[pt] Estruturas offshore têm demandado, em função do aumento da profundidade da lâminha de água e da severidade do ambiente, análises de vibração cada vez mais confiáveis. Em face de oscilações com grandes deslocamentos, torna-se imprescindível uma análise não linear dessas estruturas. Métodos numéricos como os elementos finitos constituem-se numa tarefa computacionalmente custosa, uma vez que os acoplamentos modais tornam necessários modelos com muitos graus de liberdade. Isso dificulta as análises paramétricas e prolonga os ciclos de projeto para estruturas offshore. Uma alternativa a esses problemas é o uso de modelos de ordem reduzida. Os modos normais não lineares têm-se mostrado uma ferramenta eficiente na derivação de modelos de ordem reduzida para análises de vibrações não lineares. Isso ocorre porque um número menor de modos não lineares, em relação aos modelos com modos lineares, é necessário para se obter o mesmo nível de precisão num modelo reduzido. Esse trabalho utiliza modelos de ordem reduzida, obtidos por meio de análise modal não linear, para o estudo de vibração de modelos simplificados de estruturas offshore. Três exemplos de aplicação são utilizados: pêndulo invertido, torre articulada e plataforma spar. Além dos métodos baseado no procedimento de Galerkin e o assintótico, um procedimento numérico alternativo é proposto para obtenção dos modos, podendo ser utilizado para construção dos modos essencialmente não lineares. As vibrações livres e forçadas são estudadas. A estabilidade das soluções é analisada utilizando-se a teoria de Floquet, diagramas de bifurcação e de Mathieu e seções de Poincaré. As seções de Poincaré são também utilizadas para identificar a multiplicidade dos modos não lineares e a existência de multimodos. Os resultados são comparados com a solução obtida da integração numérica do sistema original de equações, mostrando uma boa precisão dos modelos reduzidos. / [en] The increasing water depth and the ocean adverse environment demand more accurate vibration analysis of offshore structures. Due to large amplitude oscillations, a nonlinear vibration analysis becomes necessary. Numerical methods such as finite element constitute a computationally expensive task when applied to these problems, since the occurrence of modal coupling demands a high number of degrees-of-freedom. A feasible possibility to overcome these difficulties is the use of low order models. The nonlinear normal modes have been shown to be an effective tool in the derivation of reduced order models in nonlinear dynamics. In the use of nonlinear modal analysis fewer modes are required to achieve a given level of accuracy in comparison to the use of linear modes. This work uses the nonlinear normal modes to derive low dimensional models to study the vibration of simplified models of offshore structures. Three examples are considered: an inverted pendulum, an articulated tower and a spar platform. Both free and forced vibrations are studied. The asymptotic and Galerkin-based methods are used to derive the normal modes. In addition, an alternative numerical procedure to construct such modes is proposed, which can be used to derive coupled modes. The solution stability is determined by the use of the Floquet theory, bifurcation and Mathieu diagrams, and Poincaré sections. The Poincaré sections are also used to investigate the multiplicity of modes and multimodes. The results obtained from the numerical integration of the original system are favourably compared with those of the reduced order models, showing the accuracy of the reduced models.

[pt] A estabilidade de tensão tornou-se nos últimos anos tema de intensa pesquisa, envolvendo principalmente a identificação da natureza do problema e a busca de estratégias mais favoráveis para a operação e planejamento dos sistemas de potência. Este trabalho apresenta um relato da evolução da análise do fenômeno sendo, posteriormente descritos os detalhes de sua abordagem através da teoria das bifurcações em sistemas dinâmicos não-lineares. São caracterizados o limite de transmissão de potência à estabilidade de tensão e a geometria das trajetórias no espaço de estados em pontos de equilíbrio em suas proximidades. O estabelecimento de equivalência entre os modelos dinâmico e estático tornou possível o emprego de métodos baseados nas equações algébricas do fluxo de carga na determinação do limite de estabilidade de tensão e na avaliação do comportamento dinâmico local. Com base no algoritmo de fluxo de carga convencional, foi desenvolvido um programa computacional que emprega o método de continuação parametrizado. Os métodos de continuação permitem a obtenção do conjunto completo das soluções reais, relacionadas por um parâmetro escalar, de um sistema de equações. Mostra-se que a aplicação desses métodos em conjunto com as técnicas de análise modal resulta em uma forma eficiente para a seleção e localização de reforços visando aumentar a capacidade global de transmissão dos sistemas de potência. / [en] In the past few years voltage stabiity has become a subject of intense research involving the identification of the nature of this problem and the seek of suitable strategies for power systems operation and planning. In this work it is presented a report on the evolution in the analysis of this phenomena and it is described the details of its approach through the dynamic nonlinear systems bifurcation theory. The power transmission limit imposed by the voltage stability conditions is addressed and the geometry of the trajectories in state space considering the equilibrium points on the vicinity of this limit is deeply studied. The establishment of the equivalence conditions between the dynamic and static power system models made it possible to employ load-flow algebraic equations based methods on both the determination of the power transmission limit and the evaluation of local dynamic behaviour. A load-flow based computer program which uses the parameterized continuation method was developed. The continuation methods are widely known for providing the determination of whole set of a system s solutions which are related by a scalar parameter. In the closure, it is shown that the application of these methods, in a complementary basis with the modal analysis techniques, results in an efficient procedure to promote the choice and location of devices to improve the power system global tranmission capacity.

[pt] A Dissertação aqui apresentada descreve um acidente em um rotor de máquina de grande porte (compressor de ar) de uma fábrica de fertilizante cujas conseqüências foram perdas financeiras de alta monta tanto para a empresa quanto para o Estado, pela importância econômica onde a fábrica é situada. O objetivo da Dissertação foi simular matematicamente o acidente ocorrido e esclarecer o mesmo. Para se chegar ao diagnóstico do problema se modelou o rotor e o discretizou pelo Método de Elementos Finitos. As técnicas de investigação do problema e a sua seqüência de investigação podem ser tomadas como base em investigação de eventuais acidentes envolvendo rotores futuramente. O capítulo relativo a Análise Modal será extraído como base de apostila para curso envolvendo pessoal da área de Manutenção Mecânica. / [en] A problem related with an air compressor gave birth to the MSc Thesis. Problems related with rotative machines are usual in the industrial field. Difficulties come from the data gathering in order to analyze, and propose a theory of failure in order to explain and avoid the recurrence of such problem. Modelling a rotor with a Timoshenko beam element and the discretization by finite element method permit the dynamical analysis and the modal analysis of the rotor considering its interaction with the radial and thrust bearings (assuming stiffness and rigidity). The work is divided in seven chapters: chapter one introduces the work and gives the overview of it; chapter two describes the industrial problem; chapter three is a brief explanation of bearing types and the fundamental principle of lubrication; chapter four introduces vibration theory and modal analysis; chapter five introduces the finite element method; chapter six is the simulation of the problem, using tailor-made MATLABr programs to reconstruct the problem and to compare the test field results with the here mentioned formulation; chapter seven discusses the results and proposes future works. Appendix shows the kinetic theory and the beam deformation model used in the program and the Laval simple rotor as a limited description of the dynamic of a rotor with distributed mass, rigidity and stiffness. The aim of this work is to help understand and avoid the recurrence of the failure described and to easy the understanding of modal analysis for new engineers and technicians which will deal with rotor dynamics.

[pt] Em uma ferrovia, o veículo interage dinamicamente com a superestrutura (trilhos, palmilha e dormentes) e a subestrutura (lastro, sublastro e sub- base). O conforto dos passageiros, a vibração no solo e a freqüência dos trabalhos, de manutenção tanto dos veículos como também dos trilhos são determinadas considerando-se que todos os elementos estruturais interagem entre si. A resposta de cada componente estrutural é sensível µa pressão do eixo da roda no trilho, µas irregularidades na superfície do trilho e µa velo- cidade do trem, que está relacionada com à velocidade crítica na ferrovia (velocidade da fase mínima com que as ondas se propagam no trilho e no dormente). No projeto de uma nova ferrovia, como também na própria ava- liação das condições de trabalho de ferrovias existentes, todos os aspectos brevemente mencionados acima têm que ser levados em conta em um modelo matemático. A interação trilho-palmilha-dormente-lastro é representada por um modelo unidimensional em que os trilhos são representados por vigas de Timoshenko, assim como os dormentes; o lastro é representado por uma fundação elástica com amortecimento viscoso. A interação local entre tri- lho e dormente é simulada utilizando um elemento de treliça com rigidez e amortecimento. As propriedades mecânicas de cada componente da ferro- via são na maioria dos casos desconhecidas, principalmente as propriedades do lastro. Para cada elemento, são desenvolvidas as equações de equilíbrio entre esforços e deslocamentos. As equações de equilíbrio global são dadas por um desenvolvimento em série das matrizes de massa, rigidez e amorte- cimento em função de uma freqüência circular de vibração. O interesse final é a resposta transiente no domínio do tempo, obtida utilizando técnicas de superposição modal. Por fim, são propostos três modelos globais para a ferrovia, obtidos considerando algumas modificações no dormente. / [en] In a railway, the vehicle interacts dynamically with a track superstructure (rails, rail pad and sleepers) and sub-structure (ballast, sub-ballast, sub- grade). Passengers' comfort, environmental loading (ground vibration) and frequency of maintenance works of vehicles as well as of the track are deter- mined by the way all the structural elements interact. The response of each single structural component is sensitive to the wheel-axle pressure on the track, the effects of joint in un welded rails, the unevenness of wheel and rail, and the train speed as referred to the track critical velocity (minimum phase velocity of bending waves propagating in the track rails, supported by the ballast). An important issue is for example how the ballast will be affected when old, soft, timber sleepers and replaced by much, stiffer, pres- tressed concrete elements, and how newly introduced irregularities propa- gate along the track, among uncountable mathematical model possibilities, the presents a rail-pad-sleeper-ballast model mainly based on an assemble of Timoshenko beam elements (for the rail) including, in case of the sle- epers, elastic foundation (for the ballast) and viscous damping. The local interaction of the rail-pad-sleeper set is simulated with a bar element that includes damping. The dissertation reports on the numerical model, which relies on exact, dynamic beam and truss elements derived on a variational basis for the frequency-domain analysis. The model enable the assessment of the vibration characteristics of a rail track, the inverse evaluation of se- veral mechanical properties of the structural components and eventually, if everything goes well, the assessment of a dynamic behavior of the rail track actual service load. Theoretical basis for transient analysis is the advanced mode superposition technique. Finally, are proposed three global models for the railway, obtained considering some modifications in the sleeper.

[pt] Os objetivos deste trabalho são três: O primeiro é fazer uma revisão sucinta da teoria de sistemas lineares e de estimação de parâmetros que é usada nos problemas de estruturas mecânicas; o segundo consiste no estudo do algoritmo ERA (Eigensystem Realization Algorithm) que fornece uma realização mínima, usando os sinais de entrada (forças, momentos, impulsos) e saída (acelerações); e o terceiro objetivo é desenvolver algumas aplicações tanto numéricas quanto experimentais. Assim, é realizado um estudo dos sistemas dinâmicos determinísticos e estocásticos para fornecer alguns conhecimentos básicos. Da mesma forma, são apresentados características e propriedades dos estimadores Bayesianos,de máxima verossimilhança e de quadrados mínimos. Com esta base, o algoritmo ERA e o algoritmo alternativo chamado ERA/OKID (Observer Kalman Filter Identication) são descritos. Como o uso de um observador faz com que o problema tenha uma estrutura estatística, o que permite ao estimador trabalhar com ruído, foi estudado o comportamento de ERA e ERA/OKID aplicados numa treliça bidimensional afetada por diferentes níveis de ruído. A última parte deste trabalho corresponde as aplicações, que estão divididas em parte experimental e parte numérica: Na parte experimental, foram gerados dois conjuntos de dados a partir de dois experimentos. Em cada um deles, uma treliça tridimensional foi excitada por uma força randômica e foram medidas as acelerações em dois pontos da estrutura. Com um dos conjuntos de dados, identificou-se um modelo de espaço de estado de ordem mínima, usando ERA e ERA/OKID. Compararam-se os sinais de saída gerados pelo modelo identificado e pela estrutura real para cada um dos sinais de entrada. A idéia é obter um modelo de espaço de estado de ordem mínima sem ter que fazer uma modelagem matemática previa. Na parte numérica é feita uma aplicação do algoritmo RSS (Remote Sensor System) usando um sistema de massas, molas e amortecedores. Este algoritmo, proposto em [42] é famoso porque foi usado para identificar se ocorria algum dano na estação espacial MIR depois de cada processo de acoplamento. No processo de identicação do algoritmo RSS, foram usados ERA e ERA/OKID. / [en] The aims of this work are three: First, to make a brief review of linear system and estimation theory used in mechanical structure problems. Second, to study an algorithm called ERA (Eigensystem Realization Algorithm) that provides a minimal realization using the input (forces, moments, impulses) and output signals (accelerations). Third, to develop some numerical and experimental applications. To achieve these goals, a study of deterministic and stochastic linear systems is performed in order to provide some basic insights. In the same way, characteristics and properties of the Bayesian, maximum likelihood and least square estimators are presented. With this background, the original ERA and an alternative algorithm called ERA/OKID (Observer Kalman Filter Identification) are described. Since the use of an observer gives a system a statistical framework that allows the estimators to deal with noise, the behavior of ERA and ERA/OKID when applied to a bidimensional truss a®ected by di®erent levels of noise is studied . The last part of this work is concerned with the applications. That consist of an experimental and a numerical part: In the first part, two sets of data are generated by performing two experiments. In each one, a tridimensional truss was excited by a randomic force and the accelerations of two points of the structure were measured. With one set of data, it is found a state space model of minimal order using ERA and ERA/OKID. Comparisons are made between the output signals generated by the identified model and the real truss for each input signal. The goal is to achieve a state space model of minimal order without performing any mathematical model process. In the second part, it is performed an application of the RSS (Remote Sensor System) algorithm using a damped mass-spring system. This algorithm, proposed in [42] is famous because it was used to identify whether the MIR space station was damaged after a docking process. In the identification stage of the RSS algorithm, ERA and ERA/OKID is used. / [es] Los objetivos de este trabajo son tres: El primero es hacer una revisión sucinta de la teoría de sistemas lineales y de estimación de parámetros que se utiliza en los problemas de extructuras mecánicas; el segundo consiste en el estudio del algoritmo ERA (Eigensysten Realization Algorithm) que obtiene una realización mínima, usando señales de entrada (fuerzas, momentos, impulsos) y salida (aceleraciones); y el tercer objetivo es dearrollar algunas aplicaciones tanto numéricas como experimentales. Se realiza un estudio de los sistemas dinámicos determinísticos y estocásticos para discutir algunos conocimentos básicos. De la misma forma, son presentados características y propriedades de los estimadores Bayesianos,de máxima verosimilitud y de mínimos cuadrados. Con esta base, se describen los algoritmos ERA y el algoritmo alternativo llamado ERA/OKID (Observer Kalman Filter Identication). Como el uso de un observador hace con que el problema tenga una extructura estadística, que permite al estimador trabajar con ruido, se estudio el comportamento de ERA y ERA/OKID aplicados en una celosía bidimensional afectada por diferentes nívelesde ruido. La última parte de este trabajo corresponde a las aplicaciones, que están divididas en parte experimental y parte numérica: En la parte experimental, fueron generados dos conjuntos de datos a partir de dos experimentos. En cada un deles, se aplicó una fuerza randómica a una celosía tridimensional y posteriormente se midieron las aceleraciones en dos puntos de la extructura. Con uno de los conjuntos de datos, se identificó un modelo de espacio de estado de orden mínima, usando ERA y ERA/OKID. Se compararon los señales de salida generados por el modelo identificado y por la extructura real para cada uno de los señales de entrada. La idea es obtener un modelo de espacio de estado de orden mínima sin tener que hacer una modelaje matemática previa. En la parte numérica se aplica el algoritmo RS (Remote Sensor System) usando un sistema de masas, molas y amortecedores. Este algoritmo, proposto en [42] es famoso porque fue utilizado para identificar si ocurría algun daño en la estación espacial MIR después de cada proceso de acoplamiento. En el proceso de identicación del algoritmo RS, fueron usados ERA y ERA/OKID.

[pt] Nas últimas décadas, perfis pultrudados de polímeros reforçados com fibra (PRF) vêm despertando grande interesse na indústria civil devido a sua alta relação entre resistência e peso e sua aplicabilidade em ambientes agressivos. Apesar de apresentar grande resistência às intempéries, a degradação dos PRF foi notada após anos de exposição em campo. A utilização de ensaios não destrutivos (END) se mostra como uma boa alternativa para avaliar a integridade deste material, havendo especial interesse para controle de qualidade de baixo custo em campo. Dessa forma, este trabalho utilizou ensaios de vibração livre com duas técnicas de excitação por impulso para detectar danos em polímeros reforçados com fibra de vidro envelhecidos em câmaras com elevada temperatura, umidade e salinidade. Através da avaliação das frequências naturais e amortecimentos, foi observado o impacto das condições ambientais na integridade do material, resultado corroborado pela variação das propriedades elásticas obtidas através da resposta dinâmica acústica. / [en] In the last decades, pultruded profiles of fiber-reinforced polymers (FRP) have been attracting great interest in the civil industry due to their high strength-to-weight ratio and their applicability in aggressive environments. Despite showing great resistance to weathering, the degradation of FRP was noticed after years of exposure in the field. The use of non-destructive techniques (NDT) has been shown to be a good alternative to evaluate the integrity of this material, with special interest for low-cost quality control in the field. Thus, this work used free vibration tests with two impulse excitation techniques to detect damage in glass fiber reinforced polymers aged in chambers with high temperature, humidity and salinity. Through the evaluation of natural frequencies and damping, the impact of environmental conditions on the integrity of the material was observed, a result corroborated by the variation of elastic properties obtained through the acoustic dynamic response.

[pt] Uma técnica bem conhecida para resolver problemas dependentes do tempo é a formulação, desses problemas, no domínio da frequência por meio da transformada de Laplace ou Fourier, com as consequêntes expressões apropriadas desses resultados utilizando inversões numéricas. Embora de fácil implementação, tais inversões numéricas, são computacionalmente dispendiosas quando resultados mais exatos são desejados e suscetíveis a instabilidades num´ericas. Para problemas de tipo difusão, o algoritmo de Gaver-Stehfest parece ser satisfatório. Problemas gerais de dinâmica demandam algoritmos mais robustos, usualmente baseados em expansões em séries de Fourier tal como foi proposto inicialmente por Dubner e Abate. Algoritmos de outros tipos já são implementados em softwares matemáticos tais como Matlab e Mathematica. A livraria de Fortran possui um algoritmo proposto por Crump e aperfei¸coado por de Hoog e colegas. Mais recentemente, foi proposto resolver problemas transientes de potencial e elasticidade pelo uso de uma técnica avançada de superposição modal que é aplicado a modelos de elementos finitos e elementos de contorno baseados em equilíbrio. O método começa com a formulação no domínio da frequência a qual leva a uma matriz de rigidez efetiva, simétrica-complexa (quando amortecimento viscoso é considerado), expressa como uma série de potências de frequência com matrizes generalizadas de rigidez, amortecimento e massa. Após a solução do problema de autovalor não linear associado, obtém-se uma solução modal avançada do problema, a qual permite uma rápida solução no domínio do tempo obtendo as expressões imediatamente de qualquer resultado de interesse. O objetivo deste trabalho é comparar o desempenho computacional da técnica de superposição modal avançada com as técnicas baseadas em transformadas inversas numéricas de Laplace como aplicações a problemas generais de grande porte. A bibliografia relevante é revista e as principais diferenças conceituais desses métodos são brevemente tratados. Todos os algoritmos são implementados em Fortran com o intuito de garantir uma base comum de comparação. Alguns resultados iniciais são mostrados, conclusões mais definitivas so poderão ser obtidas após uma grande série de simulações numéricas. / [en] An established technique to solve time-dependent problems is the formulation of a complete frequency-domain analysis via Laplace or Fourier transforms, with subsequent ad hoc expression of results by numerical inversion. Although usually easy to implement, such a transform inversion is computationally intensive, if accurate results are desired, and liable to numerical instabilities. For diffusion-type problems, the Gaver-Stehfest algorithm seems well suited. General dynamics problems demand more robust algorithms usually based on Fourier series expansions, as firstly proposed by Dubner and Abate. Algorithms of either kind are already implemented in mathematical languages such as Matlab and Mathematica. The Fortran library has a Fourier-series algorithm proposed by Crump and improved by de Hoog et al. More recently, it has been proposed to solve transient problems of potential and elasticity by using an advanced mode superposition technique that applies to equilibrium-based finite element and boundary element models. One starts with a frequency-domain formulation that leads to a complex-symmetric (if viscous damping is included), effective stiffness matrix expressed as a frequency power series with generalized stiffness, dumping and mass matrices. After solution of the associated complex-symmetric, non-linear eigenvalue problem, one arrives at an advanced modal solution of the problem, which leads to the straightforward solution in the time domain and the immediate expression of any results of interest. Aim of the present research work is to compare the computational efficiency of the proposed advanced modal analysis with the techniques based on numerical inverse transforms, as applied to general, large scale problems. The relevant literature is reviewed and the main conceptual differences of the investigated methods are briefly outlined. All algorithms are implemented in Fortran so as to assure a common basis of comparison. Some initial results are displayed, as more definitive conclusions can only be expected after a large series of numerical simulations.

[pt] O Bambu é classificado como Bambusoideae ou como Bambusaceae que pode ser encontrado em abundância especialmente em regiões tropicais e subtropicais. Estudos mostraram que a relação resistência à tração e peso específico do bambu é 2.73 vezes maior que do aço com a vantagem de ter um baixo consumo de energia e baixo custo em sua produção, além de ser um material renovável e ecológico. O bambu é utilizado nas construções civis por séculos, especialmente em regiões sujeitas aos abalos sísmicos. Essas construções, como as obras construídas na América Latina e Taj Mahal, na Índia, mostram que o bambu possui boa resistência às cargas sísmicas; mesmo com essas evidências, muitas vezes citadas na literatura cientifica disponível, não encontramos estudos sobre o comportamento dinâmico do bambu nas obras de engenharia. No Brasil, o bambu é encontrado com abundância em quase todo território nacional, são muito reduzidos os estudos sobre suas propriedades e metodologia para emprego; quanto às propriedades dinâmicas praticamente sem referências. / [en] The Bamboo is classidied as Bambusoideae or as Bambusaeceae that can be fond in abundance in tropical and sub-tropical contries. Studies had shown that the relation tensile stregth and specific weight of the bamboo is 2.73 greater that of the steel with the advantage to have a low consumption of energy and low cost in its production, besides being a renewable and ecological material. The bamboo is used in the civil constructions per centuries, especially in earthquake regions. These constructions, as constructed in America Latina and Taj Mahal, in India, show that the bamboo possess good resistance to seismic loads; exactly with this fact many times cited in available scientific literature do not find studies on the dynamic behavior of the bamboo. In Brazil, the bamboo is found with abundance in almost all domestic territory, very is reduced the studies on its properties and methodology for job; how much to the dynamic properties practically without Reference.

[pt] Análise modal consiste na caracterização de um sistema através dos seus parâmetros modais. Quando a principal excitação é causada pelo ambiente em que o sistema está inserido, essa caracterização é definida como análise modal operacional (OMA). Nestes casos, os forçamentos não são conhecidos (mensuráveis) e apenas as respostas são monitoradas. Por terem natureza aleatória, esses sinais precisam ser incorporados ao modelo numérico através de processos estocásticos. O principal objetivo desta dissertação consiste em descrever as técnicas de identificação em OMA. Para isso, duas vertentes foram criadas, uma teórica e outra experimental. Na parte teórica, as hipóteses necessárias para a identificação de um sistema por OMA são apresentadas. Uma análise dos erros causados por sinais ruidosos também é feita, permitindo que a sensibilidade dos métodos seja avaliada. Além de contemplar os principais métodos de identificação, dois novos métodos são propostos. Ambos foram desenvolvidos a partir da Decomposição Ortogonal Própria (POD) e combinam uma eficiência computacional com a possibilidade de quantificar as incertezas dos parâmetros. Na vertente experimental, o objetivo é ilustrar e validar a identificação de estruturas. Para isso, três diferentes bancadas foram criadas: um prédio de dois andares, uma pá eólica e uma ponte suspensa. Após a construção, essas estruturas foram devidamente instrumentadas por diferentes sensores. Um sistema de aquisição dados foi montado através de hardwares comerciais e analisados através de uma interfase gráfica desenvolvida especialmente para OMA pelo Laboratório de Vibrações. / [en] Modal analysis consists in the characterization of a system through its modal parameters. When the main excitation source is the system s environment, this characterization is defined as operational modal analysis (OMA). On those cases, the forces are unknown (not measured) and only the responses are monitored. Because of there random nature, those signals are incorporated into the numerical model as stochastic processes. The main goal of this dissertation is to describe the identification techniques in OMA. Therefore, two different approaches were created: a theoretical one and an experimental one. In the theoretical part, the required hypotheses for system s identification with OMA are presented. An analysis of the errors caused by noisy signals are also performed, allowing the method s sensibility to be evaluated. Besides the standard identification methods, two new ones are proposed. They both has been developed as extension of the Proper Orthogonal Decomposition (POD) and combine an efficient computational process with the possibility of quantify the parameters uncertainties. In the experimental approach, the goal is to illustrate and validate the identification of structures. Therefore, three different test bench were created: a two floor building, a wind turbine blade and a cable-stayed bridge. After their construction, those structures were proper instrumented with different sensors. A data acquisition system were built using commercial hardwares and analyzed through a graphic interface specially made for OMA and developed in the vibration laboratory.

[pt] O método híbrido dos elementos finitos, proposto por Pian com base no potencial de Hellinger-Reissner, estabeleceu um novo paradigma entre as formulações de discretização numérica de um problema de elasticidade. Uma proposta feita por Przemieniecki – para a análise generalizada de vibração livre de elementos de treliça e de viga – foi incorporada por Dumont aos métodos híbridos dos elementos finitos e de contorno e generalizada ainda mais para a análise de problemas dependentes do tempo em termos de um procedimento de superposição modal avançado, que se baseia na resolução de um problema não linear de autovalores e que permite levar em conta de maneira adequada condições iniciais gerais de contorno, assim como ações de domínio. O presente trabalho apresenta as principais características do desenvolvimento feito por Dumont para aplicação específica a estruturas aporticadas e investiga diversos exemplos disponíveis na literatura de dinâmica estrutural clássica para mostrar que muitos resultados apresentados são bastante imprecisos pela falta de um cuidadoso estudo de convergência. / [en] The hybrid finite element method, proposed by Pian on the basis of the Hellinger-Reissner potential, has proved itself a conceptual breakthrough among the discretization formulations. A proposition made by Przemieniecki – for the generalized free vibration analysis of truss and beam elements – was incorporated into the hybrid finite/boundary element method developed by Dumont and extended to the analysis of time-dependent problems by making use of an advanced mode superposition procedure that is based on a nonlinear eigenvalue analysis and adequately takes into account general initial conditions as well as general body actions. This work presents all the features of the formulation as applied to frame structures and assesses several examples available in the technical literature to show that remarkable improvements may be achieved – and actually should be taken into account – with the proposed formulation when compared to the classical structural dynamics.