Made available in DSpace on 2016-12-12T20:25:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gilberto Paulo Wappler.pdf: 3228907 bytes, checksum: b89445d7a190e66455c34f9382fb8d2f (MD5) Previous issue date: 2014-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work has the objective of implementing a structural optimization procedure in order to adjust the natural frequency of electric motors. This is accomplished by modifying some flange dimensions, which is the part connecting the motor to the system being driven. The implemented optimization algorithm is the PSO (Particle Swarm Optimization), which proved to be appropriate for the type of problem considered (non convex and with few design variables). The optimization formulation aims to get a motor/flange whose first natural frequency is equal to a specified value while observing the criterion of Rankine for brittle materials. Both the modal analysis and evaluation of the principal stresses are performed by a commercial finite element code. Due to the large computational cost associated to the combined use of PSO with an external finite element program, it is studied an approximation by least squares of the natural frequency and of the principal stresses. This procedure is effective and extremely efficient. Examples of flange designs obtained using the proposed formulation are presented and discussed, showing the validity of the procedure adopted. / Este trabalho tem como objetivo implementar um procedimento de otimização estrutural aplicado ao ajuste da frequência natural de motores elétricos. Isto é realizado pela modificação de algumas dimensões do flange, elemento de ligação entre o motor e o sistema que está sendo acionado. O algoritmo de otimização implementado é o PSO (Otimização por enxame de partículas), que se mostrou adequado ao tipo de problema considerado (não convexo e com poucas variáveis de projeto). A formulação de otimização tem como objetivo obter um conjunto motor/flange cuja primeira frequência natural seja igual a um valor estipulado, respeitando o critério de Rankine para materiais frágeis. A análise modal e de tensões é realizada por um programa comercial de elementos finitos. Devido ao grande custo computacional associado ao uso conjunto do PSO com um programa externo de elementos finitos, é estudada uma aproximação por mínimos quadrados da frequência natural e das tensões principais. Este procedimento se mostrou eficaz e extremamente eficiente. Exemplos de projetos de flange obtidos com o uso da formulação proposta são apresentados e discutidos, mostrando a validade do procedimento adotado.

NUNES, Rubens Fernandes. Usando vibrações naturais na descrição e no controle de locomoções fisicamente simuladas de personagens articuladas arbitrários. 2012. 160 f. Tese (Doutorado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-20T13:09:03Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_rfnunes.pdf: 9159878 bytes, checksum: 3d0cde019d846958a99bcc7e93559c30 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-25T12:15:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_rfnunes.pdf: 9159878 bytes, checksum: 3d0cde019d846958a99bcc7e93559c30 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-25T12:15:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_rfnunes.pdf: 9159878 bytes, checksum: 3d0cde019d846958a99bcc7e93559c30 (MD5) Previous issue date: 2012 / A animação de personagens virtuais é uma das áreas mais fascinantes em computação gráfica pelo fato de estar diretamente relacionada à manifestação de vida em um ambiente virtual. Entretanto, mesmo envolvendo pesquisa em diferentes áreas, tais como biomecânica, robótica, dinâmica, inteligência artificial e otimização, e sendo bastante incentivada pelas indústrias cinematográficas e pelas indústrias de jogos, gerar ferramentas de animação capazes de produzir locomoções realistas para personagens arbitrários, de maneira automática, é extremamente difícil, e muita pesquisa ainda é necessária. Simular a física presente no mundo real e entender como animais utilizam seus próprios aspectos físicos para se locomover é de fundamental importância para animar tais personagens arbitrários de maneira natural, já que capturar movimentos nem sempre é possível. Particularmente, esse problema se destaca ainda mais quando se deseja gerar locomoção para animais extintos ou completamente fictícios. De fato, é intuitivo que existe alguma relação entre a forma de um animal e a maneira como ele se locomove. Por outro lado, gerar locomoção usando abordagens dinâmicas é bastante desafiador porque a qualidade visual e o estilo da locomoção estão integralmente associados ao papel básico do controlador em fazê-la funcionar. Este trabalho propõe um método de descrição e de controle de locomoções, baseado na hipótese que animais reais exploram suas estruturas elásticas passivas através de excitações internas correspondentes às suas vibrações naturais de mais baixas frequências, para se locomover de maneira energeticamente eficiente. Disponibilizando uma paleta composta pelos modos naturais de vibração do próprio personagem simulado, uma interface visual permite que o animador guie a locomoção final através da seleção e da combinação interativa dessas vibrações. A partir do esboço da locomoção fornecido pelo animador, uma otimização baseada em simulação é realizada sobre os parâmetros do controlador a fim de produzir automaticamente uma locomoção cíclica e fisicamente correta, considerando o efeito da gravidade e a influência do chão. Essa decomposição modal da dinâmica do personagem permite que a locomoção seja definida em um espaço de controle reduzido e dinamicamente independente, o que facilita o processo de otimização. Como resultado, o sistema de animação proposto consiste em uma ferramenta útil de controle, capaz de produzir uma grande variedade de estilos de locomoção para personagens articulados arbitrários, com diferentes morfologias.