Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-20T07:57:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195048.pdf: 5849352 bytes, checksum: 9652c8d2400b054dcc3f10b6722f1117 (MD5) / Esta dissertação de mestrado apresenta a investigação de uma metodologia para avaliação do impacto de ruído, aplicada à situação do projeto para ampliação da via próxima ao novo edifício projetado para o Curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal de Santa Catarina. Com os resultados foi possível basear diretrizes para a elaboração de uma regulamentação para planejamento urbano visando o controle do impacto do ruído gerado por vias de tráfego em edificações escolares.

Orientador: Milton Dias Júnior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-25T08:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_TeoLenquistda_D.pdf: 5484630 bytes, checksum: 40d5122ff01ee4077957ffbc79369379 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Ruído em um veículo é geralmente causado pela vibração de vários componentes. Por exemplo, vibrações causadas pelo motor podem causar vibração de um painel levando a ruído no interior da cabine. O controle de tal ruído e vibração pode ser conseguido através da aplicação de uma manta visco-elástica ou de outro material de amortecimento adequado sobre o componente do automóvel; no entanto, materiais de amortecimento convencional geralmente têm uma alta densidade, que pode conduzir a um aumento significativo na massa total do sistema de isolamento acústico. Uma alternativa para redução de peso emprega pastilhas piezocerâmicas ligadas em série a um circuito Resistor - Indutor ( RL ), funcionando como um amortecedor de vibração sintonizado; daí o termo ressoador piezoelétrico é utilizado. No presente trabalho, a capacidade de amortecimento de ressonadores piezoelétricos é comparada a tratamentos convencionais de amortecimento em uma sequência de três experimentos. Investigações iniciais são realizadas em uma chapa de aço instalada entre câmaras reverberante e anecóica para permitir medições de transmissão do som através da placa. Uma abordagem integrada utilizando análise modal e técnicas de visualização de campo acústico é utilizada para identificar os modos mais relevantes para a propagação do ruído. Na sequência, simulação por elementos finitos e análise teórica são utilizados para auxiliar na escolha dos valores dos componentes elétricos e no posicionamento dos resonadores piezoelétricos para atuação maximizada. Medições de Perda de Transmissão Sonora e Funções de Resposta em Frequência são realizadas para demonstrar o controle de vibração estrutural e o isolamento acústico resultante. Na sequência, os elementos de projeto deste experimento são replicados no painel de instrumentos de um veículo. Com o painel de instrumentos instalado entre salas reverberante e anecóica, a contribuição dos ressonadores piezoelétricos sobre a perda de transmissão sonora é demonstrada em uma estrutura complexa. Finalmente, ressonadores piezoeléctricos são utilizados para atenuar a vibração induzida pelo funcionamento de motor no painel traseiro de um veículo. Nesta aplicação prática, o efeito do controle de vibração e da atenuação de ruído interno são avaliados em condições operacionais. O trabalho é concluído com uma discussão sobre os resultados alcançados e os benefícios de redução de massa proporcionados pela técnica de amortecimento proposta / Abstract: Noise in a vehicle is generally caused by the vibration of various automotive components, such as the dash board, door panels, roof, or the like. For example, vibrations caused by the engine may cause a dash panel to vibrate leading to noise inside the cabin. The control of such noise and vibration may be achieved by placing a viscoelastic or other suitable damping material on the automotive component; however, conventional damping materials usually have a high density, which can lead to significant increases in the overall mass of the sound insulation system. A lightweight alternative employs piezoceramic patches connected in series to a Resistor-Inductor (R-L) circuit, performing as a tuned vibration absorber; hence the term piezoelectric resonator is used. In the present work, the damping capacity of piezoelectric resonators is compared to conventional damping treatments in a sequence of three experiments. Initial investigations are carried out in a steel plate installed between reverberant and anechoic rooms, to enable measurements of sound transmission through the plate. An integrated approach using component modal analyses and assessments of sound pressured distribution is employed to identify the most relevant modes to the noise propagation. In sequence, FE simulation and theoretical analysis are used to support the choice of the electrical components values and the placement of piezoelectric patches for maximized actuation. Measurements of Sound Transmission Loss (STL) and Frequency Response Function (FRF) are conducted to demonstrate the structural vibration control and its resulting sound insulation. Furthermore, design elements of this experiment are