IDENTIFICAÇÃO DE FORÇA A PARTIR DE DADOS DE VIBRAÇÃO USANDO A METODOLOGIA DE SUPERFÍCIE DE RESPOSTA EM CONJUNTO COM O ALGORITMO DE REGRESSÃO DE FLORESTA ALEATÓRIA
metodologia de superfície de resposta; identificação de força; método de elementos finitos; análise modal; análise harmônica; regressor via floresta aleatória
Em muitos projetos dinâmicos e de diagnóstico de falhas de estruturas mecânicas, é necessário o conhecimento da força externa atuante. No entanto, a medição dessas forças muitas vezes é difícil ou impossível de ser realizada e, nesse caso, um problema inverso deve ser resolvido. Este artigo propõe um método de identificação de força usando a Metodologia de Superfície de Resposta com base em Design Composto Central em conjunto com o algoritmo de Regressão de Floresta Aleatória. Esse procedimento requer, inicialmente, o modelo modal em elementos finitos da estrutura forçada. Em seguida, análises harmônicas são realizadas, variando os parâmetros de forças e, então, aplica-se a Metodologia de Superfície de Resposta para a geração de um conjunto de dados contendo os valores de amplitude, frequência e localização das forças, além dos valores de aceleração de vibração em vários pontos da estrutura. Este conjunto de dados foi utilizado para treinar e testar um modelo de Regressão de Floresta Aleatória utilizado para predizer qualquer localização, amplitude e frequência da força a ser identificada, tendo como informações somente a aquisição da vibração em determinados pontos da estrutura. Os resultados numéricos mostraram excelente precisão na identificação da força aplicada à estrutura.
Artigo Publicado no Periódico Energies, Qualis CAPES A1. Publicado em 20 de maio de 2022
Título: Force identification from vibration data using response surface and random forest
regression algorithms.
Autores: Fábio Antônio do Nascimento Setúbal , Marcus Vinicius Alves Nunes, Sérgio de Souza Custódio Filho , Newton Sure Soeiro and Alexandre Luiz Amarante Mesquita.
Energies 2022, 15, 3786. https://doi.org/10.3390/en15103786