A determinação de características dinâmicas de estruturas aeronáuticas é um assunto extremamente importante na indústria aeroespacial, principalmente devido à demanda contínua para estruturas mais leves e conseqüentemente mais flexíveis. Neste contexto, estruturas aeroespaciais precisam ser submetidas a alguma forma de verificação modal antes do vôo, para assegurar que a aeronave é livre de fenômenos aeroelásticos indesejáveis. Esta análise freqüentemente inclui a identificação experimental de características dinâmicas como freqüência natural, fatores de amortecimento e forma dos modos usando ensaio modal. Neste trabalho foi realizado um ensaio de vibração no solo em uma asa metálica da aeronave Neiva Regente para obtenção das funções resposta em freqüência da estrutura. O método de identificação utilizado para este estudo é o Algoritmo de Realização de Sistemas – ERA. É um método de identificação considerado eficiente e poderoso, pois é capaz de identificar estruturas que apresentem comportamento dinâmico complexo. O algoritmo foi validado através de uma simulação de um modelo hipotético e de dados experimentais de uma viga de alumínio. Os resultados experimentais, porém, apresentam modos computacionais que devem ser eliminados. Para tanto foram utilizados três índices de confiança para qualificar os resultados, sendo estes: Colinearidade de Fase Modal Ponderada (MPCW), Coerência da Amplitude Modal Estendida (EMAC) e Indicador de Consistência Modal (CMI). Os modos que apresentaram melhores índices de confiança são considerados o resultado final do processo de identificação. Desta forma, o processo de identificação foi aplicado para a semi-asa da aeronave Neiva Regente. A identificação revelou-se mais difícil, basicamente devido à complexidade da estrutura somado-se a problemas de ruído, o que levou a um número pequeno de modos identificados / The determination of the dynamic characteristics of aircraft structures has become an extremely important issue in the aerospace industry, primarily due to the continuous demand for lighter and consequently more flexible structures. In this context, most aerospace structural system must be subjected to some form of modal verification prior to flight in order to ensure that the aircraft is free from any dangerous aeroelastic instability phenomena. The verification procedure often includes the experimental identification of structural characteristics such as the natural frequency, damping factors and normal modes using modal testing. In this work, a ground vibration testing (GVT) of a metallic wing of the Neiva Regente aircraft was accomplished in order to assess the frequency response functions. The basic identification method used for this study is the Eigensystem Realization Algorithm – ERA. It is an identification method, which is considered efficient and powerful, because it is capable to identify structures that present complex dynamic behaviour. The algorithm was valited through data obtained from a simulation of a hypothetical model and dynamic measurement accomplished in an aluminium beam. The experimental results, nevertheless, present computacional modes that must be removed from the model. Three confidence factors were used to qualify the results, namely the Modal Phase Collinearity – Weighted (MPCW), Extended Modal Amplitude Coherence (EMAC) and Consistent-Mode Indicator (CMI). The modes that presented higher confidence factor values were considered as the final result of the identification process. Then, the identificatin process was applied to a semi-wing of the Neiva Regente aircraft. This case has revealed a much harder identification procedure, where the complexity of the structure plus noisy data have led to a small number of identified modes

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / Em engenharia de barragens, é indispensável a observância de condições rigorosas de segurança pois, dependendo do porte, seu rompimento causa graves prejuízos, diretos (como perdas de vidas humanas, danos materiais na barragem e nas zonas inundadas) e indiretos (como paralisação das atividades econômicas no local e a jusante, perda de energia elétrica que seria gerada na barragem rompida e em outras e danos físicos e/ou psicológicos aos sobreviventes). A barragem deve possuir estabilidade adequada para suportar com segurança os carregamentos (normais e extremos) de projeto. Dentre os eventos extremos a que uma barragem deve resistir, há o sismo. Quando a barragem vibra, a água também participa do movimento, portanto, durante a ação de um sismo, é de fundamental importância a consideração da interação dinâmica entre a estrutura e o fluido. Além disso, os efeitos da rocha de fundação da resposta ao terremoto de barragens são significativos e devem ser considerados em uma análise dinâmica. Este trabalho apresenta respostas (deslocamentos e tensões) de uma barragem em arco com dupla curvatura (barragem Morrow Point), incluindo a interação