Orientador : Marco Aurelio De Paoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T18:43:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_MarizaAparecida_M.pdf: 2690894 bytes, checksum: 1ba5192a31ef9a738fcf595b4f98ca76 (MD5) Previous issue date: 1989 / Mestrado

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T04:20:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251609.pdf: 4058200 bytes, checksum: 77d2356f5774c98728c14a1e691be526 (MD5) / Neutralizadores dinâmicos de vibrações são subsistemas mecânicos (em geral, sistemas com um grau de liberdade) que, anexados ao sistema mecânico principal, ou estrutura (chamado de sistema primário, ou estrutura primária), têm o propósito de controlar, ou reduzir vibrações e, conseqüentemente, atenuar radiação sonora em máquinas e painéis estruturais. O sistema primário, em questão neste trabalho, é uma porta de automóvel. Uma maneira barata e fácil de se construir neutralizadores é incorporando um material viscoelástico como elemento resiliente (mola), já que este possui ambas as características de material elástico e de fluido viscoso (dissipação de energia). Via de regra, para que se possa desenvolver corretamente uma estratégia de controle de vibrações utilizando material viscoelástico, existem duas propriedades dinâmicas básicas que precisam ser previamente conhecidas: o fator de perda do material e o seu módulo dinâmico de elasticidade. Normalmente, o comportamento dinâmico deste tipo de material é dependente da freqüência e da temperatura. O material viscoelástico disponível para o projeto dos neutralizadores a serem empregados neste trabalho é um Neoprene de dureza 55 Shore A, que foi caracterizado pelo grupo de pesquisa PISA. Os parâmetros fracionários deste material foram obtidos usando-se técnica concebida no PISA, hoje já divulgada internacionalmente. O presente trabalho consiste na aplicação de uma teoria baseada nas quantidades equivalentes generalizadas. Com este conceito é possível se escrever as equações que governam o movimento do sistema composto (sistema primário + neutralizadores) em termos das coordenadas generalizadas (graus de liberdade) do sistema primário apenas, muito embora a fixação dos neutralizadores representar graus de liberdade adicionais. Um modelo modal do sistema primário ? não importando sua irregularidade geométrica ou distribuição de amortecimento ? é necessário para a aplicação da teoria supracitada. Tal modelo pode ser obtido através de um programa de elementos finitos ou pela identificação experimental. Após o término da aplicação da teoria, a resposta do sistema composto é conhecida. Inicia-se, então, o processo de otimização. O projeto ótimo dos neutralizadores é obtido pela minimização de uma função objetivo. A função objetivo aqui definida é a norma de Frobenius de uma certa matriz quadrada. O aspecto inédito e original desta particular função objetivo é o fato de que ela prescinde do conhecimento do vetor das forças que atuam no sistema mostrando-se, também, muito adequada para a obtenção dos pontos ótimos de fixação dos neutralizadores em estruturas com elevada densidade modal. A utilização de um algoritmo híbrido envolvendo um algoritmo genético e uma técnica de otimização não-linear (TONL) garante que os parâmetros ótimos dos neutralizadores sejam também ótimos globais. The so often called dynamic vibration absorbers, which more appropriately should be called dynamic vibration neutralizers, are mechanical devices to be attached to another mechanical system, or structure, called the primary system, with the purpose of controlling, or reducing, vibration and consequently mitigating sound radiation from machines, structural surfaces and panels. The primary system in this work is an automobile door. The cheapest and easiest way to construct a vibration neutralizer is by incorporating a viscoelastic material, which presents both the resilient and the energy dissipating characteristics. The viscoelastic material acts as a damped spring. Generally, in order to develop a proper strategy for the control of vibration using a viscoelastic material, two basic dynamic properties are needed to be previously known: the loss factor of the material and its dynamic modulus of elasticity. Normally, the dynamic behavior of this type of material is dependent on frequency and temperature. The viscoelastic material available for the project of neutralizers to be used in this work is Neoprene of 55 Shore A hardness, which was characterized by the research group called PISA. The fractional parameters of this material were obtained by using a technique conceived by PISA, nowadays internationally recognized. This work consists in an application of a theory based on the concept of equivalent generalized quantities. With this concept, it is possible to write down the equations of motion of the composite system (primary system + neutralizers) in terms of the generalized coordinates (degrees of freedom) of the primary system alone, in spite of the fact that the composite system has additional degrees of freedom introduced by the attached neutralizers. A modal model for the primary system, no matter its geometric irregularity and distribution of damping, is necessary for the application of the theory. Such a model can be obtained both by the finite element method and by experimental identification. Once the theory has been applied, the response of the composite system is known, and then the optimization process starts. The optimum design of the neutralizers is achieved through a minimization of an objective function. So, a special objective function is here defined, based on the Frobenius norm of a certain square matrix. The innovative and genuine aspect of such function is the fact that no information about the vector of the input forces is needed. The use of a hybrid algorithm involving both a genetic algorithm and a non linear optimization technique guarantees that optimum parameters of the neutralizers are obtained.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:36:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319084.pdf: 5475320 bytes, checksum: 4f6aaa74626bcf58b940770a3d234082 (MD5) Previous issue date: 2013 / Borrachas representam uma das principais matérias primas disponíveis no mercado, sendo que sua utilização é em parte restrita devido às baixas propriedades mecânicas, ex: módulo elástico, tensão na ruptura, etc.. As formas para melhorar suas propriedades têm sido os processos de vulcanização e pela incorporação de cargas orgânicas ou inorgânicas em sua matriz. Neste trabalho foi realizado o estudo da incorporação de partículas de caulim de dimensões micrométricas e nanométricas (nanotubos de haloisitas) na matriz da borracha de etileno-propileno-etilideno norborneno (EPDM). Os estudos foram baseados em dois tipos de sistemas de EPDM com carga e/ou nanocarga: i) sistemas não vulcanizados; ii) sistemas vulcanizados por enxofre. As quantidades de caulim e de nanocaulim incorporadas na matriz de EPDM foram definidas na faixa de 0 até 60 phr (partes por cem de borracha). Os efeitos da incorporação do caulim e nanocaulim foram avaliados por diferentes técnicas de caracterização. Para o sistema não vulcanizado observou-se um aumento da tensão e rigidez quando foi incorporado caulim e nanocaulim. Por outro lado, a incorporação destas cargas produziu uma diminuição da temperatura de degradação térmica indicando uma menor estabilidade térmica dos sistemas. A energia necessária para degradação da matriz de EPDM diminuiu consideravelmente com a adição de nanocaulim, observado pelo menor valor de energia de ativação (Ea). O mecanismo de degradação térmica do sistema não vulcanizado seguiu o modelo de nucleação e crescimento de Avrami Eroféev (An). O processo de vulcanização das amostras com e sem incorporação de cargas (caulim e nanocaulim) foi estudado através de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Observou-se que a incorporação das cargas não favoreceu o processo de vulcanização do EPDM uma vez que houve um aumento da energia de ativação (Ea) necessária para formação de ligações cruzadas. O processo de vulcanização juntamente com a interação matriz/carga favoreceram as propriedades mecânicas e térmicas da matriz de EPDM. A energia de ativação (Ea) de degradação diminuiu com a adição de cargas e nanocargas e os mecanismos de degradação definidos para estes sistemas foram coerentes com os modelos de nucleação e crescimento de Avrami Eroféev (An) e nucleação randômica do tipo segunda e terceira ordem (Fn) <br> / Abstract: Rubbers are one of the main commercially available raw materials, being its use in part restricted due to its low mechanical properties. The manner to improve its properties has been the vulcanization processes and by the incorporation of organic or inorganic fillers into its matrix. In this work was study the incorporation of kaolin particles of micrometric and nanometer (haloisites nanotubes) dimensions in the ethylenepropylene-diene (EPDM) rubber matrix. The studies were based on two types of EPDM systems with filler and/or nanofiller: i) non-vulcanized systems, ii) vulcanized systems by sulfur. The amount of kaolin and nanokaolin incorporated into the EPDM matrix were set in the range of 0 to 60 phr (parts per hundred rubbers). The effects of the kaolin and nanokaolin incorporation were evaluated by different characterization techniques. For the non vulcanized system an increase in the tension and rigidity were observed when kaolin and nanocaulim was incorporated. Moreover, the filler incorporation decreased the thermal degradation indicating a lower thermal stability of the systems. The energy required for the EPDM matrix degradation decreased considerably with the addition of nanokaolin observed at the lower activation energy (Ea). The thermal degradation mechanisms for the non vulcanized systems were associated to nucleation and growth of Avrami - Erofeev (An). The vulcanization process of the systems with and without incorporation of filler (kaolin and nanokaolin) was investigated by Differential Scanning Calorimetry (DSC). It was observed that the fillers incorporation not favored the vulcanization process of EPDM because more energy was required for the crosslink process. The vulcanization process together with the matrix-filler interaction favored the mechanical and thermal properties of the EPDM matrix. The activation energy (Ea) of degradation decreased with the fillers and nanofiller addition and the degradation mechanisms of the systems were related to nucleation and growth Avrami-Erofeev (An) and random nucleation of second and third order (Fn) types.