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Uma contribuição ao estudo de sistemas dinamicos giroscopicos não-lineares

Moura, Egnilson Miranda de 20 February 2001 (has links)
Orientador: Jose Manoel Balthazar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T18:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_EgnilsonMirandade_M.pdf: 3960795 bytes, checksum: 3e7348e1b0aacdbda32cd760707de2d6 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho faz-se um estudo do sistema dinâmico giroscópico linear do tipo conservativo e do tipo dissipativo dando ênfase ao estudo da estabilidade desses sistemas como requisito para a compreensão do sistema giroscópico não-linear, objetivo principal deste trabalho. No estudo do sistema linear apresentam-se condições matemáticas em uma vizinhança pequena do ponto de linearização a fim de que a solução encontrada seja também solução do sistema fracamente não-linear. Nesse contexto analisa-se a dinâmica de um giroscópio de dois-graus-de-liberdade com nutação amortecida e efeitos sobre o movimento de precessão. As equações do movimento não-lineares e acopladas são resolvidas utilizando o método das escalas múltiplas / Abstract: In this work one develops the study of the linear gyroscopic dynamical system of the conservative and of the dissipative kinds giving emphasis to the study of the stability of these systems as a important condition to the comprehension of the nonlinear gyroscopic system, the main goal of this work. In the study of the linear system one presents the mathematical conditions in a small neighborhood around the linearization point so that the obtained solution also be the solution of the weakly nonlinear system. In this context one analyses the dynamics of a two degree of freedom gyroscopic system with damped nutation and the effects over the precession movement. The nonlinear coupled equation of motion are solved utilizing the multiple scales method / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica
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Desenvolvimento de um sistema de suspensão hidropneumatica para uso em maquinas agricolas

Baldi, Mauricio 20 February 2004 (has links)
Orientador: Pablo Siqueira Meirelles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:10:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Baldi_Mauricio_M.pdf: 5436335 bytes, checksum: c7307a26ee80facbf2c61b034f5c7661 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho é proposto um modelo de suspensão hidropneumática robusta e com baixo custo para carretas de pulverizadores agrícolas. Este tipo de veículo possui um fator de carga dinâmica elevado que aumenta as cargas nos eixos quando em uso e necessita de um controle de altura para manter a eficiência de pulverização constante. Neste caso, o uso de um sistema de suspensão convencional (rigidez da mola constante), não atende satisfatoriamente aos requisitos do produto. O problema de alterações no coeficiente de amortecimento devido às variações de carga observado em veículos utilizando sistemas de suspensão convencionais é mais acentuado quando utilizam suspensão hidropneumática, devido a sua não linearidade. E este problema é mais acentuado em veículos nos quais a massa possui uma grande variação quando passam da condição vazio para completamente carregado. Este estudo mostra um modelo matemático para a mola hidropneumática e modelos numéricos de 1/4 e 1/2 veículo. Através destes modelos, o comportamento dinâmico entre o veículo utilizando sistema de suspensão convencional e hidropneumático, sob as mesmas condições, é comparado, adotando diferentes critérios para escoJher o valor do amortecimento passivo (valor de amortecimento constante) ou adaptativo (suspensão semi-ativa), este baseado em uma estratégia simples de controle. Testes foram realizados com o uso de um pulverizador agrícola equipado com um sistema de suspensão hidropneumática projetada de acordo com os resultados deste estudo / Abstract: This study proposes a robust and cheap hydropneumatic suspension system for agricultura! trailers used to spread crop protection. This kind of vehic1e has a high dynamic load factor that increases the axles loads when it is in use and require a height control to assure the same spraying efficiency. In this case, the use of conventional suspension system, were the stiffuess is constant, does not achieve product requirements. The well known problem of the damper coefficient changes due to variations in vehic1e's load, using conventional suspension systems, is more perceptible when hydropneumatic springs are used, due to its non-linearity. And this problem is more accentuated in vehicles that presents significantly mass range between empty and full load condition. This study shows a mathematical model of the hydropneumatic spring as well as a numerical model of one quarter and half vehicle. Through these models, a dynamic behavior comparison was performed between the model with conventional springs and using hydropneumatic springs under the same conditions, adopting different criteria to choose the passive (damper value constant) or adaptive damper value (semi-active suspension), the last based on simple control strategy. Experimental tests were performed using an agricultural trailer used to spray crop protection, equipped with a suspension system projected and assembled according with the results of this study / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica
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Sintese de funções de influencia e Green para o tratamento da interação dinamica solo-estrutura atraves de equações integrais de contorno

Romanini, Edivaldo 11 July 1995 (has links)
Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T13:11:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romanini_Edivaldo_D.pdf: 28798983 bytes, checksum: c39742d1225ad9c35fc6f6b5629664f9 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este trabalho desenvolve uma metodologia para a síntese de funções de influência e Green para solos viscoelásticos lineares que apresentam estratificações horizontais. A finalidade deste é viabilizar a análise do problema da interação dinâmica soloestrutura. Estas funções são obtidas para as fontes na superfície e no interior dos solos. Os problemas são formulados para o estado plano de deformação e no domínio da frequência. Partindo-se das funções de influência ou Green sintetizadas, desenvolvem-se duas metodologias para tratar estruturas de fundações parcial ou totalmente engastadas nos solos. A primeira utiliza as funções de influência sintetizadas com fontes na superfície do semi-espaço viscoelástico e possibilita a análise de estruturas parcialmente engastadas. A segunda metodologia baseia-se em funções de influência com fontes no interior do solo e permite a análise de estruturas totalmente engastadas ou mesmo situadas no interior do domínio considerado. Comparações com respeito ao esforço de discretização, ao tempo de processamento e a capacidade de armazenamento entre a presente metodologia e a versão direta do chamado Método dos Elementos de Contorno são discutidas / Abstract: This dissertation presents a methodology to synthesize influence or Green's functions for linear viscoelastic horizontally stratified soil profiles. These functions are applied to describe the linear dynamic soil-structure interaction phenomena. Influence functions for sources at the soil surface or buried at the domain are considered. Throughout this work a state of plane strain and stationary behaviour is assumed. The synthesized functions are used together with two substructure methodologies to model the dynamic behaviour of partially embedded and buried structures. The first methodology, called the Substructure Deletion Method, applies surface influence functions and allows the description of partial embedment. The second methodology based on functions with buried sources allow the analysis of totally embedded or buried structures. The present methodologies are compared with an implementation on the direct version of the Boundary Element Method. Comparisons include discretization effort, memory requirements and processing time / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica
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Análise dinâmica do amortecimento em estruturas compostas com material viscoelástico /

Santade, Fransber. January 2013 (has links)
Orientador: Edson Antônio Capello Souza / Coorientador: Paulo José Paupitz Gonçalves / Banca: Laercio Javarez Junior / Banca: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Resumo: Neste trabalho foi proposto o estudo do amortecimento estrutural em vigas engastadas com adição de materiais viscoelásticos. As vigas foram montadas na condição engastada-livre e sujeitas de força na extremidade livre. Duas análises foram feitas. O primeiro modelo foi desenvolvido utilizando a Matriz de Impedância de Elemento Espectral (MEE) e o outro modelo foi desenvolvido utilizando Método dos Elementos finitos (MEF). Para validar os modelos numéricos foram realizados ensaios experimentais utilizando um acelerômetro e um martelo de impacto para obter a função de resposta em frequencia para as diferentes configurações de vigas idealizadas. Através dos resultados obtidos pode-se observar e comprovar o comportamento com frequencia de resposta do sistema e detectou-se redução de amplitude devido ao fator incremental de amortecimento viscoelástico proporcionado pelas camadas de fita (materiais viscoelásticos), comprovando assim, a importância da utilização de um material viscoelástico como atenuador de amplitudes no efeito da flexão do sistema. Os resultados experimentais foram comparados aos resultados dos modelos analíticos e numéricos de modo a se obter a validação experimental / Abstract: This work proposes the study of structural damping in beams with added viscoelastic materials. The beams are mounted in a clamped-free condition and subject to force input at the free end. Two types analisis were made. The first model was developed using the Impedance Matrix of Spectral Element. The other model was developed using Finite Element Method (FEM). To validate the numerical models, experimental tests were performed using one accelerometer and a impact hammer to obtain frequency responce function of the diferente beams configurations. From the results we can observe and verify the variation in frequency response of the system and was detected amplitude reduction factor due to the incremental viscoelastic damping provided by the layers of tape (viscoelastic materials), thereby proving the importance of using a viscoelastic attenuator as possible amplitudes effect of the bending system. The results were compared to the results of analytical and numerical models in order to obtain experimental validation / Mestre
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Utilização de rigidez e amortecimento não lineares para aumento de eficácia de recuperador de energia do tipo diapasão /

Corazza, Arthur Nicolini. January 2018 (has links)
Orientador: Marcos Silveira / Banca: Paulo José Paupitz Gonçalves / Banca: Fabrício Cesar Lobato de Almeida / Resumo: Neste trabalho, o comportamento dinâmico de um giroscópio do tipo diapasão para recuperação de energia será estudado. O giroscópio consiste em duas vigas verticais engastadas sobre uma massa de suspensão. A massa suspensa é sujeita a força de excitação vertical, e pode-se mostrar que o sistema é um sistema parametricamente excitado. Quando as vigas oscilam em fase, a excitação paramétrica pode levar a vibração no movimento horizontal da massa de suspensão. O problema é particularmente interessante para captação ou recuperação de energia. Devido à interação entre os graus de liberdade do sistema, a energia é transferida a partir da direção vertical à direção horizontal. Estudos paramétricos serão realizados para analisar o comportamento dinâmico do sistema no que se refere ao desempenho de recuperação de energia. Será analisado o impacto da introdução de não linearidades de rigidez e amortecimento para aumentar a eficiência do dispositivo. Será analisada também a existência de regimes periódicos e caóticos, e sua influência na transferência de energia entre as direções vertical e horizontal / Abstract: In this work, the dynamical behaviour of a tuning-fork gyroscope for energy harvesting will be studied. The gyroscope consists of two vertical beams fixed on a suspension mass, which is subject to vertical excitation force. It can be shown that the system is parametrically excited. When the beams oscillate in phase, the parametric excitation can lead to vibration in the horizontal direction. The problem is particularly interesting for energy harvesting. Due to the interaction between the degrees of freedom of the system, energy is transferred from the vertical toward the horizontal direction. Parametric studies will be performed to analyse the dynamical behaviour of the system with respect to energy recovery performance. The impact of the introduction of nonlinear stiffness and damping to increase the device efficiency will be analised. The existence of periodic and chaotic regimes will be investigated, and its influence on the energy transfer between the vertical and horizontal directions / Mestre
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Análise do posicionamento de um absorvedor dinâmico de vibrações em linhas de transmissão de energia elétrica / Analysis of a DVA positioning on transmission lines of electrical energy

Maia, Rangel Silva 25 May 2018 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2018. / Uma das fontes mais comuns de vibração em cabos condutores de transmissão de energia elétrica é a excitação eólica. Como o vento é constante, ele pode levar à fadiga do cabo, diminuindo assim o seu tempo de vida. Geralmente, linhas de transmissões aéreas são projetadas com grande rigor quanto às cargas estáticas. No entanto, para cargas dinâmicas - como incidências de vento - o mesmo rigor não é aplicado. Isso pode levar à falha dos condutores, causando enormes prejuízos econômicos e sociais. Uma das formas de aumentar o tempo de vida é diminuir as vibrações do cabo através de dispositivos chamados de Absorvedores Dinâmicos de Vibração - ADV. O objetivo desse trabalho é investigar o posicionamento de um ADV sob um critério baseado na energia total de vibração do cabo, dando suporte para a redução de amplitudes de vibração em linhas de transmissão existentes, evitando a paralização do fornecimento de energia elétrica para determinadas regiões. Primeiramente, apresenta-se um modelo que descreve o comportamento dinâmico do cabo e, realiza-se uma avaliação de suas frequências e modos naturais de vibração. Os resultados numéricos obtidos nessas etapas foram compatíveis com aqueles analíticos. Em seguida, utilizando elementos finitos, o comportamento do cabo é simulado sem forçamento externo, com forçamento e sem ADV e com forçamento e ADV acoplado. O desempenho do ADV é avaliado através da energia total do sistema e os melhores posicionamentos para o ADV são estabelecidos e comparados com o posicionamento sugerido pela CIGRÉ. Os resultados das simulações mostraram que o posicionamento do ADV de acordo com o método proposto ficaram próximos dos valores calculados pela norma para todas as frequências avaliadas. / One of the most usual types of vibration in overhead lines of electrical energy transmission is the aeolian excitations. As the wind is constant, it can lead to cable fatigue, and so decreasing its lifetime. Generally, overhead lines are designed with great accuracy regarding static loads. However, for dynamic loads - as wind incidences - the same accuracy is not applied. This can lead to conductors fail, causing huge economic and social damages. One way to increase the lifetime is decreasing the cable vibrations through mechanisms called Dynamic Vibration Absorbers - DVA. The aim of this work is investigating the performance of a DVA under a criterion based in the total energy of vibration on the cable, to serve as support for the reduction of the vibration amplitudes in the existing overhead lines, avoiding the blackout in some regions. Firstly, it is presented a model which describes the dynamic behavior of the cable and, it is evaluated the natural frequencies and modes. The numerical results obtained was consistent with the analytical ones. Then, using finite element methods - FEM - the cable is simulated without loading, with loading and without DVA and with loading and DVA coupled. The DVA performance is evaluated through the total energy of the system and the better positioning for the DVA are established and compared with the positioning suggested by CIGRÉ. The results of simulations showed the DVA positioning according to the proposed method was close to the CIGRE curves for all the evaluated frequencies.
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Efeito do tratamento térmico nas propriedades mecânicas e térmicas de uma liga NiTi pseudoelástica

Corrêa Filho, Luimar Nogueira 20 August 2013 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-05-29T13:53:33Z No. of bitstreams: 1 2013_LuimarNogueiraCorreaFilho.pdf: 4325141 bytes, checksum: 6b70588cf62bfeeb4f43d41292196952 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-05-30T11:51:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LuimarNogueiraCorreaFilho.pdf: 4325141 bytes, checksum: 6b70588cf62bfeeb4f43d41292196952 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-30T11:51:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LuimarNogueiraCorreaFilho.pdf: 4325141 bytes, checksum: 6b70588cf62bfeeb4f43d41292196952 (MD5) / Com o surgimento de novas tecnologias, novos materias são necessários para que esta evolução aconteça, este é o caso das ligas com memória de forma, em particular ligas de Níquel Titânio (NiTi). Uma liga metálica que possui propriedades singulares como amortecimento, elasticidade, recuperação da geometria inicial, sendo utilizada em diversos ramos como medicina, odontologia, aeronáutica, indústria automotiva, construção civil e etc. No setor elétrico, especificamente em linhas de transmissão de energia elétrica, as quais sofrem ação dos ventos e após determinado tempo falham por fadiga nos pontos de fixação, para evitar tal acontecimento, são utilizados absorvedores dinâmicos de vibração que reduzem ou eliminam as vibrações geradas pela ação dos ventos absorvendo energia. Neste trabalho foi estudada a influência do tratamento térmico nas propriedades mecânicas e térmicas de uma liga NiTi pseudoelástica com T > Af, como parte preliminar de um projeto que visa utilizar a liga como absorvedor dinâmico de vibração. Para obtenção das propriedades da liga foi utilizado ensaio de dureza, calorimetria diferencial de varredura (DSC), caracterização não-destrutiva dos módulos de elasticidade e amortecimento a partir das frequências naturais de vibração obtidas pela técnica de excitação por impulso, e ensaio de tração para levantar os platôs de transformação de fase e propriedades mecânicas do material. Primeiramente, barras cilíndricas (Ø 6 mm) e polidas de NiTi foram usinadas, após isso solubilizadas a 650ºC por 60 minutos com intuito de eliminar qualquer transformação martensítica induzida por tensão e/ou temperatura e submetidas posteriormente a tratamento térmico de 350ºC e 600ºC por 30 minutos, respectivamente. Foi observado que o tratamento a 350ºC apresentou formação de fase R a temperatura ambiente, a qual foi solubilizada a 600ºC. A presença de fase R levou à diminuição do módulo de elasticidade na liga. Após ensaios de tração foi observado que a condição 600ºC obteve a maior relação platô superior e inferior de transformação de fase, podendo esta ser correlacionada com a área de histese, possuindo assim a maior dissipação de energia, condição que teria provavelmente um melhor comportamento como absorvedor dinâmico de vibração. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / With the emergence of new technologies, new materials are required for this evolution to happen, this is the case of alloys with shape memory. Alloys in particular Nickel Titanium (NiTi). A metal alloy that has unique properties such as damping, elasticity, recovery of the initial geometry being used in various fields like medical, dental, aerospace, automotive, construction and so on. In the electricity sector, specifically in transmission lines of electricity, which suffer from wind action and after some time fail due to fatigue at the fixing points to avoid such an event, are used dynamic vibration absorbers that reduce or eliminate the vibrations generated by action of wind energy absorbing. In this work the influence of the heat treatment was investigated in thermal and mechanical properties of an alloy NiTi pseudoelastic with T > Af, as a preliminary part of a project that aims to use the league as dynamic vibration absorber. To obtain the properties of the alloy was used hardness testing, differential scanning calorimetry (DSC), non destructive characterization of elastic and damping modules from the natural vibration frequencies obtained by the impulse excitation technique and tensile test for raise the plateaus of phase transformation and mechanical properties of the material . First, cylindrical bars (6 mm) and polished NiTi were machined, after which solubilized at 650°C for 60 minutes in order to eliminate any martensite induced by stress and/or temperature and subsequently subjected to heat treatment of 350°C and 600°C for 30 minutes, respectively. It was observed that the treatment at 350°C showed the formation of R phase at room temperature, which was solubilized at 600°C. The presence of R phase led to a decrease of the elastic modulus in the league. After tensile tests was observed that the condition 600°C had the highest respect upper and lower plateau phase transformation, which may be correlated with the area of histese, thus having a greater energy dissipation, a condition that would likely have a better behavior as absorber dynamic vibration.
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Controle Skyhook aplicado a um modelo de suspensão hidropneumatica para carretas agricolas / Skyhook control of a hydropneumatic suspension system developed for use in agricultural farm wagons

Sa, Roberto Luis de 23 February 2006 (has links)
Orientador: Pablo Siqueira Meirelles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T01:26:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sa_RobertoLuisde_M.pdf: 2111156 bytes, checksum: 0673c52c0192cecc5142208203b6adfb (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de controle para um modelo de suspensão hidropneumática concebido para carretas agrícolas. A partir de um modelo não­ linear de um quarto de veículo com dois graus de liberdade foram implementados dois sis­temas de controle, um ativo e outro semi-ativo, ambos baseados na estratégia de controle Skyhook. Considerando-se duas excitações, uma do tipo degrau com amplitude de 40[mm]e outra do tipo variável com amplitudes contidas numa faixa de variação de +/- 30[mm], foram realizadas simulações para três situações diferentes: Com a massa suspensa na condição de carga mínima, na condição de carga média e na condição de carga máxima. Com desempenho próximo ao obtido para o sistema ativo no quesito isolação de vibrações, quando comparado com o caso passivo, o sistema semi-ativo não apresentou deteriorações significativas no mo­ vimento da massa não-suspensa. Foi mostrado que para a aplicação considerada o sistema semi-ativo mostrou ser a melhor opção, uma vez que é mais confiável e apresenta um custo de implementação mais baixo do que um sistema ativo / Abstract: This study deals with the development of a control system suited for a Hydropneumatic Suspension System designed for use in Agricultural Devices. Using the Skyhook Control methodology, two control systems are designed for a quarter car non-linear model, an active and a semi-active one. For performance measurement, two kinds of road excitation sources are considered: a 40[mm] amplitude bump and a variable road profile with amplitude range from -30 to +30[mm]. The simulations take into account three different situations: maximum sprung mass loading, minimum sprung mass loading and medium sprung mass loading. The resulting performance of the semi-active system was almost as good as the performance achieved by the active system and much better than the performance of the passive one. Since the semi-active system is more reliable and has a smaller implementation cost than the active one, for the application concerned it resulted to be the best solution / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica
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Modelo dinâmico para mancais de elementos rolantes radiais de esferas considerando os efeitos da lubrificação elastohidrodinâmica / Dynamic model for radial deep groove ball bearings considering the effects of the elastohydrodynamic lubrication

Nonato, Fábio, 1985- 23 August 2018 (has links)
Orientador: Katia Lucchesi Cavalca Dedini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T01:22:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nonato_Fabio_D.pdf: 15501749 bytes, checksum: e33de59a100f07bcab576880e3654db0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A representação dinâmica dos contatos mecânicos em modelos computacionais de mancais de elementos rolantes baseia-se comumente no clássico modelo de Hertz para o contato seco, mesmo sendo a presença de um meio lubrificante imperativa para evitar o desgaste prematuro destes componentes. Desta maneira, os efeitos dinâmicos da presença de um filme fluídico nas interfaces de contato são desconsiderados, quando tais mancais são lubrificados por óleo. Com o intuito de introduzir tais efeitos em um modelo de mancal de elementos rolantes de esferas, este trabalho propõe um método baseado na aproximação dinâmica das características de cada contato lubrificado por vínculos de rigidez não linear e amortecimento viscoso. Estes vínculos dinâmicos são caracterizados a partir da resposta dinâmica da simulação completa do contato elastohidrodinâmico (EHD) elíptico, através da implementação de um integrador temporal que utiliza o método de diferenças finitas em múltiplos níveis para solução da parcela hidrodinâmica do problema. Posteriormente, aplica-se a aproximação do contato EHD por vínculos não lineares a um modelo do mancal radial de esferas, de dois graus de liberdade, com o intuito de analisar vibrações transversais no mancal, em modelos computacionais de máquinas rotativas. A comparação entre os resultados obtidos pelo modelo proposto e os valores obtidos pelo equacionamento completo por diferenças finitas mostrou ser adequada à representação do comportamento estacionário e dinâmico do contato. Observa-se a presença do enrijecimento do mancal devido à presença do filme EHD, quando analisando a resposta do mancal linearizado, efeito observável anteriormente apenas em investigações experimentais. Por fim, a integração temporal de um modelo de elementos finitos de um rotor apoiado por mancais lubrificados representou adequadamente o comportamento em frequência de uma montagem experimental de rotor. Conclui-se, portanto, que o modelo não linear proposto para o mancal de elementos rolantes radiais de esfera, sob influência da lubrificação EHD, é promissor para descrever o comportamento destes componentes quando em aplicação / Abstract: The dynamic representation of mechanical contacts in computational models of rolling element bearings is commonly based on the classic Hertz's model for the dry contact, even though the presence of a lubricant medium being essential to avoid premature wear of such components. Thus, the dynamic effects of the fluid film on the contacting interfaces are overlooked when such bearings are under oil lubrication. With the intent of introducing such effects in a radial deep groove ball bearing model, this work proposes a method based on the dynamic approximation of each lubricated contact by dynamic links of non-linear stiffness and viscous damping. Such dynamic links are characterized from the response of a complete dynamic simulation of the elastohydrodynamic (EHD) elliptic contact, through an implementation of a numerical integrator, which uses the multi-level finite difference method for the solution of the hydrodynamic portion of the problem. Afterwards, the approximation of each contact by dynamic links is applied to a complete rolling element bearing model, with two degrees of freedom, with the intent of analyzing transverse vibrations on the bearings applied to rotating machinery computational models. The comparison between the results attained through the proposed model and the values simulated using the complete finite difference model showed an adequate representation of the stationary and dynamic behaviors of the contact. When evaluating the linearized bearing model, the presence of fluid stiffening is observed, which was previously only observed through experimental investigations. Lastly, the time integration of a finite element model of a rotor supported by lubricated bearings portrayed the frequency content of an experimental set-up of the rotor adequately. It is concluded that the proposed nonlinear model for the deep grove ball bearing, under the influence of the EHD lubrication, is promising to describe the behavior of such components when on application / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica
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Análise de estruturas flexíveis com aplicação de materiais viscoelásticos /

Queiroz, José Aparecido Silva de, 1975. January 2008 (has links)
Orientador: Edson Antônio Capello Sousa / Banca: Mauro Hugo Mathias / Banca: Paulo Roberto de Aguiar / Resumo: Os materiais viscoelásticos têm sido muito utilizados para atenuar vibração e ruído em estruturas, devido a sua capacidade inerente de absorver uma porcentagem de energia vibratória dos sistemas mecânicos e de dissipá-la sob a forma de calor. Esse tipo de amortecimento tem sido utilizado em muitas aplicações nas indústrias automotiva e aeroespacial, porém as propriedades dinâmicas das estruturas viscoelásticas não são fáceis de serem determinadas, pois suas respostas dependem de muitos fatores externos, tais como a geometria da estrutura, a freqüência de excitação a qual a estrutura está submetida, entre outros. Neste trabalho foi implementado um aparato experimental composto por um motor de corrente contínua, controlado por Modulação por Largura de Pulso (PWM), ao qual se engastou uma estrutura flexível de aço inox (escalímetro), com e sem revestimento viscoelástico. O objetivo foi analisar tal estrutura quando excitada em movimento livre e forçado. Ao oscilar a estrutura, os extensômetros, devidamente acoplados em sua superfície, faziam a leitura dos dados (deformação) e os enviavam a um instrumento de aquisição de dados analógicos, os quais, após a conversão para digital, foram enviados a um PC para análises necessárias ao experimento. Para avaliar as características das estruturas e estimar as taxas de amortecimento, foram aplicados técnicas de decremento logarítmico nas análises em movimento livre e o método da banda de meia potência nas análises em movimento forçado. Foram utilizados dois modelos de materiais viscoelásticos (fitas VHB da 3M). Os métodos de revestimentos foram: "Configuração de Camada Livre" e "Estrutura Sanduíche". Este último permitiu aumentar as deformações cisalhantes na camada viscoelástica e, conseqüentemente, aumentou a dissipação de energia vibratória. Essas análises permitiram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The viscoelastic materials have been widely used to reduce noise and vibration on structures, because of its inherent ability to absorb a percentage of vibrating energy in mechanical systems and dissipate it as heat. This type of damping has been used in many applications in the automotive and aerospacial industries, but the dynamic properties of viscoelastic structures are not easy to be determined, because their answers depend on many external factors, such as the geometry of the structure, the frequency of excitation that the structure is exposed, among others. In this work a prototype composed of a DC engine, controlled by the Pulse Width Modulator by (PWM), which is setting up a flexible stainless steel (scale ruler), with and without coating viscoelastic has been implemented. The objective was analyze the structure when excited in free and forced movement. When the structure swings, the strain Gages properly attached to its surface, made the reading of data (deformation), and sent it to an analog data acquisition instrument, which after that converts analogical data to digital and they were sent to a PC for experiment analysis. To evaluate the structure characteristics, and estimate the damping rates were applied techniques of analysis in logarithmic decrement in free movement, and the method of half-band power in the forced movement analysis. We used two models of viscoelastic materials (tapes of 3M HBV). The methods of coating were: "Setting Free Layer" and " structure Sandwich." The last one enabled the increase the cut deformations in viscoelastic layer and consequently increased the dissipation of vibrating energy. These tests have allowed a better understanding of the influence of viscoelastic material in the vibration behavior of these structures. / Mestre

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