Identificación automática de daños en paneles compuestos mediante transformada de Wavelet

Abstract

Los materiales compuestos tipo sándwich han ganado gran popularidad en áreas donde se necesita gran resistencia y bajo peso, tales como aeronáutica y energía, pero a pesar de esta cualidad, cuentan con la problemática de ser susceptibles a daño tipo delaminación, por lo cual se emplean principalmente en componentes secundarios. Un método de identificación de daño que permite detectar a tiempo este tipo de falla es el basado en vibraciones mecánicas, donde algoritmos que emplean Transformada de Wavelet combinados con las curvaturas de los modos de vibración han demostrado un gran potencial. El objetivo del trabajo de título consistió en desarrollar un algoritmo basado en Transformada de Wavelet que identificara en forma automática la localización y tamaño de daños tipo delaminación en paneles compuestos, tanto simulados por medio de elementos finitos, como experimentales. Para ambos casos se consideró como información de entrada la curvatura de los modos de vibración de los paneles, siendo estos estimados tanto mediante diferencias centrales como por regresión de proceso gaussiano. El algoritmo de identificación de daño desarrollado emplea la sinergia de la inmunidad al ruido y detección de singularidades débiles de la Transformada de Wavelet con operador de Energía Teager-Kaiser, de igual forma considera una selección automática de función de wavelet y escala en base al principio de máxima entropía, y una binarización del indicador de daño en base al método de umbral automático enfocado en valles. Las principales conclusiones del trabajo de título realizado fueron que la identificación de daño del algoritmo diseñado posee un buen desempeño, tanto en forma numérica como experimental, siendo superior la identificación de daño al emplear las curvaturas basadas en diferencias centrales. También se observa una buena inmunidad al ruido, así como una gran relación de identificación numérica - experimental, siendo los resultados comparables con el método gapped smoothing, empleado ampliamente en la literatura.