Curvaturas de formas modales aplicadas a la detección de daño en un portico en el espacio bidimensional

Abstract

La detección de daños en estructuras puede llegar a ser un trabajo lento, arduo y costoso si no se usan las técnicas de localización adecuadas. Las curvaturas de las formas modales de una estructura son un mecanismo dinámico, fácil, presto, oportuno y no intrusivo para detectar el daño en el sistema en una forma global o puntual. El objetivo de esta investigación es observar y detectar gráficamente, mediante las diferencias absolutas de las curvaturas de las formas modales de vibración, las variaciones que se presentan entre un pórtico bidimensional en acero con sección transversal HEB 220 intacto y un pórtico de las mismas especificaciones con un porcentaje de daño inducido en los coeficientes que definen el sistema dinámico; usando un modelo de elementos finitos con daño escalar para cuatro situaciones distintas de deterioro a las que se somete la estructura. Se evalúan las frecuencias de vibración, las formas modales y también las diferencias absolutas entre las curvaturas de las formas modales de vibración del pórtico intacto con el afectado como señal de existencia de daños. Finalmente, se concluye que las frecuencias naturales son sensibles al inducir un daño o deterioro en cualquier elemento que las compone. Una mayor discretización de la estructura y un manejo adecuado en la escala de las gráficas, facilita la localización del daño