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-06T21:32:02Z No. of bitstreams: 1 2018_JoseManuelBautistaOrdoñez.pdf: 2080470 bytes, checksum: 2f17f8bfd2793990fa25c5d7fe94fb6e (MD5) / Approved for entry into archive by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-11T19:45:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_JoseManuelBautistaOrdoñez.pdf: 2080470 bytes, checksum: 2f17f8bfd2793990fa25c5d7fe94fb6e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-11T19:45:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_JoseManuelBautistaOrdoñez.pdf: 2080470 bytes, checksum: 2f17f8bfd2793990fa25c5d7fe94fb6e (MD5) Previous issue date: 2018-09-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Os sistemas estruturais tubulares podem ser encontrados em várias aplicações industriais, um exemplo são os sistemas HVAC (do inglês “heating, ventilating and air conditioning”), os quais são responsáveis por fazer com que qualquer ambiente fechado permaneça dentro de uma faixa de temperatura, umidade e limpeza. Os sistemas estruturais tubulares têm como uma de suas aplicações o conforto ambiental interno em espaços industriais, edifícios e veícu-los, vários desses espaços têm processos industriais que geram altas frequências sonoras e vibrações mecânicas que precisam ser adequadamente controlados de forma a atender tanto as normas ambientais quanto aquelas relacionadas à saúde. Com o objetivo de analisar a vibra-ção estrutural de sistemas tubulares, a técnica de análise modal é uma metodologia clássica para extração das frequências naturais e modos de vibração. Dentre as técnicas de análise mo-dal destacam-se ainda as metodologias numéricas, como o método dos elementos finitos, e metodologias analíticas, como a Síntese Modal de Componentes (SMC). A SMC é uma das principais ferramentas de modelagem de sistemas complexos aplicada a sistemas de grande porte. O método utiliza um superconjunto modal e consiste em modelar separadamente com-ponentes individuais de uma estrutura e acoplá-los em um sistema único. O objetivo deste trabalho é demonstrar a aplicação da técnica SMC para estimativa das frequências naturais e modos de vibração de um sistema simplificado estrutural tubular. Tal sistema é composto por duas subestruturas, que junto a SMC utilizando o software MATLAB® e ANSYS®, irão for-mar um sistema global. A validação dos resultados foi realizada através de modelagem numé-rica utilizando o método de elementos finitos por meio do software ANSYS®. Os resultados obtidos se mostraram satisfatórios, demonstrando a viabilidade da aplicação da técnica SMC para análise de vibração estrutural em sistemas estruturais tubulares. / Tubular structural systems can be found in many industrial applications, such as heating, ven-tilation and air conditioning (HVAC) systems, which are responsible for making any enclosed environment remain within a temperature range, humidity and cleanliness. The tubular struc-tural systems have as one of their applications the internal environmental comfort in industrial spaces, buildings and vehicles, several of these spaces have industrial processes that generate high sound frequencies and mechanical vibrations that need to be adequately controlled in order to meet both environmental norms those related to health. With the objective of analyz-ing the structural vibration of tubular systems, the modal analysis technique is a classical methodology for extraction of the natural frequencies and vibration modes. Among the tech-niques of modal analysis, numerical methodologies such as the finite element method and analytical methodologies such as the Component Mode Synthesis (CMS) are also highlighted. CMS is one of the leading modeling tools for complex systems applied to large systems. The method uses a modal superset and consists of separately modeling individual components of a structure and coupling them into a single system. The objective of this work is to demonstrate the application of the SMC technique to estimate the natural frequencies and vibration modes of a simplified tubular structural system. This system consists of two substructures, which together with CMS using MATLAB® and ANSYS® software, will form a global system. The validation of the results was done through numerical modeling using the finite element meth-od using ANSYS® software. The results obtained were satisfactory, demonstrating the feasi-bility of applying the CMS technique for analysis of structural vibration in tubular structural systems.

