DETECÇÃO E AVALIAÇÃO DE DANOS CAUSADOS POR IMPACTOS EM PLACAS DE MATERIAL COMPOSTO UTILIZANDO O MÉTODO DE IMPEDÂNCIA ELETROMECÂNICA

Resumo

Atualmente, os materiais compostos vêm substituindo os materiais tradicionais, principalmente em aplicações que exigem melhor desempenho, segurança, economia e durabilidade. No entanto, estes materiais apresentam mecanismos de dano complexos que podem ser difíceis de detectar em estágios iniciais. Os danos podem ocorrer durante a fabricação ou utilização, ou mesmo durante a manutenção. Em estruturas aeronáuticas, as maiores causas de dano estão ligadas a objetos que colidem com a estrutura, como a colisão de pássaros, granizos, pedras na pista de pouso/decolagem e por ferramentas durante a manutenção. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é o de avaliar o uso de uma técnica de monitoramento de integridade estrutural baseada no conceito de impedância eletromecânica para a detecção e quantificação de danos causados por impactos de baixa energia em placas de material composto. O método da impedância eletromecânica é uma técnica não destrutiva que utiliza o acoplamento eletromecânico de materiais piezoelétricos colados à superfície da estrutura monitorada. Os ensaios experimentais foram planejados de forma a cobrir uma faixa relativamente ampla de condições de teste, notadamente no tocante à energia de impacto e dimensão da peça impactadora e às condições de impactos simples e múltiplos. Também foram examinadas as influências da faixa de freqüências na qual a função de impedância é adquirida e do posicionamento dos transdutores piezelétricos quer na face impactada, quer na face oposta à impactada. Os resultados dos testes experimentais revelam que a técnica da impedância eletromecânica é capaz de detectar a presença de danos causados por impactos, tanto simples como múltiplos, e de distinguir, em significativa parte dos casos, os diferentes graus de severidade do dano produzido nas diversas condições de teste. Adicionalmente, foram construídos metamodelos estatísticos para o estabelecimento de relações entre as energias de impacto e a métrica de dano em ensaios de impactos simples e múltiplos.