Identificação de parâmetros em juntas aparafusadas usando análise modal experimental

Abstract

Na indústria aeronáutica, as juntas, sejam aparafusadas ou rebitadas, são as principais fontes de falhas estruturais, de maneira que esses conjuntos são rigorosamente estudados durante o projeto de uma aeronave, por exemplo, e devem ser minuciosamente inspecionados durante os processos de manutenção, já que uma falha neste elementos tende a ser catastrófica. Por este motivo, faz-se mister o aprofundamento das técnicas investigativas dos parâmetros físicos dessas juntas, para que o processo de identificação de desvios estruturais seja eficaz. Técnicas de medição e predição de comportamento são muito úteis neste contexto, e vêm sendo desenvolvidas justamente para tornar os processos de manutenção mais práticos e, consequentemente, baratos. Neste trabalho, estudou-se a possibilidade de utilização do Algoritmo Genético em atualização de modelos computacionais, para identificação de parâmetros em juntas aparafusadas, as quais serão ensaiadas por meio de análise modal experimental. Primeiramente, foram executados alguns testes matemáticos típicos de otimização do tipo maximização/minimização para verificar o funcionamento, juntamente com o desempenho, do algoritmo. Em seguida, propôs-se a avaliação de um evento físico, a análise modal de uma viga engastada-livre, em seguida, com forçamento externo, por meio de modelos de alta fidelidade, cujo objetivo é determinar características físicas dos corpos estudados, tais como densidade e coeficiente de rigidez. Foram realizados testes para decisão do tamanho das amostras, bem como para simular algum ruído aleatório, a fim de analisar a robustez da técnica frente a essas condições. Por fim, foi analisado um conjunto aparafusado, tendo o foco na determinação dos parâmetros do parafuso, utilizando as técnicas de substruturação dinâmica para reduzir o número de graus de liberdade.