Metodología para la detección de daños en estructuras metálicas empleando la técnica de análisis modal teórico-experimental

Abstract

El presente trabajo tiene por objeto profundizar en las posibilidades que presentan las técnicas de análisis modal para ser empleadas en la detección de fallos en estructuras metálicas. La investigación está encaminada a una primera aproximación en la consecución de herramientas funcionales y confiables para la detección de fallos en estructuras metálicas. Por tanto, se plantea una metodología para identificar la presencia de daños en estructuras metálicas, empleando técnicas de análisis modal teórico-experimental. El planteamiento metodológico consta, en términos generales, de la creación de un modelo numérico preliminar, la realización de ensayos modales, la posterior validación del modelo teórico empleando los resultados experimentales y el monitoreo de los cambios en el comportamiento de la estructura con el tiempo. En primer lugar, se simula la estructura real empleando un modelo teórico, cuya solución se basa en el Método de Elementos Finitos (FEM), en un software comercial. La estructura es ensayada experimentalmente en busca de los parámetros modales que la caracterizan dinámicamente. Posteriormente, se valida el modelo numérico mediante la contrastación de los resultados teóricos y experimentales. Teniendo como base el modelo teórico, el cual describe detalladamente el comportamiento de la estructura inicial, se realizan ensayos modales posteriores con el objeto de monitorear el comportamiento de la misma con el paso del tiempo. Se establecen tres configuraciones de fallo en una estructura, daño catastrófico, daño de nivel medio-bajo y daño bajo, con el objeto de aplicar la metodología. Se obtiene un modelo validado de la estructura sana y diversos resultados experimentales para describir su comportamiento. Luego, los resultados experimentales de la estructura en cada configuración, permiten monitorear los cambios en la estructura con el tiempo, pudiéndose realizar la detección del daño en todas las configuraciones.