Previsão de Propriedades Mecânicas de Materiais Compósitos por Emissão Acústica e Ferramentas de Aprendizado de Máquina (Machine Learning)

Abstract

Este trabalho teve como objetivo investigar o comportamento mecânico de materiais com diferentes condições microestruturais e estabelecer uma base experimental para a correlação entre propriedades mecânicas, emissão acústica (EA) e mecanismos de falha. O plano de atividades previa a seleção e preparação de materiais, realização de tratamentos térmicos e mecânicos, caracterização microestrutural, ensaios de tração instrumentados por EA e posterior aplicação de técnicas de aprendizado de máquina para identificação e classificação dos fenômenos associados à deformação e à falha. Durante o período da bolsa, as atividades concentraram-se na caracterização mecânica experimental, com participação do bolsista na preparação de amostras, execução de tratamentos térmicos, realização de ensaios de tração e tratamento dos dados obtidos. Parte das atividades foi desenvolvida utilizando as ligas de alumínio 2024 e 7475 em diferentes condições de tratamento térmico e espessuras, permitindo avaliar a influência da condição do material sobre sua resposta à deformação e determinar parâmetros associados à anisotropia mecânica. A etapa de monitoramento por emissão acústica não pôde ser implementada durante a vigência da bolsa devido ao atraso na disponibilização dos recursos financeiros previstos para aquisição dos sensores e componentes necessários. Consequentemente, as etapas dependentes desses sinais, incluindo processamento nos domínios do tempo e da frequência, construção do banco de dados acústicos, aplicação de algoritmos de aprendizado de máquina e correlação entre eventos acústicos e mecanismos de falha, também não puderam ser concluídas. Apesar dessa limitação, o trabalho permitiu avançar na componente mecânica do projeto, estabelecer procedimentos experimentais para preparação, tratamento e ensaio dos materiais e gerar dados que poderão ser posteriormente associados aos sinais de emissão acústica. As atividades desenvolvidas também proporcionaram ao bolsista formação em caracterização mecânica, tratamentos térmicos, análise de dados experimentais e interpretação da relação entre processamento e comportamento mecânico dos materiais.