. Localização de falhas via observadores de estado em sistema com variações de parâmetros. 2002. 130 f. Dissertação (Mestrado)- Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Ilha Solteira, 2002.
MEIROVITCH, L, Dynamics and control of structures. New York: J. Wiley, 1990. 425 p.
MEIROVITCH, L. Fundamentals of vibrations. New York: Mcgraw-hill, 2001. 806 p.
MELO, G. P. Detecção e localização de falhas via observadores de estado de ordem reduzida. 1998. 125.f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 1998.
MUSCOLINO, G.; CACCIOLA, P.; MPOLLONIA, N. Crack detection and location in a damaged beam vibrating under white noise. Computers and Structures, Elmsford, Elmsford, v.81, n.18-19, p. 1773-1782, 2003.
OGATA, K. Engenharia de controle moderno. Rio de Janeiro: Prentice-Hall do Brasil, 1998. 813p.
PARK, J.; HALEVI, Y.; RIZZONI, G. A New interpretation of the fault-detection filter. Part 1. cosed-form algorithm., International Journal of Control, London, v.60, n.5, p. 767-768, 1994.
SCHWARZENBACH, J.; GILL, K.F. System modelling and control. United Kingdom: Department of Mechanical Engineering University of Leeds, 1978. 240 p.
SUNDARESWARAN, K.K.; MCLANE, P. J; BAYOUMI, M.M. Observers for linear systems whit arbritary plant disturbaqnces. IEEE Transactions on Automatic control, New York v.AC22, n.4, p.870-871, 1997.
WANG, S. H.; DAVISON, E. J.; DORATO, P. Observing the states of systems with Unmeasurable disturbances. IEEE Transactions of Automatic Control, New York v.AC-20, n 5, p.716-717, 1975.
WANG, S.; KUO, T. S.; HSU, C. F. Optimal-observer design for linear dynamical systems with uncertain parameters. International Journal of Control, London, v.45, n.2, p.701-711, 1987.
WATANABE K.; HIMMELBLAU D. M. Instrument fault detection in systems with uncertainties. International Journal of Systems Science, London, v.13, n.2, p.137-158, 1982.
WILLSKY, A. S. A Survey of design methods for failure detection systems, Automatica, Elmsford, v.12, n.6, p.601-611, 1976.
ZACARIAS, A. T. Determinação da variação de rigidez em placas, através da metodologia dos observadores de estados. 2008. 101 f. Dissertação (Mestrado)- Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Ilha Solteira, 2008.
ZIENKIEWICZ, O. C.; TAYLOR, R. L. The finite element method. 5.ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000. v.3, 1872 p.
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