barragem-reservatório-fundação, submetida a um movimento do solo (terremoto de Taft Lincoln School Tunnel). Em todas as análises realizadas, utilizou-se o software ANSYS, baseado no método numérico dos elementos finitos e os resultados computados foram comparados com os disponíveis na literatura. Para atenuação das ondas espúrias de reflexão, foi utilizado elemento absorvedor no domínio finito do reservatório e camadas absorventes no domínio finito da fundação. A aplicação do sismo foi feita pela técnica de deconvolução. Como resultado final foi feita a análise completa da resposta da barragem devido ao seu peso, a pressão hidrostática e ação sísmica. A relação do módulo de Young da fundação pela barragem é igual a 1 sendo considerados todos os efeitos da interação barragem-fundação, o reservatório foi assumido como cheio e o coeficiente de reflexão da onda no contorno do reservatório foi selecionado como 0,5, sendo que a tensão de tração máxima encontrada foi de 3,69 MPa na direção do arco na ombreira inferior direita (1/5 da altura) na face montante da barragem. / In dam engineering, it is indispensable to observe strict safety conditions, since, depending on the size, its disruption causes direct (such as loss of human life, damage to the dam and flooded areas) and indirect (such as a stoppage of activities, loss of electrical energy that would be generated in the ruptured dam and others and physical and / or psychological damage to the survivors) serious damages. The dam must have adequate stability to safely withstand (normal and extreme) design loads. Among the extreme events to which a dam must resist, there is the earthquake. When the dam vibrates, water also participates in the movement, so during the action of an earthquake, it is of fundamental importance to consider the dynamic interaction between the structure and the fluid. In addition, the rock foundation effects of quake response to dams are significant and should be considered in a dynamic analysis. This work presents responses (displacements and stresses) of a double-curved arc dam (Morrow Point dam), including the dam-reservoir-foundation interaction undergoing a ground movement (Taft Lincoln School Tunnel earthquake). In all analyzes, the ANSYS software was used, based on the numerical method of the finite elements and the computed results were compared with those available in the literature. For attenuation of the reflection spurious waves, absorber element was used in the finite domain of the reservoir and absorbent layers in the finite domain of the foundation. The earthquake was applied by the deconvolution technique. As a final result, a complete analysis of the dam response was made due to its weight, hydrostatic pressure and seismic action. The ratio of the Young's modulus of the foundation to the dam is equal to 1 considering all the effects of the dam-foundation interaction, the reservoir was assumed to be full and the reflection coefficient of the wave in the contour of the reservoir was selected as 0.5, being that the maximum tensile stress found was 3.69 MPa in the arch direction at the lower right side (1/5 of the height) at the face of the dam.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2008. / Submitted by wesley oliveira leite (leite.wesley@yahoo.com.br) on 2009-09-18T14:37:44Z No. of bitstreams: 1 2008_NelsonAOCano.pdf: 2038111 bytes, checksum: bb9d1ca76600fd127788f7c7dd1d6479 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2010-06-30T11:48:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_NelsonAOCano.pdf: 2038111 bytes, checksum: bb9d1ca76600fd127788f7c7dd1d6479 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-06-30T11:48:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_NelsonAOCano.pdf: 2038111 bytes, checksum: bb9d1ca76600fd127788f7c7dd1d6479 (MD5) Previous issue date: 2008-03 / Este trabalho de dissertação apresenta um estudo comparativo dos parâmetros que controlam a efetividade dos principais sistemas de isolamento de base utilizados na proteção de edifícios submetidos a excitações sísmicas. É avaliada, também, a eficiência desses parâmetros, tais como: o coeficiente de atrito, o período do isolador, a razão de amortecimento, o coeficiente rigidez estrutural e o período da superestrutura por intermédio da comparação das respostas dinâmicas obtidas no domínio do tempo para edifícios com e sem isolamento de base. Simulações numéricas do sistema acoplado de equações diferenciais que governam o comportamento da superestrutura-isolador são realizadas utilizando o programa Simulink® de Matlab®. Para avaliar a influência dos modos de vibração mais altos no comportamento da superestrutura-isolador foram propostos modelos dinâmicos de edifícios de dois e seis graus de liberdade submetidos às componentes de aceleração sísmica dos terremotos de EL Centro (1940), Kobe (1995) e Loma Prieta (1989). Adicionalmente, é examinada a efetividade do isolador de Nova Zelândia (NZ) no controle das vibrações máximas de um edifício 3D. Finalmente são apresentadas as conclusões dos resultados encontrados neste estudo. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This dissertation work presents a comparative study of parameters that control the effectiveness of the main base isolation systems used in the building protection under a seismic excitation. Also, it is availed the efficient of parameter as: friction coefficient, isolator period, damping coefficient, structural stiffness, and structural period by means of comparative dynamics response obtained in the time domain of isolated and nonisolated buildings. Numerical simulations of couple differential equations systems that govern the superstructure-isolators behavior are set up using the simulink® program of Matlab®. For evaluating the influence of higher vibration modes in the superstructureisolator behavior are used two and six-degree-of-freedom building dynamics models under a seismic acceleration components of EL Centro (1940), Kobe (1995) and Loma Prieta (1989) earthquake. Additionally, isolator’s effectiveness of New Zeland (NZ) is examined for controlling the maximum 3D building vibrations. Finally are presented the conclusions of the results found in this study.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-05-17T18:44:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Juliane Klug.pdf: 1713843 bytes, checksum: 49f0fdd91c1c85f8f33851afdadaf0f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2017-05-10T14:46:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao Juliane Klug.pdf: 1713843 bytes, checksum: 49f0fdd91c1c85f8f33851afdadaf0f5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-10T14:46:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao Juliane Klug.pdf: 1713843 bytes, checksum: 49f0fdd91c1c85f8f33851afdadaf0f5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / O emprego cada vez mais corrente da análise dinâmica de estruturas tem crescido bastante, de acordo com o surgimento de novas tecnologias construtivas. Estruturas cada vez mais esbeltas têm sido concebidas graças ao crescente conhecimento a respeito do comportamento dos materiais e da otimização da sua utilização. Essa tendência de projeto tem gerado sistemas estruturais com características dinâmicas associadas a valores de freqüências naturais cada vez mais baixos e mais próximos das freqüências de atividades humanas, tais como: andar, correr e saltar. Como conseqüência desses fatores, cargas dinâmicas oriundas das atividades humanas rítmicas podem levar uma estrutura a um nível de solicitação próximo da ressonância, fazendo com que os deslocamentos, esforços e acelerações sejam intensificados, provocando o desconforto no usuário. Assim sendo, esta investigação objetiva o estudo do comportamento de pisos mistos açoconcreto, quando submetidos às atividades rítmicas correspondentes a ginástica aeróbica e saltos à vontade. A análise fundamenta-se na modelagem computacional dos sistemas estruturais, através do Método dos Elementos Finitos (MEF). No modelo computacional desenvolvido, são empregadas técnicas usuais de discretização, por meio do programa Ansys. As vigas são simuladas por elementos finitos, onde são considerados os efeitos de flexão e de torção. A laje de concreto é simulada por meio de elementos finitos de casca. Na modelagem do carregamento dinâmico foram utilizados resultados experimentais que consideram os efeitos de multidão e, ainda, parâmetros de projeto propostos por recomendações internacionais. Os resultados obtidos ao longo do estudo, em termos das acelerações máximas (acelerações de pico), são confrontados e comparados com os limites propostos por recomendações internacionais, sob o ponto de vista do conforto humano, para diferentes tipos de ocupação. Os resultados alcançados neste trabalho indicam que os pisos mistos analisados são submetidos a níveis de aceleração elevados que certamente podem vir a causar problemas, pois ultrapassam critérios de conforto humano / The application of dynamic analysis in structures is growing together with the new technologies of construction. Knowledge about the behavior of materials and its consequent optimized usage allow making structures more and more slender. This tendency of design are leading to structures systems with natural frequencies much and much lower and, therefore closer to the frequency of the dynamic excitation associated to the human beings activities, such as: walking, running and jumping. As a consequence, dynamic loads due to human rhythmic activities can be enough to cause frequencies near the resonance, making the system sufficiently vulnerable to the effects of vibrations, exceeding the recommended limits for human comfort, resulting in discomfort for people. This work intends to study the behavior of composite floor systems (steel-concrete), subjected to human rhythmic activities like aerobic activities and free jumps. For such, analysis in composite floor