Submitted by Adelmo Fernandes de Oliveira Junior null (ligley@gmail.com) on 2017-01-27T18:02:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Adelmo - 26-01-2017.pdf: 2029608 bytes, checksum: 09e6922ea4afa079b64bac18ef6882ba (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-01-31T16:02:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveirajunior_af_me_guara.pdf: 2029608 bytes, checksum: 09e6922ea4afa079b64bac18ef6882ba (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-31T16:02:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveirajunior_af_me_guara.pdf: 2029608 bytes, checksum: 09e6922ea4afa079b64bac18ef6882ba (MD5) Previous issue date: 2016-12-02 / A análise modal experimental é uma das técnicas mais importantes na caracterização dinâmica de estruturas. No setor aeroespacial a analise modal experimental é conhecida como Ground Vibration Test (GVT). Na Força Aérea Brasileira, o órgão responsável para executar o GVT é o Laboratório de Ensaios de Vibração (LEVI) da Divisão de Integração e Ensaio (AIE) do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE). Esta pesquisa foi realizada neste laboratório que possui as facilidades para a execução de GVT. O objetivo principal deste estudo foi aprimorar a metodologia de ensaio de análise modal aplicada a um modelo de aeronave em alumínio do tipo GARTEUR SM-AG-19. O estudo desenvolvido possibilita que em ensaios futuros os resultados sejam replicados, no intuito de avaliar a integridade do sistema de medição, levando em consideração aspectos da influência do torque na junta aparafusada entre a asa e a fuselagem. Para validar a metodologia os resultados obtidos neste estudo foram comparados com os resultados de dois estudos desenvolvidos no Brasil. A contribuição principal desta pesquisa é relacionada ao estudo do efeito da variação do torque na junta aparafusada entre a asa e a fuselagem sobre os parâmetros modais da estrutura. / The experimental modal analysis is one of the most important techniques in the dynamic characterization of structures. In the aerospace industry, the experimental modal analysis is known as Ground Vibration Test (GVT). In the Brazilian Air Force, the institution responsible for executing the GVT is the Laboratory of Vibration Testing (LEVI) of the Integration and Testing Division (AIE) of the Institute of Aeronautics and Space (IAE). This research was carried out on this laboratory that has the facilities to perform the GVT. The main objective of this study was to improve the modal analysis test methodology applied to an aluminium aircraft model named GARTEUR SM-AG-19. This study allows the results to be replicated in future tests in order to evaluate the integrity of the measurement system, taking into account aspects of the influence of the torque on the bolted joint between wing and fuselage. In order to validate the methodology the results obtained in this study were compared to the results of two studies developed in Brazil. The main contribution of this research is the study of the torque variation effect on the bolted joint between wing and fuselage on the modal parameters of the structure.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1565570 bytes, checksum: 641bee91a3e1ec7240272fff8310ca82 (MD5) Previous issue date: 2006-11-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work it is discussed the improvement in the modal test for obtaining the Frequency Response Function (FRF) in low natural frequency structures by using as exciter an instrumented hammer. There are two conflicting needs in this kind of test: on the one hand, the low natural frequencies of the structure, which are usually associated with low damping, demand long acquisition time so that good resolution in the spectrum may exist. On the other hand, the sampling rate must be increased to correctly catch the short duration signal of the hammer. This leads to an elevated number of points in the signal to be acquired, and there may eventually be limitation on such number of points when using spectrum analyzers in the acquisition and obtaining of the FRFs. Thus, in this work, the selective decimation technique explored for the improvement of the test. The work includes the construction of a prototype with two degrees of freedom (S2GL) to serve as case study for the tests enabling the theoretical and experimental Frequency Response Functions (FRF) to be compared, as well as adjusting the parameters of the model. The MATLAB programming language was used for obtaining the FRFs. The efficiency of the improvement applied was verified through the frequency spectra, in which it was observed significant resemblance between the non-decimated FRF with the acquisition having a high number of points, and the decimated FRF with smaller number of points and selected so that it could preserve the correct detection of the hammer signal. / Neste trabalho discute-se o aprimoramento do teste modal para obtenção da Função Resposta em Freqüência (FRF) em estruturas de baixas freqüências naturais utilizando como excitador um martelo instrumentado. Há duas necessidades conflitantes neste tipo de teste: de um lado, as baixas freqüências naturais da estrutura, usualmente associadas com baixo amortecimento, requerem um tempo longo de aquisição para haver boa resolução no espectro. Por outro lado, a taxa de amostragem deve ser elevada para captar corretamente o sinal de curta duração do martelo. Isto leva a um número elevado de pontos no sinal a ser adquirido, havendo eventualmente limitação de tal número de pontos ao se utilizar analisadores de espectro na aquisição e obtenção das FRFs. Neste sentido, neste trabalho foi explorada a técnica de decimação seletiva para aprimoramento do teste. O trabalho inclui a construção de um protótipo com dois Graus de Liberdade (S2GL) para servir como objeto de estudo para os testes deste aprimoramento, permitindo assim, comparar as Funções Resposta em Freqüências (FRF) teóricas e experimentais, bem como ajustar os parâmetros do modelo. Utilizou-se da linguagem de programação MATLAB® para a obtenção das FRFs. A eficiência do aprimoramento empregado foi verificada através dos espectros de freqüência, onde observou-se uma significativa similaridade entre a FRF não decimada com a aquisição possuindo um número elevado de pontos e a FRF decimada com menor número de pontos e selecionada de modo a preservar a correta detecção do sinal do martelo.

Apresenta-se um estudo analítico e experimental do fenômeno de interação entre excitadores eletrodinâmicos e a estrutura em ensaios de vibração e discutem-se causas e efeitos desta interação na qualidade dos resultados obtidos. Inicialmente, realizam-se simulações numéricas que contemplam as características mecânicas e eletromagnéticas do excitador. Definido o modelo para o excitador, realizam-se simulações de teste com estruturas, dos quais obtêm-se as forças de entrada e funções de resposta em freqüência (FRFs) estimadas que serão comparadas às FRF reais da estrutura. Posteriormente, considera-se a inclusão de graus de liberdade rotacionais aos modelos do excitador e da estrutura. Finalmente, as simulações de testes com múltipla excitação têm como objetivo principal o de observar os fenômenos de queda de força de excitação e seus efeitos sobre as FRFs estimadas. Com os resultados experimentais verificam-se os principais fenômenos da interação excitador / estrutura observados nas simulações numéricas tais como a queda da força de excitação e a influência da dinâmica do conjunto excitador / amplificador na resposta da estrutura. Através dos resultados experimentais obtidos com uma viga metálica observam-se os principais efeitos previstos pelas simulações. Ainda, comparam-se as alterações nos dados obtidos com outros métodos de excitação tais como, martelo impulsivo e excitação em malha fechada. Testes realizados com diferentes estruturas, como um pneumático e um chassi tubular, vêem complementar os dados obtidos até então para excitação com um único excitador. Os testes realizados com a finalidade de validar os modelos que incluem graus de liberdade rotacionais mostram que tais grandezas não podem ser negligenciadas, principalmente no que se referem aos testes com excitação via base, em que o item de teste é montado diretamente sobre o excitador. Ainda, verificam-se os resultados obtidos com diversos estimadores de FRFs em ensaios com acréscimo de ruído aos sinais de entrada e saída. Os resultados experimentais realizados com dois excitadores mostram os mesmos efeitos observados nas simulações, em geral uma redução na queda da força de excitação e uma melhor distribuição de energia pela estrutura. / An analytical and experimental study of the interaction between electrodynamic exciters and the structure under test is presented, and the causes and effects of this interaction on the obtained data quality are discussed. Initially, some numerical simulations are performed concerning the shaker\'s mechanical and electrical features. Once the shaker model is defined, some tests with structures were simulated in order to obtain the input forces and the estimated frequency response functions to be compared with the measured FRFs. Afterwards, the rotational degrees of freedom were included in the shaker and structure models. Ending this section, tests with multiple input forces were simulated. The experimental results confirm most of the phenomena observed in the simulation section, such as the input force drop-off and the influence of the shaker / power amplifier assembly on the structure\'s response. The tests conducted with a steal beam confirmed the effects predicted by the simulations. Therefore, these results are compared with others, obtained from alternative methods such as impact test and closed loop shaker tests. Tests with structures like a truck tyre and a tubular chassis complement the assessment of single input tests. The tests performed with the objective of validating the models considering rotational degrees of freedom show that these quantities cannot be neglected, mainly when base driven tests are concerned. Also, the efficiency of FRF estimators applied to shaker tests, in the presence of noise on the input and output channels is verified experimentally. The multiple input tests corroborate the effects observed in the simulations, in general, a reduction of the droopoff on the force and an improvement on the input energy distribution on the structure.

O método de Ibrahim no Domínio do Tempo (ITD) é considerado um dos métodos clássicos de identificação de parâmetros modais de estruturas. As maiores vantagens da sua aplicação residem na identificação de modos muito próximos com boa precisão, em uma faixa relativamente larga de freqüências, além do número reduzido de equipamentos requeridos para a realização de ensaios experimentais. Neste trabalho foi realizada uma aplicação do método ITD no processo de identificação das freqüências naturais, dos fatores de amortecimento e dos modos de vibrar de uma placa quadrada de alumínio, engastada em um dos lados e livre nos demais. Este modelo experimental apresenta alta densidade modal e a análise foi realizada em uma faixa de freqüências de 0 a 1600 Hz através de um ensaio de impacto. Para produzir um conjunto consistente de resultados é necessário utilizar um modelo sobredeterminado para o sistema em estudo. O resultado desta análise, porém, apresenta modos computacionais que devem ser eliminados. Para tanto, foram utilizados dois índices de confiança para qualificar os resultados, sendo estes o Fator de Confiança Modal (MCF) e a Colinearidade de Fase Modal Ponderada (MPCW). Os modos que apresentaram melhores índices de confiança são considerados o resultado final do processo de identificação. / The Ibrahim Time Domain (ITD) method is considered one of the classical modal parameter identification techniques. The greatest advantages of the ITD application consist of the precise identification of closely spaced modes within a wide range of frequencies and the small amount of equipment required to accomplish experimental testing. In this work, the ITD method was applied in the process of identification of natural frequencies, damping factors and mode shapes of a cantilever aluminium plate. High modal density was detected on the experimental model and the analysis was performed on a frequency range from 0 to 1600 Hz by means of impulse testing. However, an oversized model of the test structure must be used, so that a consistent set of results can be achieved. The results, nevertheless, present computational modes that must be removed from the model. Two confidence factors were used to qualify the results, namely the Modal Confidence Factor (MCF) and the Modal Phase Collinearity - Weighted (MPCW). The modes that presented higher confidence factor values were considered as the final result of the identification process.

