Influencia del efecto breathing en la identificación de fisuras en vigas de paredes delgadas

Abstract

La presencia de fisuras que pueden abrirse o cerrarse debido al movimiento genera en estructuras sometidas a cargas cíclicas un cambio en la rigidez dependiente del tiempo. Puede considerarse a grandes rasgos que este tipo de fisura no lineal se comporta en parte como una fisura completamente abierta, y en parte como si no hubiese fisura presente. En consecuencia, la configuración de una estructura es más rígida con una fisura no lineal que con una fisura completamente abierta o lineal. A su vez, los efectos no lineales de la fisura se traducen en resonancias armónicas que pueden incrementar los desplazamientos en ciertas zonas del espectro de frecuencias. En investigaciones previas se ha demostrado que este efecto de cerramiento, conocido como efecto breathing, genera importantes consecuencias en el comportamiento dinámico de vigas de paredes delgadas. Asimismo, este efecto debe influenciar el proceso de identificación de los parámetros inherentes a la fisura, como su ubicación y su severidad. Dicha influencia se estudia en el presente artículo mediante la resolución del problema inverso de identificación, empleando enfoques de fisura lineal y no lineal por separado y comparando luego los resultados obtenidos. Para el tratamiento del problema directo, se emplea un modelo unidimensional introducido por los autores. Se utilizan como indicadores de daño desplazamientos medidos de la historia temporal. Estos indicadores se obtienen a partir de un modelo de elementos finitos de mayor jerarquía (tridimensional), en el que el efecto breathing se considera como un problema de contacto. Los indicadores consideran la presencia de ruido de medición, tanto aleatorio como sistemático.