models will be done using the Finite Element Method (FEM). It was considered the usual techniques of discretization using the computer program Ansys. The beams are simulated by finite elements considering flexion and torsion effects. The concrete floors are simulated by elements with membrane capability. The dynamics loads were modeling using diferents metodologies. One of these, uses experimental parameters that considere effects produced by crowds, and other, use parameters from international recomendations. Later, the results obtained, in terms of the maximums accelerations (peaks accelerations), are confronted and compared to those supplied by the technical literature available about the subject, from the point of view of human comfort. The results obtained in this study show that composite floors analyzed are submitted to high accelerations that can be cause problems, because exceed the limits associated to the human comfort.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007. / Submitted by Aline Jacob (alinesjacob@hotmail.com) on 2010-01-13T14:24:10Z No. of bitstreams: 1 2007_RenataNepomucenoMerce.pdf: 5742457 bytes, checksum: 1a51e1024499bdfe145491f094dcba81 (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2010-01-13T17:03:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_RenataNepomucenoMerce.pdf: 5742457 bytes, checksum: 1a51e1024499bdfe145491f094dcba81 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-13T17:03:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_RenataNepomucenoMerce.pdf: 5742457 bytes, checksum: 1a51e1024499bdfe145491f094dcba81 (MD5) Previous issue date: 2007-07-16 / As pontes são estruturas que devido a suas grandes dimensões, longa vida útil e complexidade estrutural, necessitam de uma avaliação regular para garantir o seu uso, segurança e confiabilidade. O modelo modal da ponte baseado em dados experimentais é uma ferramenta utilizada para avaliar estas estruturas, na qual um procedimento de identificação de sistemas é aplicado para identificar os modos de vibração e as freqüências naturais. Estes modelos identificados apresentam uma boa precisão na representação do comportamento real da ponte. O modelo numérico é outra ferramenta útil para representar o comportamento das pontes. O modelo de elementos finitos pode ajudar no projeto de modificação da estrutura, na análise de carregamentos extremos, etc. Entretanto, o nível de exatidão dos modelos numéricos não é suficiente para garantir a precisão requerida na representação das pontes. As imprecisões dos modelos numéricos são geralmente devidas às simplificações realizadas no processo de modelagem, às incertezas nas propriedades geométricas e dos materiais, imprecisões nas condições de contorno, etc. Para melhorar o modelo numérico de uma ponte, este deve ser atualizado com o intuito de aproximar o comportamento do modelo aos dados modais experimentais, estabelecendo um modelo mais preciso. O princípio deste processo é, baseado nos parâmetros modais obtidos experimentalmente, alterar as matrizes do sistema (matrizes de massa, rigidez e amortecimento) que descrevem completamente o modelo em elementos finitos. Esta tese tem como objetivo desenvolver uma metodologia capaz de identificar por intermédio de modelos numéricos o comportamento real das pontes. Nesta metodologia, o modelo numérico da ponte em análise é criado e os parâmetros modais experimentais são identificados a partir de dados obtidos de um ensaio dinâmico. Com base nesses parâmetros, o modelo inicial de EF passa por um processo de atualização composto por uma etapa manual e uma automática. Na etapa manual o modelo inicial de EF é revisado e ajustado manualmente para proporcionar uma melhor relação entre as freqüências naturais experimentais e numéricas da ponte. Na etapa automática, o modelo de EF manualmente atualizado é novamente alterado por meio de um processo de otimização. A metodologia proposta é então aplicada na ponte de Clifton, uma ponte pênsil de cabos de ferro projetada por Brunel, que liga Clifton em Bristol a Leigh Woods, em Somerset Norte, Reino Unido. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Bridges are structures that due their immense dimension, long spans, long service life and structural complexity, need a regular inspection and condition assessment to guarantee their serviceability, safety and reliability. The modal model of the bridge based on dynamic measurement has been a tool to evaluate these structures. A system identification procedure is applied to identify the mode shape and natural frequencies. The accuracy of these identified models is very good, and they are able to represent the actual behavior of the bridge. Numerical model to simulate the physical system of the bridges has been other useful and important tool used to determine the behavior of these structures. The finite element model performs the static and dynamic analysis, help in the design of modification in structures, carry on