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T21:44:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Okabe_EduardoPaiva_D.pdf: 3699501 bytes, checksum: 9a744709014d0fd925784d9408f38690 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho são investigados os efeitos da estrutura de suporte e de mancais hidrodinâmicos no comportamento de uma máquina rotativa. A estrutura de suporte, também conhecida como fundação, foi analisada experimentalmente, e através da análise modal das funções resposta em freqüência (FRF) foram calculados seus parâmetros modais. Estes parâmetros foram refinados através de dois métodos de otimização, o primeiro foi baseado na busca áurea, e segundo no método de mínimos quadrados não-linear. O modelo modal da fundação foi integrado ao sistema rotor-mancais através do método das coordenadas mistas, para o cálculo da resposta ao desbalanceamento do sistema completo. A análise modal complexa do sistema rotor-mancais-fundação foi utilizada para determinar a função resposta em freqüência direcional (dFRF), na qual foram observados os efeitos dos parâmetros testados sobre os modos diretos e retrógrados do rotor. Duas abordagens diferentes foram adotadas para a modelagem dos mancais hidrodinâmicos: o método das diferenças finitas e uma solução analítica usando a teoria de mancal curto. O método das diferenças finitas foi empregado no cálculo dos coeficientes de amortecimento e rigidez de um mancal hidrodinâmico finito, e estes foram aplicados no cálculo da resposta ao desbalanceamento e dFRF do rotor. A solução analítica foi usada no cálculo da resposta harmônica do rotor para demonstrar o comportamento não-linear do mancal. Os resultados das simulações foram verificados experimentalmente em um banco de testes / Abstract: This work investigates the effects of the support structure and the hydrodynamic bearings on the dynamic behaviour of rotating machinery. The support structure, also known as foundation, was analysed experimentally and its modal parameters determined through the modal analysis of its frequency response functions (FRF). These parameters were refined through two optimization methods, the first one based on the Golden Search, and the other one on the Nonlinear Least Squares method. The modal model of the foundation was integrated to the rotorbearings system through the Mixed Coordinates method for the calculation of the unbalance response of the complete system. The complex modal analysis of the rotor-bearings-foundation system was applied to calculate the directional frequency response function (dFRF), and determine the effects of the tested parameters on the forward and backward modes. Two different aproaches were adopted to model hydrodynamic bearings: the finite difference method and an analytical solution using the short bearing theory. The finite difference method was employed to calculate the stiffness and damping coefficients of a finite journal bearing, and they were applied in the calculation of unbalance response and dFRF of the rotor. The analytical solution was used to calculate the harmonic response of the rotor and demontrate the bearing nonlinear behaviour. The results of the simulations were verified through experimental tests in laboratory / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Aloisio Ernesto Assan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:17:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gatti_AndersonCarlos_M.pdf: 1799347 bytes, checksum: c5db751be8130693e5a2966d279bc22e (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho estuda-se o comportamento de pórticos planos submetidos a ações dinâmicas. Apresenta-se, inicialmente, a Equação de Movimento de Lagrange através das variações das energias cinética, potencial mais o trabalho das forças não conservativas. Em seguida, pelo emprego do Método dos Elementos Finitos são desenvolvidas as matrizes de rigidez, massa e amortecimento para o elemento de pórtico plano. O amortecimento introduzido é o de Rayleigh. Estudam-se dois métodos para a realização da análise dinâmica: o método de Newmark e o Método da Superposição Modal, também sendo realizado um estudo do problema de autovalor e autovetor pelo emprego do Método das Potências e o Método da Deflação de Wielandt. Os autovalores e autovetores fornecerão as freqüências naturais e os modos de vibração da estrutura. Finalmente, são mostrados exemplos numéricos para a análise do comportamento dos pórticos planos / Abstract: In this work, it is studied the behavior of plane frames submitted to dynamic loads. First of all Lagrange¿s Equations of Motion is presented by the kinetic and potential energy variation plus the work of the nonconservative forces. Next, the stiffness, mass and damping matrices for the plane frame element are developed with the use of the Finite Element Method. Damping is introduced from the Rayleigh damping. Both Newmark Method and Modal Superposition Method are studied to carry out the dynamic analysis. It is also carried out a study of the eigenvalue problem by Power Method and Wielandt Deflation Method. Eigenvalues and eigenvectors will provide the natural frequencies and normal modes of the structure, respectively. Finally, numerical examples are related to the analysis of the plane frameworks behavior / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: João Mauricio Rosario, Paul Sas / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T14:19:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JoaoAntonio_D.pdf: 11639940 bytes, checksum: 8ae79402323dcf5b2975577c75bf8e14 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho propõe uma metodologia, baseada na utilização de técnicas de ajuste de modelos, para a localização de falhas em estruturas mecânicas. Inicialmente, é feito um levantamento das técnicas de comparação e ajuste de modelos bem como uma discussão detalhada das várias etapas envolvidas no processo tais como modelagem analítica, teste experimental, correlação, localização de erro e ajuste do modelo. Os problemas de incompatibilidade entre os modelos causados pela diferença entre o número de graus de liberdade do modelo analítico e do modelo experimental são resolvidos através da utilização de métodos de redução e um sistema de referência comum para os dois modelos, experimental e analítico. Diferentes métodos de comparação, correlação e ajuste são discutidos, enfatizando-se as vantagens dos métodos baseados em funções de resposta em freqüência para a localização de falha estrutural. A metodologia proposta assume que falhas estruturais provocam uma redução da rigidez e da massa (menos provável) do sistema levando assim à uma mudança das características dinâmicas da estrutura e consequentemente, uma deterioração da correlação inicial entre o modelo analítico e o modelo experimental. A análise desta perda de correlação dos modelos permite avaliar o estado de degradação da estrutura. Detectada uma alteração significativa do comportamento da mesma, o modelo analítico é atualizado em relação aos parâmetros físicos e/ou geométricos, e o novo modelo é comparado com os dados de referência buscando localizar a falha. Modelos numéricos simulados e dados experimentais foram utilizados na validação do método. Duas estruturas foram ensaiadas, uma parcialmente danificada e a outra com um membro complemente danificado. Os resultados obtidos em ambos os casos foram satisfatórios e bastante promissores. A metodologia localizou os componentes danificados das estruturas e permitiu uma estimativa da extensão dos danos das mesmas / Abstract: This work investigates the location and assessment of structural damage of fIexible structures by using a Non Destructive Evaluation (NDE) tool based on the model updating technique. First. A survey of the model test reconciliation and a positioning of its various phases such as analytical modelling, experimental test, model correlation. error localisation and model adjustment are presented. The problems of incompatibility of the models due to the difference of the number as well as the positions of the degrees of freedom from the analytical and the experimental models are solved by using methods of reduction, and a common system of reference for both models. Various methods of comparison, correlation and updating have been discussed. It is also highlighted the advantages of the use of FRF-based model updating for dartuigedetection purpose. The NDE approach assumes that structural damage provokes a reduction of the stiffness and mass (Iess expected) of the structure yielding a change of its structural dynamic behaviour and consequently, a deterioration of the original correlation between the analytical and experimental models. The loss of correlation of the models is used to evaluate the damage state of the structure. For those cases that is detected a significant change of the dynamic behaviour of the structure, the analytical model is updated, based on the measured damaged data, and the updated model is compared with the intact one in order to localize the damage. Therefore, for a success of the updating process, the comparison between the updated model and the original undamaged one can provide the changes of the structure, leading to the damage. The updating method incorporated in the approach is a FRF-base updating method that works at an element levei and does not interfere with the theory of finite element modeI. This feature allows to relate the changes of the updated model directly with the variation of the adjusted parameters of the elements. which makes the method very useful for damage detection, since the difference between the original and the updated model becomes physically interpretable. Numerical simulation has been used to validate the proposed method and also to investigate the influence of noise contamination on the FRF(s) and the influence of a reduced set of "measured" responses in the localization of the damage. Two experimental tests have been performed in order to demonstrate the capability and limitation of the procedure using real measured data. Initially, a partial damage of a frame structure was investigated and then a total damage of a member from a spatial beam like structure. The approach succeeded in both cases, and it was shown that the quality of the measurement data and the reliability of the initial finite e!ement mode! are important requirements for the success of the approach / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica