Apresentam-se modelos matemáticos de poucos graus de liberdade para o estudo de vibrações estruturais não lineares excitadas por fonte não-ideal de energia, amortecidas por impacto, para duas aplicações: um pórtico que serve de apoio para um motor elétrico e uma torre de suporte a uma turbina eólica. Considera-se a existência de interação entre o fornecimento de energia e o movimento da estrutura de suporte. Se a potência fornecida pela fonte de energia não é suficiente, a rotação do rotor pode ficar estagnada à freqüência de ressonância da estrutura, impossibilitando o mesmo de alcançar regimes de rotação mais altos. Isso é uma manifestação do chamado Efeito Sommerfeld. No primeiro modelo, somente dois graus de liberdade são considerados: o movimento horizontal da estrutura, na direção perpendicular ao eixo do rotor, e a rotação do rotor. Depois, adiciona-se outro grau de liberdade, representando o movimento de uma pequena massa que se desloca livremente dentro de uma câmara (amortecedor por impacto). As equações de movimento desses modelos são obtidas via formulação Lagrangiana. Por intermédio de simulações numéricas, procurou-se estudar os parâmetros do amortecedor por impacto que produzem a melhor eficiência do dispositivo. Nota-se que o impacto da massa com as paredes do recipiente fornece controle da amplitude de vibração da estrutura e da largura da banda de freqüências em que o Efeito Sommerfeld ocorre. / We present mathematical models with few degrees of freedom for the study of nonlinear structural vibrations excited by a non ideal energy source, with impact damping, for two applications: a portal frame that supports an electric motor and a tower structure supporting an aeolian turbine. We consider that there is interaction between the energy supply and the motion of the supporting structure. If the power supplied by the energy source is not enough, the rotation of the engine may get stuck at a resonance frequency of the structure, disabling the engine to reach higher regimes of rotation. This is a manifestation of the so-called Sommerfeld Effect. In the first model, only two degrees of freedom are considered: the horizontal motion of the structure, in the transverse direction to the axis of the rotor, and the rotation of the rotor. Next, another degree of freedom is added to the model, representing the motion of a rolling small mass, free to bounce back and forth inside a chamber (impact damper). The equations of motion of these models are obtained via a Lagrangian approach. The parameters that produce the greatest effectiveness of the impact damper were studied through numerical simulations. One notices that the impact of the mass with the walls of the container supplies control of the vibration amplitude of the structure and the width of the band of frequencies where the Sommerfeld Effect occurs.

A dinâmica do mundo moderno em que a competitividade é a palavra de ordem tem forçado as organizações a se estruturarem no sentido de elaborar Planos Estratégicos de Tecnologia que contemplem a criação de projetos de pesquisa e inovação no curto, médio e longo prazos. Nesse contexto, cabe ao Gestor de Tecnologia administrar e alocar os recursos financeiros limitados da organização em iniciativas que proporcionem oportunidades de introduzir no mercado inovações que agreguem valor seja em termos financeiros, seja para a sustentabilidade e imagem da empresa. No passado, os Planos Estratégicos de Tecnologia baseados na experiência e na intuição dos Gestores de Tecnologia e da Alta Administração das empresas produziram bons resultados, porém em mercados dinâmicos e interconectados globalmente não há margem para erros, sob pena de comprometer a continuidade do negócio. Faz-se necessário utilizar metodologias que permitam ao Gestor de Tecnologia ponderar os riscos e as possibilidades de sucesso na implementação de programas de Inovação Tecnológica e foi essa reflexão que impeliu este autor a estabelecer os seguintes objetivos para este projeto de pesquisa: a) Identificar e aplicar uma metodologia de análise e prospecção tecnológica utilizando um conjunto de ferramentas tais como Análise Morfológica, Método Delphi, Matrizes de Decisão e \'Technological Roadmapping\' que permitam a elaboração de um Mapa Tecnológico (roadmap) aplicado a um escopo tecnológico específico e que também sirvam como um roteiro de trabalho para outros ramos da tecnologia; b) Apresentar ao leitor as lições aprendidas (acertos e erros) no processo de pesquisa bem como recomendações para o uso dessas técnicas e sugestões para estudos futuros. Escolheu-se como tema desta pesquisa-ação um produto específico da empresa Magneti Marelli Cofap, na qual o autor deste trabalho exerce a função de Gestor de Inovação, a saber, o Amortecedor Estrutural. A composição das Metodologias acima gerou um rico acervo de dados que, com a aplicação da metodologia implementada, gerou um roadmap tecnológico para redução de peso no amortecedor estrutural. Apresentaram-se também os acertos e erros observados no processo de pesquisa, bem como sugestões de melhoria para estudos futuros, que se constitui de material com grande valor acadêmico e gerencial, uma vez que a metodologia desenvolvida pode ser aplicada integral ou parcialmente em qualquer campo da tecnologia. / Modern world dynamics in which competitivity is the key word has forced organizations to structure themselves in a way to elaborate Strategic Technology Plans which consider the creation of research and innovation projects in short, medium and long terms. In this context it is up to Technology Manager to administrate and allocate the organization\'s limited financial resources in initiatives which enable opportunities to introduce innovations in the market which could add value either in financial terms and or for sustainability and Company\'s image. In the past Technology Strategic Plans which were based on Innovation Managers and Top Administration experience and intuition have produced good results, but in dynamic and globally interconnected markets there is no margin for mistakes under the penalty to compromise business continuity. There is a need to use Methodologies which enable the Technology Manager to balance the risks and success possibilities when implementing Technology Innovation programs and this reflection impelled the author to establish the following objectives for this research: a) Identify and apply Technological and Forecast analysis methodologies using a range of tools like Morphological Analysis, Delphi Method, Decision Matrix and Technological Road mapping which could allow the elaboration of Technological Roadmap applied to a specific technological scope and that could serve as well as a work routine for other technology branches.; b) Show to the reader the lessons learned in this research\'s process (right points and mistakes) as well as recommendations for this techniques use and suggestions for future studies. A specific product from Magneti Marelli in which this research\'s author works as Innovation Manager has been chosen as a theme for this action researches, that is, the Strut. The abovementioned methodologies composition has generated a rich data bank. The methodology implementation over these data generated a Technological Roadmap aiming to reduce weight in Struts. The right points and mistakes observed during research process have been shown as well suggestions for future studies. This is considered a material with a great academic and managerial value since the developed methodology can be applied total or partially in any technology field.

Orientador: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Banca: Marcio Antonio Bazani / Banca: Andre Luiz Andreoli / Resumo: Quatro configurações de circuito elétrico são estudadas como opções de ligação em dispositivos eletromecânicos: puramente resistivo, RL em série, RLC em série e RLC em série com indutância de variação não linear. Respostas em frequência, diagramas de bifurcação, históricos no tempo, planos de fase, mapas de Poincaré e espectros de frequência são utilizados nas análises. Os três circuitos lineares explorados na dissertação revelam algumas diferenças em termos da transmissibilidade de deslocamento. O sistema com circuito puramente resistivo tem as mesmas características de um sistema puramente mecânico e viscosamente amortecido, mas a resistência elétrica e o fator de amortecimento viscoso se relacionam de forma inversamente proporcional. As respostas dos circuitos RL e RLC, ambos em série, apresentam aspectos mais comportados. A principal diferença entre os sistemas com circuitos RL e RLC em série está principalmente na transmissibilidade para baixas frequências. Embora com uma pequena diferença, a transmissibilidade do sistema com circuito RLC é menor do que a do sistema com circuito RL, para baixas frequências. Para o sistema não linear, nas respostas em frequência e diagramas de bifurcação percebem-se regiões de resposta desordenada para valores baixos de resistência elétrica em determinadas faixas de frequência. Com a análise das respostas, notam-se as presenças dos comportamentos dinâmicos periódico, quasi-periódico e caótico. Para valores baixos de resistência elétrica, ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Four configurations of electrical circuit are studied as options of electromechanical devices: purely resistive, RL in series, RLC in series e RLC in series with nonlinear inductance. Frequency responses, bifurcation diagrams, time series, phase plane, Poincaré maps and frequency spectrum are used in analysis. The three linear circuits explored in this dissertation reveal some differences in terms of displacement transmissibility. The system with purely resistive circuit has the same characteristics of a purely viscous damped, but the electrical resistance and the damping factor are inversely proportional. Responses of circuits RL and RLC, both in series, present behaving aspects. The main difference between the systems with RL and RLC circuits is related to the transmissibility for low frequencies. Although with a small difference, the transmissibility of RLC circuit system is smaller than the RL circuit system, for low frequencies. For the nonlinear system, it is possible to perceive disordered response regions for small values of electrical resistance on certain frequency bands. After response analisys, it is noted the presence of periodic, quasi-periodic and chaotic behaviors. For small values of electrical resistance, the choice of capacitance value is very important to determine the type of the dynamic behavior. Small differences of the capacitance values mean significant changes in the system dynamics. It is not rare that even inside the tolerance of electrical compone... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marcos Silveira / Banca: Paulo José Paupitz Gonçalves / Banca: Fabricio Cesar Lobato de Almeida / Banca: Angelo Marcelo Tusset / Banca: Maíra Martins da Silva / Resumo: O objetivo desse trabalho é realizar um estudo do comportamento dinâmico de sistemas de suspensão veicular que empregam amortecimento assimétrico incluindo não linearidade geométrica, com foco na melhoria do conforto para os passageiros, considerando o perfil da estrada harmônico e estocástico. Os veículos terrestres estão sujeitos às vibrações induzidas pela superfície em que se deslocam e o conforto para os passageiros e o contato entre a estrada e o pneu depende desses fatores. Na prática, os veículos precisam ser equipados com sistemas de suspensão para minimizar os efeitos das imperfeições da estrada, aumentando o seu conforto. Nesse contexto, a eficácia do sistema de suspensão pode ser avaliada observando a aceleração da massa suspensa, que está relacionada diretamente com o nível de conforto para os passageiros. O perfil vertical da estrada pode ser representado de diferentes formas e um perfil harmônico simples ou um perfil estocástico realista pode ser utilizado dependendo do objetivo. A norma ISO 8608:1995 especifica um método uniforme para caracterizar o perfil das ruas, rodovias e estradas não pavimentadas baseado na densidade espectral de potência. O perfil da estrada pode ser classificado dentro de uma classe de rugosidade de A a H, onde A representa uma estrada muito boa e H uma estrada muito acidentada. Neste trabalho, é apresentada a modelagem do perfil da estrada de acordo com a ISO 8608:1995 para diferentes classes de rugosidade. O perfil vertical é aproxim... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this work is to perform a study of the dynamic behavior of vehicle suspension systems that employ asymmetrical damping including geometrical nonlinearity, focusing on the improvement of comfort for the passenger, considering harmonic and stochastic road profiles. Ground vehicles are subject to the vibration induced by the surface on which they are moving and the passenger comfort and road-tire contact depend on these factors. In practice, vehicles need to be equipped with suspension systems to minimize the effects of road imperfections, increasing their comfort. In this context, the effectiveness of the suspension system can be measured by observing the acceleration of the sprung mass, which is directly related to the comfort level for the passengers. The vertical profile of the road can be represented in different ways and a simple harmonic or a realistic stochastic profile can be used depending on the purpose. ISO 8608:1995 specifies a uniform method for characterizing the profile of streets, highways and unpaved roads based on power spectral density. The road profile can be classified within a roughness class from A to H, where A represents a very good road and there is a very rough road. This work presents the modeling of the road profile according to ISO 8608:1995 for different roughness classes. The vertical profile is approximated by a harmonic function with overlap in the wavenumber and the phase angle is generated randomly. The classic quarter-car mo... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

[pt] A crescente demanda de óleo observada nas últimas décadas tem motivado as indústrias de petróleo a explorarem novas reservas em águas cada vez mais profundas, o que representa um maior desafio operacional, de segurança e econômico. Nesse novo cenário, as condições ambientais se tornam mais severas, conferindo às unidades flutuantes movimentos de amplitude cada vez maiores. Em consequência, os risers, que são os principais componentes responsáveis pelo transporte de óleo desde o reservatório até as unidades flutuantes, passam a ser solicitados de forma mais intensa. Um grande desafio tem sido colocado para as indústrias de petróleo no sentido de desenvolverem configurações para os risers capazes de reduzir os efeitos dinâmicos que lhes são impostos e, consequentemente, viabilizarem o seu uso em águas profundas e ultraprofundas. Configurações do tipo Lazy-S, Pliant-Wave, entre outras, têm sido propostas, porém, além de complexas, demandam muita logística e apresentam elevados custos para a sua implantação. Esta dissertação propõe uma solução alternativa que consiste no estudo de configurações ótimas de risers em catenária utilizando amortecedores hidrodinâmicos. As dimensões e o posicionamento desses amortecedores são obtidos por meio de técnicas de otimização multiobjetivo, buscando-se minimizar os efeitos provocados pelas ondas de compressão ao longo dos risers e os custos envolvidos na utilização desses amortecedores, respeitando-se algumas restrições geométricas. O processo de otimização é realizado por meio do algoritmo genético NSGA-II, disponível no programa modeFRONTIER. O equilíbrio dinâmico dos risers, verificado em cada passo da otimização, é obtido por meio do programa Anflex. Exemplos representativos são utilizados para demonstrar a eficiência e a viabilidade da utilização da metodologia proposta. / [en] The growing demand for oil, observed in recent decades has motivated the oil industry to exploit new oil reserves in ever-deeper waters, representing a greater operational challenge, security and economic. In this new scenario, the environmental conditions become more severe, causing the floating units movements with increasing amplitude. Consequently, the risers, which are the main components responsible for the transport of oil from the reservoir to the floating units, shall be requested more intensely. The oil industry confronts a major challenge in order to develop riser configurations that can reduce the dynamic effects that are imposed on it and hence to enable its use in deep and ultra-deep waters. Lazy-S, Pliant-Wave, among others riser configurations, have been proposed, however, besides complex, require a lot of logistics and have high costs for their deployment. This thesis proposes an alternative solution that consists of the study of optimum catenary risers configurations using hydrodynamic dampers. The dimensions and placement of these dampers are obtained by means of multi-objective optimization techniques seeking to minimize the effects caused by compression waves over the risers and the costs involved in using these dampers, fullfilling certain geometric constraints. The optimization process is performed by the genetic algorithm NSGA-II, available at modeFRONTIER program. The dynamic equilibrium of risers, evaluated at each step of the optimization is obtained through Anflex program. Representative examples are used to demonstrate the efficiency and feasibility of using the proposed methodology.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-25T13:05:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Resposta e controle das vibrações de uma torre eólica usando MR-TLCD (magneto reológico-amortecedor de coluna liquida sintonizada).pdf: 11585143 bytes, checksum: 5e1cc7e29c5d0f247a939325b0a384fe (MD5) / Approved for entry into archive by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-25T13:06:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Resposta e controle das vibrações de uma torre eólica usando MR-TLCD (magneto reológico-amortecedor de coluna liquida sintonizada).pdf: 11585143 bytes, checksum: 5e1cc7e29c5d0f247a939325b0a384fe (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-25T13:06:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Resposta e controle das vibrações de uma torre eólica usando MR-TLCD (magneto reológico-amortecedor de coluna liquida sintonizada).pdf: 11585143 bytes, checksum: 5e1cc7e29c5d0f247a939325b0a384fe (MD5) Previous issue date: 2014-08-25 / As torres eólicas são estruturas esbeltas projetadas para resistir a efeitos dinâmicos da ação do vento. Uma vez excitada, a torre pode entrar em ressonância ocasionando ruptura e falhas em sua estrutura, pás e rotores. Além de evitar possíveis falhas catastróficas, o sistema de amortecimento pode prevenir fadiga prematura de componentes estruturais da torre, entre eles, o gerador e as pás. A presença de amortecimento limita a amplitude de vibração quando o sistema, que sofre vibração forçada, aproxima-se da ressonância. Dentro desse contexto, foi elaborado um modelo numérico de uma torre eólica que determina a resposta da mesma sob uma excitação forçada. A excitação se deu por meio de um motor de corrente contínua desbalanceado, localizado no topo da torre. A estrutura analisada é composta por uma coluna metálica com um motor elétrico de corrente contínua desbalanceado e acoplado a um amortecedor do tipo MR-TLCD (Tuned Liquid Column Dampers with magnetorheological). Neste trabalho, foi utilizado um amortecedor semiativo, no qual consiste de um tubo em formato de ‘U’ e utiliza o fluido magneto-reológico, onde este impede o movimento de grandes amplitudes sujeito à ação de forças externas. No MR-TLCD é possível diminuir a energia cinética do fluido através da válvula de controle. O Magneto Reológico, quando submetido a um campo magnético, aumenta significativamente a sua viscosidade aparente. A equação de movimento do sistema acoplado entre a torre, motor elétrico e MRTLCD foi formulado através das equações de Lagrange. Nesta dissertação, apresentam-se as respostas dinâmicas regulares e caóticas de uma torre eólica com um amortecedor do tipo MR-TLCD através do método numérico da dinâmica não linear, utilizando-se da série temporal, do retrato de fase, do espectro de Fourier (FFT) e das curvas de ressonância. Com ensaios experimentais foram obtidos os valores dos parâmetros das configurações físicas e geométricas da estrutura a serem utilizados nas experiências numéricas. / The wind towers are slender structures designed to handle the dynamic effects of wind action. A once excited, the tower can resonate causing rupture and failures in structure, blades and rotors. Besides preventing possible catastrophic failure the damping system could prevent premature fatigue in structural components of the tower between them the rotor and blades. The presence of damping vibration is limited when the system suffer forced vibration approaches of the resonance. In this context was developed a numerical model of a wind tower which determines the response of the structure under a forced excitation. The excitation was done by a dc motor unbalanced situated on the top of the tower. The structure consists of a metallic column with an electric unbalanced dc motor attached to a MR-TLCD damper. This dissertation was presented a Semi-active damper in which consists in U-tube format using magneto rheological fluid (Tuned Liquid Column Dampers with magneto rheological, MR-TLCD). The fluid existing inside the U-tube prevents the movement of large amplitude subject to the actions of external loads. In MR-TLCD is possible to reduce the kinetic energy of the fluid through the control valve. The fluid used in this work, when exposed in a magnetic field significantly increases its apparent viscosity. The motion equation of coupled system between the tower, electric motor and MRTLCD was formulated using the Lagrange equations. This dissertation was presented the regular and chaotic dynamic of a tower using a MR-TLCD damper through the numerical method of nonlinear dynamics, utilizing a time series, phase portrait, Fourier spectrum (FFT) and resonance curves. The characteristic of experimental model was used for developed the numerical model. Also the free vibration tests were utilized for determine the structural parameters of the system.

Made available in DSpace on 2016-04-01T17:54:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-18. Added 1 bitstream(s) on 2016-04-01T18:00:22Z : No. of bitstreams: 1 000563860.pdf: 2622089 bytes, checksum: e07ff1d0d497a33adaec5ce6119b0e03 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta dissertação faz-se a análise da dinâmica não-linear de um sistema que possui preso a ele um motor de corrente contínua com potência limitada, onde são acoplados uma mola não linear e um amortecedor do tipo magneto-reológico (dispositivo que tem como fluído interno o fluído magneto-reológico). Com o objetivo de estudar e analisar a influência deste dispositivo na dinâmica do oscilador. Inicialmente apresenta-se uma breve descrição do tipo de problema estudado (sistemas não ideais) e uma revisão dos principais trabalhos que têm sido feitos tendo este dispositivo como foco de estudos. Apresentam-se os modelos utilizados para prever o comportamento destes dispositivos e também uma síntese de alguns modelos (mecânicos e matemáticos) mais elaborados e completos utilizados também para prever este comportamento. A partir daí é feita a apresentação do modelo que prevê o comportamento do amortecedor MR utilizado (modelo Bingham) e de uma suavização do mesmo, utilizada com o objetivo de melhorar o comportamento computacional do modelo inicial, junto a isso, apresenta-se a modelagem matemática do problema visando à obtenção das equações governantes do sistema. Faz-se então a análise do sistema durante a passagem pela ressonância (onde a freqüência de rotação do motor CC se aproxima numericamente e passa pela freqüência natural do sistema), analisando o efeito deste amortecedor durante esta passagem, analisa-se também a influência do dispositivo na evolução do Efeito Sommerfeld, um dos fenômenos intrínsecos desta classe de sistemas e também é feita uma analise do sistema em condições de movimento caótico também com o objetivo de prever o comportamento deste dispositivo, tudo isso é executado através da integração numérica das equações governantes do sistema. Para efeito de ilustração apresenta-se, também, uma pequena amostra do comportamento do sistema ideal paralelo ao estudado ... / In this dissertation it made the analysis of the nonlinear dynamics of a system that possess to fixed it a direct-current motor with limited power, where is connected a damper of the type Magnetorheological (device that has as fluid intern the fluid Magnetorheological), with the objective to study and to analyze the influence of this device in the dynamics of the oscillator. Initially one brief description of the type of studied problem is presented (nonideal systems) and a revision of the main works that have been made having this device as focus of studies. The used models are presented to predict the behavior of these devices and also a synthesis of some models (mechanics and mathematicians) more elaborated and complete also used to predict this behavior. To continue this work, we present the model that predict the behavior of used MR damper (the Bingham Model) and a smoothing of the same, used with the objective to improve the computational behavior of the initial model and the mathematical modeling of the problem, together this, we show mathematical modeling of this problem aiming at to the attainment of the governing equations of the system. The analysis of the system it is made then during the passage for the resonance (where the frequency of DC motor it approaches numerically and crosses the natural frequency of the system), analyzing the effect of this damper during this passage, the influence of the device in the evolution of Sommerfeld Effect is also analyzed, one of the intrinsic phenomena of this classroom of systems and also is made a analyzes of the system in conditions of chaotic motions also with the objective to predict the behavior of this device, everything this is executed through the numerical integration of the governing equations of the system. For illustration effect it is presented, also, a small sample of the behavior of the parallel ideal system to the studied one, also with the presence of shock absorber MR, in the..

Submitted by DIOGO BATISTA FERNANDES null (engenheiromecanicodiogofernandes@hotmail.com) on 2016-08-04T19:52:54Z No. of bitstreams: 1 Diogo Batista Fernandes.pdf: 2792299 bytes, checksum: 5116207f259278f6ab47f3ab60f0c3e3 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-09T14:25:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernandes_db_me_ilha.pdf: 2792299 bytes, checksum: 5116207f259278f6ab47f3ab60f0c3e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-09T14:25:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernandes_db_me_ilha.pdf: 2792299 bytes, checksum: 5116207f259278f6ab47f3ab60f0c3e3 (MD5) Previous issue date: 2016-07-08 / Uma das formas de eliminar as vibrações excessivas em uma estrutura é através de um controle passivo com o uso de amortecedores de massas sintonizados (AMS), ou também denominados, absorvedores dinâmicos. Um sistema passivo típico não tem suas propriedades mecânicas modificadas, em função da excitação de entrada. O sistema passivo utiliza o movimento da estrutura para produzir um movimento relativo nos dispositivos de amortecimento, pelo qual a energia é dissipada. Neste trabalho, destaca-se que o dispositivo considerado apresenta dependência cúbica do deslocamento proporcional à sua rigidez. O problema é modelado através de equações diferenciais ordinárias não lineares que são linearizadas em torno de seu ponto de equilíbrio. Mediante simulação numérica, utilizando o software Octave, demonstra-se a eficiência de um AMS aplicado a uma estrutura sob influência de oscilações sísmicas inseridas através do modelo de Kanai-Tajimi, que simulam uma situação real, em que as propriedades de solos são introduzidas. Estas oscilações promovem alterações nas propriedades dinâmicas, causando assim uma instabilidade na estrutura, em que foram utilizados parâmetros para encontrar o comportamento caótico no sistema. Como forma de minimizar as vibrações causadas pela excitação sísmica foi proposto um controle híbrido estrutural. Basicamente o controle estrutural se dá pela adição de dispositivos e/ou forças externas que promovem alterações nas propriedades de rigidez e amortecimento da estrutura. Com o objetivo de minimizar as vibrações e reduzir o movimento caótico do sistema a um ponto estável, foi empregada a técnica de controle semiativo com o amortecedor magneto reológico acoplado ao AMS. Comprovou-se que a estratégia de controle híbrido adotado demonstra eficiência para este tipo de situação e pode ser utilizada como forma de auxiliar na atenuação de danos provocados à estruturas, evitando prejuízos econômicos, perdas biológicas e materiais. / One of the ways to eliminate excessive vibrations in a structure is through a passive control with the use of shock absorbers tuned mass (ATM) or also called, dynamic absorbers. A typical passive system does not have its mechanical properties modified in function of an excitation input. The passive system uses the movement of the structure to produce a relative movement in the absorbers device, where by the energy is dissipated. In this work, it is noteworthy that the considered device introduces a cubic dependence of the proportional displacement to its rigidity. The problem is modeled through out nonlinear ordinary differential equations that are linearized around their equilibrium point. By numerical simulations, using Octave software, it demonstrates the efficiency of a ATM applied to a structure under the influence of seismic oscillations inserted over Kanai-Tajimi’s model, that simulates a real situation in which the properties of the soils are introduced. These oscillations promote changes in the dynamic properties, thus causing an instability in the structure where there were used parameters to find chaotic behavior in the system. In order to minimize the vibrations caused by seismic excitation it is proposed a hybrid structural control. Basically structural control takes place by addition devices and/or external forces that promote alterations in the stiffness properties and the structure absorber. For minimize vibrations and reduce the chaotic motion of the system to a stable point, it was used a technique of semiactive control, the magneto rheological absorber coupled to the ATM. It has been shown that the strategy of hybrid control adopted demonstrates efficiency for this kind of situation and can be used as a way in attenuating damage caused for the structures, avoiding economic, biological and material losses.

Orientador: Fábio Roberto Chavarette / Resumo: Uma das formas de eliminar as vibrações excessivas em uma estrutura é através de um controle passivo com o uso de amortecedores de massas sintonizados (AMS), ou também denominados, absorvedores dinâmicos. Um sistema passivo típico não tem suas propriedades mecânicas modificadas, em função da excitação de entrada. O sistema passivo utiliza o movimento da estrutura para produzir um movimento relativo nos dispositivos de amortecimento, pelo qual a energia é dissipada. Neste trabalho, destaca-se que o dispositivo considerado apresenta dependência cúbica do deslocamento proporcional à sua rigidez. O problema é modelado através de equações diferenciais ordinárias não lineares que são linearizadas em torno de seu ponto de equilíbrio. Mediante simulação numérica, utilizando o software Octave, demonstra-se a eficiência de um AMS aplicado a uma estrutura sob influência de oscilações sísmicas inseridas através do modelo de Kanai-Tajimi, que simulam uma situação real, em que as propriedades de solos são introduzidas. Estas oscilações promovem alterações nas propriedades dinâmicas, causando assim uma instabilidade na estrutura, em que foram utilizados parâmetros para encontrar o comportamento caótico no sistema. Como forma de minimizar as vibrações causadas pela excitação sísmica foi proposto um controle híbrido estrutural. Basicamente o controle estrutural se dá pela adição de dispositivos e/ou forças externas que promovem alterações nas propriedades de rigidez e amortecimento da estrutu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: One of the ways to eliminate excessive vibrations in a structure is through a passive control with the use of shock absorbers tuned mass (ATM) or also called, dynamic absorbers. A typical passive system does not have its mechanical properties modified in function of an excitation input. The passive system uses the movement of the structure to produce a relative movement in the absorbers device, where by the energy is dissipated. In this work, it is noteworthy that the considered device introduces a cubic dependence of the proportional displacement to its rigidity. The problem is modeled through out nonlinear ordinary differential equations that are linearized around their equilibrium point. By numerical simulations, using Octave software, it demonstrates the efficiency of a ATM applied to a structure under the influence of seismic oscillations inserted over Kanai-Tajimi’s model, that simulates a real situation in which the properties of the soils are introduced. These oscillations promote changes in the dynamic properties, thus causing an instability in the structure where there were used parameters to find chaotic behavior in the system. In order to minimize the vibrations caused by seismic excitation it is proposed a hybrid structural control. Basically structural control takes place by addition devices and/or external forces that promote alterations in the stiffness properties and the structure absorber. For minimize vibrations and reduce the chaotic motion of the system t... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A otimização de amortecedores é uma área nova que vem sendo explorada nos últimos anos. Existem vários métodos clássicos e outros mais recentes que estão disputando em confiabilidade, eficiência e rapidez na obtenção de um resultado ótimo. Os algoritmos de otimização são classificados em determinísticos, que utilizam a informação do gradiente, ou seja, usam os valores das funções e suas derivadas, e os meta-heurísticos são algoritmos aleatórios que são métodos probabilísticos não baseados em gradiente, utilizando somente a avaliação da função objetivo. O Firefly Algorithm é um algoritmo meta-heurístico relativamente recente inspirado no comportamento da luz dos vagalumes. Este trabalho propõe um método para a otimização de amortecedores por atrito utilizando algoritmo meta-heurístico. O método proposto é testado em dois edifícios, de nove e dezesseis andares, submetidos a duas excitações sísmicas cada. A otimização tem um objetivo principal: diminuir a resposta dinâmica em termos do deslocamento máximo no topo das estruturas obtido através de um algoritmo programado baseado no método das diferenças finitas centrais, otimizando o local de um número máximo de amortecedores e as forças de atrito dos mesmos. Para o caso da estrutura de nove andares o número máximo de amortecedores é de quatro e para o caso da estrutura de dezesseis andares o número máximo é seis. Os resultados demostraram que, para os dois casos estudados, o deslocamento no topo da estrutura diminui em mais de 50%, concluindo-se que o método programado é eficaz assim como o Firefly Algorithm é adequado para obter as posições e as forças de atrito ótimas. Portanto, acredita-se que o método proposto poderá ser utilizado como uma ferramenta útil para auxiliar no projeto de amortecedores por atrito. / The damper’s optimization is a new area that has been explored in recent years. There are several classics and newer methods that are competing in reliability, efficiency and speed in achieving a great result. The algorithms are classified as deterministic, using gradient information, or use the function values and their derivatives, and meta- heuristic optimization algorithms are random probabilistic methods that are not based on gradient using only the evaluation of the objective function. The Firefly Algorithm is a relatively new meta-heuristic algorithm inspired on the behavior of the light of fireflies. This work proposes a method for the friction damper’s optimization using meta-heuristic algorithm. The proposed method is tested in two structures: a nine story building and a sixteen story building. They were submitted to two seismic excitations each. The optimization has one main goal: to reduce the dynamic response in terms of the maximum displacement at the top of the structures obtained by a programmed algorithm based on the central finite difference method, optimizing the location of a maximum number of dampers and their friction’s forces. In the case of the nine story building, the maximum number of dampers is four, and in the case of the sixteen story building the maximum number is six. The results showed that for the two cases studied, the displacement at the top of the structure decreases by more than 50%, concluding that the programmed method is effective and the Firefly Algorithm is appropriate to get the positions and friction’s forces optimal. Therefore, it is believed that the proposed method can be used as a tool to aid in the design of friction dampers.