extreme load analysis, etc. However, the level of accuracy of the numerical model of the bridge, due to simplifications made in modeling, uncertainties in material and geometry proprieties, inaccurate boundary condition, is not enough for the required necessity. To improve the FE predictions, the model must be realistically updated to produce the experimental observed dynamic measurements and, in this way, establish an accurate finite element model for the bridge. This process can be called model update. In term of principle of FE model updating, the system of matrices (mass, stiffness, damping matrices) that completely describe the FE analysis are modified or updated with respect to the reference data which are generally the experimental modal parameters. This thesis focuses on the development of a methodology to the dynamic behavior of bridges. Initially, the structural modal parameters are identified from dynamic measurement. Based on these identified parameters, the initial FE model is updated. The update is compost for a manual and automatic phase. In the manual phase the initial model is revised and manually tuned to match the actual natural frequencies of the bridge more closely. In the automatic phase, the manual tuned FE model is changed again by a optimization method. The proposed methodology was tested on the Clifton suspension bridge, an iron chain suspension bridge designed by Brunel, spanning the Avon Gorge and linking Clifton in Bristol to Leigh Woods in North Somerset, UK.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-30T18:04:30Z No. of bitstreams: 1 2016_FernandodosSantosOliveira.pdf: 6646040 bytes, checksum: a918278b21da46660beef0d43415e2b7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-12-19T12:36:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_FernandodosSantosOliveira.pdf: 6646040 bytes, checksum: a918278b21da46660beef0d43415e2b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T12:36:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_FernandodosSantosOliveira.pdf: 6646040 bytes, checksum: a918278b21da46660beef0d43415e2b7 (MD5) / A construção de edificações cada vez mais altas e esbeltas tem se tornado bastante comum nos grandes centros, desafiando assim os projetistas estruturais a elaborarem projetos cada vez mais eficientes de forma que o arranjo adotado possa utilizar da melhor forma as características dos materiais. O uso de dispositivos que adicionam rigidez e amortecimento às estruturas sujeitas a ações dinâmicas, como cargas de vento e terremotos, tem se tornado cada vez mais comum nas estruturas civis. Um desses dispositivos mecânicos que tem sido amplamente utilizado é o dissipador do tipo Added Damping and Stiffness (ADAS), que se corretamente instalado, pode aumentar significativamente a resistência, rigidez e capacidade de dissipação de energia das estruturas das edificações. Os dispositivos do tipo ADAS são basicamente dissipadores de energia instalados na estrutura com o objetivo de que a dissipação ocorra de forma concentrada nesses elementos, protegendo assim a estrutura principal de maiores danos. Uma vez ocorrida a ação dinâmica que danifique esses elementos, eles podem ser facilmente substituídos sem maiores dificuldades. Esses dissipadores de energia apresentam a vantagem de não precisarem de tecnologia avançada para sua produção e podem ser facilmente instalados na estrutura. Possuem ainda a vantagem de que fatores ambientais tais como temperatura e umidade, pouco ou nada afetam seu desempenho. No presente estudo, como uma alternativa ao ADAS, é realizada a otimização topológica de um dissipador metálico aplicado à redução de vibração em edificações sujeitas a terremotos, considerando através de análise numérica e experimental o formato adequado desse tipo de dispositivo. Em seguida busca-se a obtenção da probabilidade de falha desse sistema estrutural, levando-se em consideração as incertezas inerentes ao projeto, através da análise de confiabilidade. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The construction of increasingly tall and slender buildings has become quite common in large cities, challenging the structural engineers to develop increasingly efficient designs so that the adopted arrangement can make best use of the characteristics of materials. The use of devices that add stiffness and damping to structures subjected to dynamic actions such as wind and earthquake loads, has become increasingly common in civil structures. One of the mechanical devices that have been widely used is the Added Damping and Stiffness (ADAS), which if correctly installed, can significantly increase the strength, stiffness and energy dissipation capacity of the structures. ADAS devices are basically energy dissipators installed in the structure in order that dissipation occurs in these elements in a concentrated way, thereby protecting the main structure from further damage. Once the dynamic action that damages these elements occurs, they can be easily replaced without major costs. These energy dissipators have the further advantage of not require advanced technology for its production and can be easily installed in the structure. They also have the advantage that environmental factors such as temperature and humidity, has little or no effect in their performance. In the present study, as an alternative to ADAS, is performed the topology optimization of a metallic dissipator applied to the reduction of vibration in buildings subject to earthquakes, raising through numerical and experimental analysis the appropriate device type format. Then is searched the probability of failure of this structural system, taking into consideration the uncertainty inherent in the design, through reliability analysis.

Orientadora: Maria Odila Hilário Cioffi / Coorientador: Herman Jacobus Cornelis Voorwald / Banca: Carlos Yujiro Shigue / Banca: Evaldo José Corat / Banca: Marcos Yutaka Shiino / Banca: Midori Yoshikawa Pitanga / Resumo: O aprofundamento no conhecimento das propriedades dos compósitos, especialmente aquelas com função estrutural, tem se mostrado necessário como uma forma de segurança à indústria de transportes na aplicação de compósitos em estruturas primárias. Considerando o esforço cíclico como responsável por 90% das falhas mecânicas de componentes em serviço, o estudo dos efeitos deste tipo de carregamento sobre as propriedades mecânicas do compósito e seus mecanismos de falha se faz necessário. Estudos recentes têm mostrado que a combinação entre técnicas de análise mecânica e térmica é muito útil no estudo do comportamento mecânico dos compósitos de matriz polimérica, pois considera-se também o efeito da relaxação das cadeias poliméricas sobre seu comportamento mecânico. A análise dinâmicomecânica (DMA) é uma das técnicas mais sensíveis na detecção de movimentação molecular causada pela incidência de temperatura, frequência ou uma combinação de ambos, por este motivo foi a técnica determinada como ideal para a relação com os resultados de resistência à fadiga em função de tensão e temperatura apresentados neste trabalho. Esta relação, DMAFadiga, é ainda pouco explorada devido à dificuldade em relacionar parâmetros viscoelásticos e propriedades mecânicas, portanto, o ineditismo deste trabalho está em definir uma relação que contribua com a predição de vida em fadiga de um compósito carbono/epóxi. O desenvolvimento do trabalho consistiu inicialmente na confecção de laminados compósitos pelo processo de RTM (do inglês, resin transfer molding) a partir de uma matriz epóxi aeronáutica monocomponente (Prism EP2400 do fabricante Cytec) e reforço não tramado (NCF) de fibras de carbono quadriaxial (0°/+45°/-45°/90°) empilhados de forma a atingir uma fração volumétrica de fibras ... (Resumo completo, clique acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The knowledge of composite properties, especially in the structural application case, have been considered extremely necessary in order to support the transportation industry into apply these materials. It is widely known that 90% of failures can be attributed to cyclic loading, so the study of fatigue effects on composites behavior and failure mechanisms become extremely necessary. Recent studies have shown that mechanical and thermal analysis techniques association is very usefull in order to determinate mechanical behavior of polymeric composites since the polymeric chain relaxation effects over that are also considerate. The dynamical mechanical analyzes (DMA) is the most sensitive technique for detection of molecular motion caused by temperature and/or frequency incidence over polymers, reason that classify the DMA as ideal to get results in order to relate with fatigue results in this study. The fatigue-DMA results correlation is not very explored because the difficulties involved in associates viscoelastic and mechanical properties, so, the originality of this study is define a correlation between fatigue and DMA results able to contribute with a carbon/epoxy composite fatigue life prediction. This work development has consisted initially in the composite laminates manufactured by RTM (resin transfer molding) process, using a one-part aeronautical epoxy resin (Prism EP2400 - Cytec) as matrix and a quadriaxial (0°/+45°/-45°/90°) carbon non crimp fabric (NCF) as reinforcement, stacked to reach a fiber volume fraction up to 50%. The manufactured composite was characterized regarding impregnation quality and thermal stability and using the DMA (dynamical mechanical analyses) in a isothermal form between -70 °C and 220 °C, at each 10 °C, for frequencies of 0,01; 0,05; 0,2; 0,5; 1; 5; 28; 40 and 100 Hz. Results ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by Priscilla Brito Oliveira (priscilla.b.oliveira@gmail.com) on 2009-11-03T01:12:04Z No. of bitstreams: 1 2006_Daniel Henrique Moreira Gomes.pdf: 4168760 bytes, checksum: 2f107e850b4aae16b1128065eb8ddf75 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-02-24T14:13:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Daniel Henrique Moreira Gomes.pdf: 4168760 bytes, checksum: 2f107e850b4aae16b1128065eb8ddf75 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-02-24T14:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Daniel Henrique Moreira Gomes.pdf: 4168760 bytes, checksum: 2f107e850b4aae16b1128065eb8ddf75 (MD5) Previous issue date: 2006-12 / O avanço das tecnologias construtivas e o uso de materiais de alta resistência têm possibilitado o projeto de estruturas cada vez mais leves e flexíveis, que conseqüentemente possuem menor rigidez e amortecimento. Dessa forma, essas estruturas são mais sensíveis a vibrações em baixas freqüências, que é o caso das passarelas de pedestres. Os carregamentos produzidos por movimentos humanos se caracterizam por funções periódicas de baixas freqüências, que podem provocar desconforto e até problemas de segurança. As cargas dinâmicas que geralmente atuam em passarelas de pedestres são ocasionadas pelos movimentos de caminhar ou de correr de pedestres. Essas cargas possuem componentes de freqüência abaixo de 5 Hz. Em muitos casos é difícil evitar-se que as freqüências mais baixas da passarela se encontrem nesse intervalo, pois isso exige aumento da rigidez da estrutura e conseqüentemente aumento de massa, o que pode ser inviável economicamente. A utilização de amortecedores na estrutura é uma alternativa para esses casos. No presente trabalho foi realizado um estudo numérico do comportamento dinâmico de uma passarela de pedestres localizada na cidade de Brasília quando submetida às ações humanas de caminhar e correr. A análise de vibrações forçadas para carregamentos típicos de uma estrutura como esta mostrou que a passarela apresenta vibrações excessivas e que os limites de serviço indicados na literatura não são verificados em várias situações analisadas. Confirmou-se então a necessidade da introdução de um sistema de controle estrutural na passarela. Este sistema foi projetado através de simulações numéricas com diferentes configurações de amortecedores de massa sintonizados múltiplos (AMSM), além da introdução de barras de travamento na estrutura. Os resultados obtidos foram considerados satisfatórios, já que houve redução na amplitude das vibrações da estrutura a níveis aceitáveis de acordo com os limites de serviço consultados na literatura. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Advanced constructive technologies and the use of high resistance materials made possible the design of slender and flexible structures, which present less strength and damping. These structures are more sensitive to vibrations in low frequencies, characteristic of footbridges. The loads produced by human movements, mathematically represented by periodic functions of low frequencies, can cause discomfort to users and safety problems in the structure. Walking and running movement of pedestrians cause dynamic loads generally acting in footbridges. These types of loads have frequency components below 5 Hz. In general it is difficult to prevent that the lowest footbridge frequencies get out of this interval, therefore the strength increase demands structure mass increase, which may be economically prohibitive. Structural control can be a solution to this problem. In this work a footbridge located in the city of Brasilia was studied through a numerical analysis of its dynamic behavior, when submitted to the human walking and running. The dynamic forced vibration analysis for typical human loads showed that the footbridge presents excessive vibrations and that the literature serviceability limits are not verified in many cases. The need of a control system in the footbridge was then confirmed. This system was designed through numerical simulations with different multiple tuned mass damper (MTMD) configurations, besides the introduction of iron bars to increase the structure strength. The obtained results have been considered satisfactory, with reduction in the vibration amplitude of the structure to the acceptable levels in accordance with the serviceability limits of literature.

Orientador: Robson Pederiva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T12:10:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gevinski_JakersonRicardo_M.pdf: 6622293 bytes, checksum: aec7a88489a7f8e66c0dd6e0bdc0ed0e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O interesse de maior produtividade e baixos custos de manutenção, associados ao desenvolvimento de produtos mais otimizados fizeram aumentar a preocupação com as falhas por fadiga em equipamentos. Neste contexto, o monitoramento da tensão dinâmica em estruturas e máquinas sujeitas à vibração adquire cada vez mais importância. Com este intuito, diversos métodos para a estimativa de tensões e deformações dinâmicas que utilizam parâmetros vibracionais vêm sendo desenvolvidos. Por estes métodos, basicamente, estima-se a deformação dinâmica pela derivação espacial do deslocamento obtido pelas técnicas de análise modal. Neste trabalho, abordam-se os conceitos da teoria da elasticidade e da análise modal para a melhor compreensão dos métodos propostos na identificação de deformação a partir dos parâmetros modais. Estudam-se os conceitos da análise modal híbrida para prever o deslocamento de pontos da estrutura e os conceitos da matriz de transformação deslocamento - deformação. Com o objetivo de avaliar esses métodos, realizam-se simulações numéricas e um experimento. Este se constitui no estudo de uma viga de alumínio, onde determinam-se as deformações de flexão da mesma, a partir das acelerações medidas e utilizando o método de diferenças finitas. As simulações e experimentos apresentaram resultados relevantes e satisfatórios no campo da determinação da tensão e deformação dinâmicas em superfícies. / Abstract: The interest of greater productivity and low costs of maintenance, combined with the development of more optimized products, have raised concern about prevention of fatigue failure of equipments. In this context, the monitoring of the dynamic stress in structures and machines under vibration has become more important. With this purpose, several methods of estimation of dynamic stress and strain using vibrational parameters have been developed. Basically, results from modal analysis are transformed from the displacement space to the strain space by use spatial differential operator. The work addresses the concepts of the theory of elasticity and modal analysis for a better understanding of the proposed methods for the identification of strain from modal parameters. It studies the concepts of hybrid modal analysis to predict the displacement of structures' points and concepts of the transformation matrix displacement to strain. In order to evaluate these methods, numerical simulations and an experiment are realized. This constitutes the study of an aluminum beam which determines the bending strain from measured accelerations and using the finite difference schemes. The simulations and experiments showed satisfactory and relevant results in the field of determination of dynamic stresses and strains on surfaces. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Jose Manoel Balthazar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T23:43:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fenili_Andre_D.pdf: 18185379 bytes, checksum: fddc2744a71feafa254174f2fedc7df2 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho desenvolve-se modelos matemáticos para sistemas dinâmicos denominados estruturas flexíveis de rastreamento. Dois tipos diferentes de abordagem são utilizados: abordagem de sistema ideal e abordagem de sistema não ideal. Dois diferentes modelos matemáticos são propostos para a deflexão da estrutura flexível de rastreamento ( tipo viga ) : curvatura linear e curvatura não linear. Um protótipo experimental é projetado e construído com o intuito de levantar características que auxiliem na modelagem de tais sistemas. Um novo modelo matemático para o atrito interno do motor de corrente contínua utilizado experimentalmente é obtido através da identificação de seus parâmetros físicos e ajuste do modelo matemático. Simulações numéricas são efetuadas comparando os modelos propostos e sua aplicabilidade ou não em determinadas situações. Técnicas de perturbação são utilizadas para a obtenção da solução analítica das equações govemantes do movimento, obtidas através do Princípio Estendido de Hamilton, para cada um dos modelos matemáticos propostos. Os resultados desse trabalho são da maior importância no estudo de estruturas leves tais como painéis solares em satélites e manipuladores robóticos delgados e rápidos / Abstract: In this investigation are developed mathematical models for the dynamical systems named slewing flexible structures. Two different approaches are proposed: the ideal system approach and the nonideal system approach. Two different mathematical models are proposed for the beam-like slewing flexible structure deflection: linear curvature and nonlinear curvature. An experimental prototype is designed and built with the objective of obtaining data that may help in the modeling of such systems. A new mathematical model for the experimental dc motor internal damping is obtained through the identification of its physical parameters and mathematical model fitting. Numerical simulations are realized comparing the proposed models and its applicability or not under determined situations. Perturbation techniques are used for obtaining the analytical solution of the governing equations of motion, derived through the Hamilton Extended Principle, for each one of the proposed models. The results presented in this work are very important in the study of light structures such as solar panels in satellites and long and fast robotic manipulators / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica