Dimensionamento de descontinuidades em peças metálicas por aproximação de Born da amplitude de espalhamento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Omi, Guilherme Massaharu
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3781
Resumo: Este trabalho desenvolve uma técnica para dimensionamento de trincas localizadas no interior de peças metálicas a partir de sinais ultrassônicos gerados por um transdutor phased array (PA). A técnica de dimensionamento faz uso da matriz de espalhamento, da qual pode ser extraída a resposta pulso-eco da descontinuidade. Através de um modelo matemático baseado na aproximação de Born para a amplitude de espalhamento é possível retirar informações valiosas sobre o comportamento da matriz de espalhamento de acordo com os parâmetros da descontinuidade. Por meio da resposta pulso-eco é possível extrair expressões do comprimento e da orientação da descontinuidade. Essas expressões não são aplicáveis em todos os casos, o que requer uma nova abordagem para o dimensionamento de descontinuidades. A nova abordagem proposta nesta dissertação faz uso de uma função custo que avalia as matrizes de espalhamento proveniente de dados experimentais em comparação com as provenientes do modelo matemático através da aproximação de Born. O algoritmo de dimensionamento desenvolvido é testado e validado a partir de dados proveniente de simulações e mostra resultados satisfatórios para descontinuidades pequenas, perdendo desempenho à medida que o comprimento da descontinuidade aumenta.
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Por meio da resposta pulso-eco é possível extrair expressões do comprimento e da orientação da descontinuidade. Essas expressões não são aplicáveis em todos os casos, o que requer uma nova abordagem para o dimensionamento de descontinuidades. A nova abordagem proposta nesta dissertação faz uso de uma função custo que avalia as matrizes de espalhamento proveniente de dados experimentais em comparação com as provenientes do modelo matemático através da aproximação de Born. O algoritmo de dimensionamento desenvolvido é testado e validado a partir de dados proveniente de simulações e mostra resultados satisfatórios para descontinuidades pequenas, perdendo desempenho à medida que o comprimento da descontinuidade aumenta.This work presents a sizing method for inner metal bodies flaws, through ultrasonic A-scan signals generated by a phased array probe. The sizing technique makes use of the scattering matrix, from which the flaw pulse-echo response can be extracted. A mathematical model based on Born approximation is developed to analyze and extract valuable information about the scattering matrix related to the flaw. From the scattering matrix, the flaws pulse-echo response is obtained, which can be used to equate expressions for the flaw size and orientation. These expressions are not useful for all situations. Thus a new approach is developed for flaw sizing in the present work. This new approach uses the scattering matrices from experimental data as well as from the mathematical model by Born approximation. These scattering matrices are applied on a cost function to assess the minimum cost for a range of flaw length and frequencies. In this work, the sizing method is tested and validated on simulated data, providing good results for small flaws. However, the algorithm's performance decreases as the flaw size increases.Agência Nacional do Petróleo (ANP)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP)Petróleo Brasileiro (Petrobrás)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICACNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAISCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAO::INSTRUMENTACAO ELETRONICAEngenharia ElétricaUltrassomTestes não-destrutivosEspalhamento (Física)Metais - FraturaTestes de ultrassomMétodos de simulaçãoUltrasonicsNon-destructive testingScattering (Physics)Metals - FractureUltrasonic testingSimulation methodsDimensionamento de descontinuidades em peças metálicas por aproximação de Born da amplitude de espalhamentoFlaw sizing technique using born approximation for scattering amplitudeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaNeves Junior, Fláviohttp://lattes.cnpq.br/0494282486171725Neves Junior, FlávioRambo, Marcos Vinicio HaasPipa, Daniel Rodrigueshttp://lattes.cnpq.br/2898238121261272Omi, Guilherme Massaharuinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3781/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52ORIGINALCT_CPGEI_M_Omi, Guilherme Massaharu_2018.pdfCT_CPGEI_M_Omi, Guilherme Massaharu_2018.pdfapplication/pdf2587638http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3781/1/CT_CPGEI_M_Omi%2c%20Guilherme%20Massaharu_2018.pdf4ad965645c9be659219c4228a0f66518MD51TEXTCT_CPGEI_M_Omi, Guilherme Massaharu_2018.pdf.txtCT_CPGEI_M_Omi, Guilherme Massaharu_2018.pdf.txtExtracted texttext/plain137993http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3781/3/CT_CPGEI_M_Omi%2c%20Guilherme%20Massaharu_2018.pdf.txte0ed5e7ed9e069357635a669f1e20c6eMD53THUMBNAILCT_CPGEI_M_Omi, Guilherme Massaharu_2018.pdf.jpgCT_CPGEI_M_Omi, Guilherme Massaharu_2018.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1263http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3781/4/CT_CPGEI_M_Omi%2c%20Guilherme%20Massaharu_2018.pdf.jpg4af69f034010ecf2771153036ff1647bMD541/37812019-02-07 03:00:52.096oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2019-02-07T05:00:52Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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