Detección de daños en estructuras mediante técnicas de observabilidad

• Autores: José Antonio Lozano Galant, María Nogal Macho, Enrique Castillo Ron, José Turmo Coderque, Ignacio Payá Zaforteza
• Localización: Resúmenes de comunicaciones, 2014, ISBN 978-84-89670-80-8, págs. 67-68
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Damage detection of structures by observability techniques
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• Resumen
  • español

    Tradicionalmente, el comportamiento de cualquier estructura se suele determinar mediante modelos sencillos (como los Modelos de Elementos Finitos) en los que las propiedades mecánicas y geométricas son conocidas. Sin embargo, en la mayoría de estructuras reales los valores de estas propiedades raramente coinciden con los teóricos debido a las incertidumbres en los materiales, procesos constructivos y estados tensionales. En estos casos es necesario realizar una calibración de los modelos para mejorar su precisión. Esta calibración es el objetivo principal de los métodos de detección de daños en estructuras.

    En este artículo se presenta la aplicación del método de la observabilidad para la detección de daños a partir de la respuesta estática de la estructura. Este método aplica las técnicas de observabilidad para poder resolver el sistema de ecuaciones que aparece cuando se consideran rigideces desconocidas dentro de la matriz de rigidez de la estructura. Esta aplicación ha permitido desarrollar una potente herramienta para resolver sistemas de ecuaciones polinomiales con múltiples aplicaciones en numerosos campos de la ciencia y la ingeniería.

    El método de la observabilidad se ha comparado con otros métodos de detección de daños en estructuras propuestos recientemente en la literatura. Esta comparación muestra las numerosas ventajas de la utilización del método de la observabilidad y recomienda el uso de esta metodología para detección de daños en estructuras.

  • English

    The structural response of any structure is traditionally predicted by mean of simplistic physics-based models (e.g. Finite Element Models) in which the mechanical and geometrical properties of the structure are known. Nevertheless, this is not the case in most actual structures where the values of the actual properties might not correspond with the theoretical ones due to uncertainties in the materials, construction processes and stress states. In these cases, a calibration of the models is required to improve their accuracy. This calibration is the aim of the damaged detection methods.

    In this work the observability method is presented for damage detection of structures from their static structural response. In this method the observability techniques are applied to deal with the problems that appear when unknown flexural stiffnesses are considered in the stiffness matrix of a structure. These techniques have lead to the development of a powerful mathematical tool to deal efficiently with polynomial systems of equations. The application of this tool is not only limited to SSI as it presents a number of applications in many fields of science and engineering.

    The results of the observability method have been compared with those obtained by alternative damage detection methods recently proposed in the literature. This comparison shows the number of advantages of the observabity methods and recommends the use of this technique for damage detection of structures.