replicated into a vehicle dash panel. With the dash panel installed between reverberant and anechoic rooms, the contribution of piezoelectric resonators on the sound transmission loss is proven to be effective in a complex structure. Finally, piezoelectric resonators are employed to attenuate the vibration induced by powertrain excitation in the back panel of a vehicle. In this practical application, the effect of structural vibration control and interior noise attenuation are evaluated in operational conditions. The work is concluded with a discussion on the achieved results and mass saving benefits of the proposed lightweight damping technique / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Milton Dias Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:12:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simionatto_ViniciusGabrielSegala_D.pdf: 8460823 bytes, checksum: 3f1c69b6dfe1b24e67844c22ad4d181d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Absorvedores de Vibração Pendulares Centrífugos (ou CPVAs) são uma tecnologia criada em 1911, que trouxe excelentes resultados na redução de vibração torcional de muitos sistemas. Porém, sua aplicação em trens de potência automotivos para redução de vibração no virabrequim tornou-se inviável ao final da década de 1940 pela existência de dampers viscosos à base de silicone, uma solução mais barata e com performance similar em certas aplicações. Contudo, a vibração torcional transmitida a transmissões manuais ou automatizadas, em certas velocidades críticas, pode gerar ruído em níveis inaceitáveis, e as soluções atuais para a atenuação deste tipo de vibração, em algumas aplicações, são ou pouco efetivas, como o atrito em discos de embreagem, ou muito custosas, como volantes de dupla massa. Por isso, neste trabalho busca-se a aplicação de absorvedores de vibração pendulares em um disco de embreagem de um trem de potência automotivo equipado com uma transmissão automatizada para a redução de vibração torcional na transmissão, reduzindo possivelmente o ruído de rattle. Para este fim, primeiramente testes são realizados no veículo em estudo para o levantamento de dados torcionais do trem de potência, e em seguida, um modelo linear torcional é proposto, para que a dinâmica torcional do trem de potência seja representada. Em seguida, uma análise extensiva dos principais tipos de CPVA é realizada. São realizadas análises lineares e não lineares em modelos com parâmetros adimensionais de um e dois rotores com pêndulos centrífugos, e nas análises não lineares, o Método de Múltiplas Escalas é utilizado; um método mais robusto e preciso do que o método que vem sendo utilizado nos principais trabalhos nesta área. Além disso, as análises são feitas considerando-se que os pêndulos possuem trajetória genérica, e ênfase é dada às trajetórias clássicas: circular, cicloide e epiciclóide. Com base nestas análises, duas metodologias de projeto de pêndulos centrífugos são propostas. Além disso, um protótipo de disco de embreagem com pêndulo é proposto. Então, baseando-se nas limitações do projeto, simulações são feitas utilizando o modelo proposto para o trem de potência e o modelo não linear do pêndulo. As primeiras simulações são feitas obedecendo as limitações do projeto, que propiciam um pequeno raio de instalação do pêndulo e permitem que ele possua massa muito menor do que o valor ideal. Estas simulações mostram que, neste caso o pêndulo se torna instável e ineficaz. Nas simulações seguintes, as limitações de projeto são desprezadas e ambos os projetos de pêndulo são testados. Com maior inércia, o absorvedor pendular é capaz de reduzir substancialmente a vibração torcional na transmissão sem que seja necessário introduzir atrito no disco de embreagem. Contudo, pêndulos com maior inércia podem comprometer a vida útil dos sincronizadores da transmissão, e por isso estudos devem ser realizados para verificar este efeito colateral / Abstract: Centrifugal Pendulum Vibration Absorbers (or CPVAs) are a technology which dates back to 1911, and which has brought excellent results on the reduction of torsional vibrations in many systems. Its application in automotive powertrains for the reduction of vibration on the crankshaft became impracticable by the second half of the 1940s due to the existence of silicone based viscous dampers, a cheaper solution that had similar performance in many applications. However, torsional vibration transmitted to manual or semi-automatic gearboxes may cause unacceptable noise in some critical speeds, and the current solutions for the mitigation of this kind of vibration are, in some cases, either not effective, as torsional friction in clutch disks, or too expensive, as dual mass flywheels. For this reason, in this work, the use of centrifugal pendulum vibration absorbers on a clutch disk of a vehicle powertrain equipped with a semi-automatic gearbox is studied, aiming at reducing torsional vibration at the gearbox, leading to possible reduction of rattle noise. For this means, firstly tests are performed on the vehicle under investigation in order to obtain torsional data from its powertrain, and a linear torsional model of it is proposed next, so that the torsional dynamics of the powertrain can be represented. Then, an extensive analysis of the main types of CPVA are performed. Linear and nonlinear analyses are made in models with dimensionless parameters composed by one of two rotors and centrifugal pendulums. For the nonlinear analyses, the Method of Multiple Scales is used; a more robust and precise method than the one which has been used on the main literature in this area. Besides, the analyses are performed considering general-path pendulums and emphasis is given to the classical paths: circular, cycloid and epicycloid. Based on these analyses, two design techniques for CPVAs are proposed. Furthermore, a prototype of a clutch disk with pendulum absorbers is proposed. Then, based on project limitations, simulations are performed using the powertrain model and the nonlinear model of the CPVA. The first simulations are performed taking into consideration the project limitations, which allow a small radius for pinning the pendulum and also for a small mass of the pendulum bob, much lower than the ideal value. These simulations show that, in this case, the pendulum becomes unstable and ineffective. On the forthcoming simulations, project limitations are neglected and both pendulum design techniques are tested. With higher inertia, the pendulum absorbers are capable of providing a substantial reduction on the amplitude of vibration of the gearbox without the need for adding torsional friction to the clutch disk. However, pendulum bobs with high inertia may harm the service life of the gearbox¿s synchronizers, and further studies must be performed to evaluate this side effect / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T22:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:20:49Z : No. of bitstreams: 1 142508.pdf: 21810598 bytes, checksum: 498539c080481cace523125997ccca68 (MD5)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-02-21Bitstream added on 2014-06-13T19:55:35Z : No. of bitstreams: 1 silva_s_me_ilha.pdf: 1382147 bytes, checksum: 3fda6ad8742fdeab5c8e0db680440cbe (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho tem como propósito utilizar técnicas de controle robusto para atenuação ativa de vibração mecânica em estruturas acopladas a atuadores e sensores piezelétricos. Os controladores são projetados segundo o enfoque de otimização convexa, com os requisitos envolvendo desigualdades matriciais lineares (LMIs). A proposta é ilustrar duas sínteses diferentes de realimentação via LMIs. A primeira é o projeto de controladores por realimentação de estados, estimados por um observador, considerando incertezas paramétricas do tipo politópicas. A segunda metodologia é baseada no controle H8 via realimentação do sinal de saída, considerando incertezas dinâmicas limitadas por norma. Os sensores/atuadores são posicionados em pontos ótimos utilizando-se a norma H8 como índice de desempenho. Os modelos matemáticos utilizados na síntese dos controladores foram obtidos a partir do método dos elementos finitos considerando o acoplamento eletromecânico entre os atuadores/sensores e a estrutura base ou a partir de métodos de identificação. Neste contexto, este trabalho também discute e exemplifica o algoritmo de realização de autosistemas (ERA). Três exemplos são solucionados para exemplificar a metodologia implementada: uma estrutura tipo placa, uma viga engastada-livre e a supressão ativa de flutter em um aerofólio 2-D, problema de grande interesse na indústria aeronáutica. Os resultados mostraram uma significante atenuação da vibração estrutural na faixa de freqüência de interesse e o atendimento dos requisitos impostos na fase de projeto. / The proposal of this work is to use robust control techniques in order to suppress mechanical vibration in structures with pieozoelectric sensors and actuators coupled. The controllers are designed by convex optimization and the constraints are dealt through linear matrix inequalities (LMIs) frameworks. Two different methodologies to feedback the system by using LMIs are explained. The first one is the observer-based state-feedback considering polytopic uncertainties. The second one is the H output feedback control considering norm-bound uncertainties. The sensors/actuators are located in optimal placements by using H norm as performance index. The mathematical models used in the controller design were obtained by finite element methods considering eletromechanical effects between the host structure and piezoelectric sensors/actuators patches or by using identification methods. In this sense, it is also discussed the eigensystem realization algorithm (ERA). Three different applications are proposed and solved in order to illustrate the applicability of the methodology: a cantilever plate; a cantilever beam; and an active flutter suppression in a 2-D airfoil, a problem of considered interest in the aeronautic industry. The results showed the vibration suppression in the bandwidth of interest when submited to the requirements imposed by practical situations.

Orientador: Jose Roberto de França Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T19:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes_Osmar_M.pdf: 3751336 bytes, checksum: 2fc3b9c3cc2af03451617cae482065d1 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: As características acústicas de compressores herméticos têm se tomado cada vez mais críticas no projeto destes equipamentos e as predições destas características ao longo do projeto, obrigatórias para a adequação deste produto às condições de consumo. Este trabalho apresenta um método de avaliação vibro-acústica de compressores herméticos através de modelos de elementos finitos. Para estas avaliações, forças harmônicas com amplitudes unitárias são aplicadas em pontos específicos da carcaça e os seus campos de pressão sonora resultantes são calculados sob condições anecóicas, sendo que, estas condições foram modeladas através de elementos infinitos acústicos. Através deste método, é possível obter numericamente a potência acústica irradiada por diferentes versões de projeto, compará-las, escolher a versão mais adequada e, se for o caso, obter informações para direcionar modificações em uma versão para a sua adequação aos níveis de potência sonora exigidos. O trabalho mostra as verificações executadas durante o processo de desenvolvimento desta metodologia como análise modal, análises de convergência e comparações de resultados numéricos com analíticos através de modelos de fontes omnidirecionais. Para a verificação de seu funcionamento, são apresentadas as análises vibro-acústicas numéricas de duas versões de compressor. Além disto, dois protótipos com características semelhantes aos modelos analisados foram testados em câmara reverberante para a obtenção de suas potências sonoras e a comparação com os resultados numéricos. Os resultados obtidos desta comparação mostraram boas correlações entre numérico e experimental e fornecem subsídios para avaliar o desempenho entre as diferentes versões de projeto / Abstract: The importance of the acoustic characteristics in design of hermetic compressors has increased along the years. As a consequence, to predict these characteristics in the design phase is mandatory for this product to meet the consumption requirements. This work presents a method for evaluating the vibration and acoustic characteristics of hermetic compressors through finite element models. To perform these evaluations, harmonic forces with unitary amplitudes are applied in specific locations of the compressor housing and their resulting acoustic pressure fields are ca1culated under anechoic conditions obtained through the acoustic infinite elements. By using this method, it is possible to numerically obtain the acoustic power level irradiated by different versions of design in order to compare them and to choose the most adequate version. With the use of this method it is also possible to obtain information to guide modifications in the design and suit it to desired acoustic power levels. This work presents the verifications performed during the development process of this methodology such as modal analysis, convergence analysis and comparisons between analytical and numerical results by using omnidirectional sources. To validate this methodology, the acoustic numerical analysis of two versions of compressor' s housing was presented. Furthermore, two prototypes similar to the models characteristics were submitted to tests in reverberant chamber for obtaining their acoustic power levels and compared with the numerical results. The obtained results of this comparison presented a satisfactory correlation between numerical and experimental results and provided relevant information to evaluate different design versions / Mestrado / Mecanica Computacional / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Stelamaris Rolla Bertoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-05T23:46:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_Christiandos_M.pdf: 3511506 bytes, checksum: d365f6dc71d5566b93533834923018e0 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A existência de fenômenos acústicos depende de três fatores: a fonte, o meio e o receptor. Para a prevenção de condições ruidosas em certos ambientes, é necessário o conhecimento de uma característica própria da fonte que não sofre interferência do meio na propagação da energia sonora, como é o caso da potência sonora. O IBAMA em conjunto com o INMETRO iniciou um programa que visa informar e minimizar o ruído (nível de potência sonora) produzido por aparelhos elétricos etiquetando-os. Este programa se chama Selo Ruído. Existe uma previsão de inclusão de ferramentas elétricas neste programa de etiquetagem. A furadeira elétrica é uma destas ferramentas que tem inclusão prevista. Com o intuito de investigar os métodos de ensaio para determinação de potência sonora, este trabalho propõe a realização de ensaios de diversos métodos normalizados de determinação de nível de potencia sonora aplicando-os para furadeiras elétricas. Os métodos escolhidos para os ensaios foram os que utilizam salas reverberantes especiais (ISO 3743 ¿ Engineering Methods for Special Reverberations test Rooms e ISO 3741 ¿ Precision Methods for Special Reverberations test Rooms). Estes métodos são referenciados na norma nacional NBR 13910:1997-Parte 1- Diretrizes de ensaios para a determinação de ruído acústico de aparelhos eletrodomésticos e similares. Com os resultados obtidos dos ensaios realizados, foi feita uma análise de qualificação das metodologias empregadas. A partir de cada item destas metodologias foi analisada a aplicabilidade destes itens a ser empregado no método de ensaio proposto. A construção das etapas do método foi obtida a partir dos itens qualificados e aplicáveis ao programa de etiquetagem Selo Ruído / Abstract: In the acoustic phenomena there are three main variables: the source, the medium and the receptor. For the prevention of noise conditions in certain places, it is necessary to know a source characteristic that does not change with medium variations. This characteristic is the sound power radiated by the source. To consider this prevention, IBAMA and INMETRO started a program that labels the household appliances according to the noise level emitted by them. This program is called ¿Selo Ruído¿. There is a prevision to include the electric tools in this label program. The drill is one of these electric tools that will be included. To investigate the methods for determination of the sound power levels, this work proposes some tests of drills in several standarded methods. The methods used for the tests were the ones that use reverberation rooms (ISO 3743 ¿ Engineering Methods for Special Reverberations test Rooms and ISO 3741 ¿ Precision Methods for Special Reverberations test Rooms). These methods are referenced at the Brazilian standard NBR 13910:1997 ¿ Part 1 ¿ ¿Diretrizes de ensaios para a determinação de ruído acústico de aparelhos eletrodomésticos e similares¿. A qualification analysis of the methodologies applied was done, based on the tests results. An application of these items was done from each item of these methodologies in the test method proposed. The construction of the steps in the proposed method was made from the items qualified and applied to the ¿Selo Ruído¿ program / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil