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Dispersão de fónons em metais de transição : uma aproximação por pseudopotencial

Boselli, Marco Aurelio 25 May 1992 (has links)
Orientador: Madan Mohan Shukla / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:46:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Boselli_MarcoAurelio_M.pdf: 2162659 bytes, checksum: 3b21b2f7131db1f8abff31c92e463d0b (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Foi feita uma descricão do conceito do pseudopotencial e uma introducao à teoria clássica de dinâmica de rede. Partindo desta apresentacão inicial faz-se uma investigacão do espectro de fônons de alguns metais com banda d, com um modelo de potencial proposto / Abstract: A description of the pseudopotencial concept and an introduction to the classical theory of lattice dynamics has been done. Starting from this initial presentation, the phonon spectra of some "d band" metals is investigated, with a proposed simple potential model / Mestrado / Física / Mestre em Física
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Excitação paramétrica de fonons via modos localizados de vibração

Gonzalez de la Cruz, Gerardo A 22 July 1980 (has links)
Orientador: Luiz Carlos M. Miranda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-15T06:58:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GonzalezdelaCruz_GerardoA_D.pdf: 1753494 bytes, checksum: 7020455c99a8646f3429714b043d9cff (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: O propósito desta tese é investigar alguns aspectos teóricos relacionados com instabilidade paramétrica, relaxação por processos de muitos fonons e Espalhamento de partículas de Landau na presença de um campo de laser. No mecanismo de instabilidade paramétrica apresentamos as bases teóricas para o estudo de processos não-lineares envolvendo impurezas em cristais cúbicos com estrutura da forma NaCl. Particularmente, analisamos teoricamente a possibilidade de se excitar fonons da rede com vetor de onda k elevado ao decaimento de modos de vibração localizados quando estes últimos são bombeados por lasers de infravermelho. A estimativa da potência crítica de uma fonte de laser capaz de fornecer o limiar para instabilidade paramétrica, mostra que estes processos são experimentalmente possíveis. No processo de relaxação por muitos fonons analisamos a vida média de um fonon criado por absorção da radiação eletromagnética como sendo dependente da temperatura para freqüências maiores que a máxima freqüência do cristal. Particularmente investigamos a freqüência de relaxação de muitos fonons em altas temperaturas considerando o mecanismo de espalhamento neste limite, mostra que este mecanismo é comparável ao obtido por outros autores. E por último considerando o espalhamento de uma partícula carregada por um potencial V(r) na presença simultânea de um campo magnético forte e um campo intenso de laser. Uma descrição é dada usando a aproximação de Born, a qual usa translações de espaço e momento e a técnica da função de Green. Uma aplicação é feita para o caso de espalhamento por um potencial Coulombiano. A amplitude de transição para excitação de níveis de Landau é analisada mostrando ressonância para certas condições dos campos externos / Abstract: The purpose of this thesis is to present some theoretical insights related to parametric instability multiphoton relaxation processes and scattering of a charged particle in the presence of both a magnetic field and a laser field. In the parametric instability mechanism the theoretical basis for the study of the non-linear processes involving impurities in cubic crystal with NaCl structure, is given. In particular, the possibility to excite fonons with very larg k due to decay of vibrational localized modes when these localized modes are pumping with a resonant laser field. Is discussed a rough estimate of the critical power of a laser source necessary to attain the instability threshold shows that the processes are experimentally feasible. In the multiphonon relaxation processes, the temperature dependence of the life-time of phonon created by electromagnetic radiation absorption for frequencies greater than the reststrahl frequency is calculated. In particular we analyze the multiphoton relaxation frequency in the high temperature limit considering the scattering mechanism which shows that this mechanism is in agreement with the obtained by other people. In conclusion, the problem of the scattering of a charge particle by a potential v(r) under the simultaneous presence of a strong d.c. magnetic field and an intense laser field is also considered. A description is given within the Born approximation which uses space and momentum translations and Green's function formalism. An application is made to the case of scattering by a Coulomb potential. The full resonance structure of the excitation amplitude for Landau levels transition is exhibited and discussed in connection to disclosing the effects of the external fields on the various possible resonant transitions / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Dinamica de rede e propriedades termicas de metais F.C.C.

Bertolo, Luiz Antonio 15 July 1975 (has links)
Orientador: Madam Mohan Shukla / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:41:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertolo_LuizAntonio_M.pdf: 4470186 bytes, checksum: d8dd2c7ce7ec30bdf2f236aac14b2fec (MD5) Previous issue date: 1975 / Resumo: No presente trabalho, o modêlo de Bhatia, com algumas modificações, é utilizado para o estudo da dinâmica de rede e de algumas propriedades térmicas de onze metais com estrutura f.c.c. Foram determinadas, teoricamente, para os metais em questão: as curvas de dispersão de fonons ao longo das principais direções de simetria, o calor específico a volume constante, Cv, as curvas (qD - T) obtidas de Cv, o fator de Debye-Waller 2W, o deslocamento quadrático médio <u2>, as curvas (qM - T) obtidas dos dados do fator de Debye-Waller, e um estudo a respeito do critério de Lindemann para a fusão. Acomparação dos resultados experimentais revelam um excelente acôrdo, demonstrando que o modêlo descrito aqui é consideravelmente satisfatório, apresentando, em certos casos, resultados superiores daqueles encontrados por modêlos altamente sofisticado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física
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Dinâmica de rede para metais cúbicos e H.C.P.

Cavalheiro, Raul, 1937- 15 July 1974 (has links)
Orientador: Madan Mohan Shukla / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T08:38:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalheiro_Raul_D.pdf: 6299976 bytes, checksum: 2061d0752a4ecd960de97781435f2ae6 (MD5) Previous issue date: 1974 / Resumo: No presente trabalho, a dinâmica de rede de 23 metais - 16 metais cúbicas e 7 metais h.c.p. - é desenvolvida com base no modelo de Launay extendido. Os resultados alcançados por este trabalho revelam que, enquanto o modelo original de Launay apresenta falhas na compreesão de dinâmica de rede de metais simples, com o presente esquema foi possível chegar a resultados consideravelmente satisfatórios no estudo das propriedades vibracionais de vários metais cúbicas f.c.c. e b.c.c. e diversos metais com estrutura h.c.p. Foram determinados teoricamente, para os metais considerados: as curvas de dispersão de fonons ao longo das principais direções de simetria cristalinas, o calor específico a volume constante CV e as curvas (q - T), e, a comparação dos resultados teóricos com os experimentais revela uma excelente concordância dos primeiros com os últimos o que conduziu a um sucesso para o modelo empregado. Os resultados preditos pelo presente modelo, em certos casos, apresentam-se superiores aqueles encontrados por modelos altamente sofisticados / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Um modelo de força angular para a dinâmica de redes dos metais cubicos B.C.C.

Oliveros, Marcilio Colombo 15 July 1976 (has links)
Orientador: Madan Mohan Shenkla / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-15T02:12:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveros_MarcilioColombo_M.pdf: 1521334 bytes, checksum: 211fe52d616a2fbd5330bae37b6c99d7 (MD5) Previous issue date: 1976 / Resumo: Um modelo de força angular para metais cúbicos foi desenvolvido em bases fenomenológicas dividindo a interação interiônica total em três partes: interação eletron-ion que foi considerada com base no formalismo de Krebs, a interação central ion-ion no esquema de Born-von Karman e a interação ion-ion angular no de de Launay. A dinâmica de rede e algumas propriedades térmicas de dez metais bcc foram estudadas. O efeito das várias funções de blindagem dielétrica nos fonons foi calculado / Abstract: An angular force model for cubic metals has been developed on phenomenological basis by dividing the total interatomic interactions in three partes: electron-ion interaction that has been considered on the basis of Krebs formalism, central ion-ion interaction on Born-von Kárman scheme and angular ion-ion interaction on de Launay's one. Lattice Dynamics and several thermal properties of ten bcc metals have been studied. The effect of various forms of dielectric screening functions on the phonons have been calculated. / Mestrado / Física / Mestre em Física
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Estudos da dinâmica de redes de cristais com a estrutura do PbTiO3

Freire, João de Deus 23 July 1980 (has links)
Orientador: Ram Sharan Katiyar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T07:35:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freire_JoaodeDeus_D.pdf: 4097670 bytes, checksum: e4abc13a4b0f7a5837d3c9517f1838ac (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: O formalismo de dinâmica de rede, utilizando o modelo do íon rígido de Born e Huang, é aplicado pela primeira vez aos cristais forroelétricos de PbTiO3 e BaTiO3, ambos na fase tetragonal. O modelo inclui interações de curto alcance do tipo axialmente simétrica entre vários íons na célula primitiva e interações Coulombianas de longo alcance. As condições de estabilidade foram determinadas através do método descrito por Katiyar e foram utilizadas na determinação de várias derivadas primeiras do potencial (Bkk,). O número de constantes do potencial utilizado foi posteriormente reduzido, considerando a variação das constantes de força radiais com a distância entre os íons da forma descrita pelo formalismo exponencial de Born-Meyer. Todos os fonons do centro da zona de Brillouin e alguns fonons de baixa freqüência dos extremos dessa zona foram utilizados para o ajuste de mínimos quadrados não linear. Em geral obtivemos excelente concordância entre as freqüências medidas e calculadas. Os parâmetros resultantes mostraram que a interação de curto alcance entre os íons de titânio e oxigênio mais próximos e aproximadamente uma ordem de magnitude mais forte que as interações entra o chumbo e oxigênio ou, entre os oxigênios. A carga obtida parei o íon oxigênio corresponde a 73% do valor do íon livre, enquanto a carga do íon titânio corresponde a 67% do valor da carga do íon livre. Todos os parâmetros obtidos são fisicamente aceitáveis. Resultados similares foram obtidos no caso do BaTiO3. Métodos de teoria de grupos foram utilizados para obter os vetares básicos dos fonons em vários pontos críticos da zona de Brillouin e uma discussão dos modos normais do centro dessa zona foi apresentada. Os cálculos mostraram que o modo E transversal ótico de menor freqüência no PbTiO3 tem auto-vetores similares a aqueles previstos por Last, enquanto no BaTiO3 o movimento iônico no modo E de menor freqüência pode ser aproximado pela descrição de Slater. Os parâmetros obtidos para o PbTiO3 foram utilizados para a obtenção de curvas de dispersão de fonons para várias direções do vetor de onda q. Estes resultados estão em boa concordância com as medidas de espalhamento inelástico de neutrons de Shirane et al. A diferença entre as freqüências calculadas e observadas poderiam ser explicadas incluindo no modelo as interações devidas à polarizabilidade dos íons. Cálculos de fonons oblíquos próximo ao centro da zona de Brillouin são apresentados e comparados com os dados experimentais, quando existentes. Estes cálculos mostram que as forças Coulombianas de longo alcance dominam as forças de anisotropia nestes cristais. O método teórico para calcular as constantes elásticas, dielétricas e piezoelétricas é apresentado e o modelo proposto foi utilizado para calcular estas constantes. Os resultados são comparados com os dados experimentais, quando existentes. Finalmente uma análise através de mínimos quadrados dos fonons observados no PbTiO3 próximo da transição de fase cúbica-tetragonal foi efetuada para a compreensão da influência das forças anharmônicas e o mecanismo da transição neste cristal. Em geral as variações obtidas nos parâmetros são pequenas. Este fato mostra que pequenas forças anharmônicas são suficientes para explicar a variação das freqüências com a temperatura e que nenhum outro mecanismo de transição de fase entra na dinâmica de fonons neste cristal / Abstract: Lattice dynamical formalism using rigid ion model due to Born and Huang is applied for the first time to the ferroeletric crystals of PbTiO3 and BaTiO3 in the tetragonal phase. The model included short range interactions of axially symmetric type between various ions in the primitive cell and long range Coulomb interactions. The stability conditions were worked out in the manner described by Katiyar and were used to determine several first derivative potential constants (Bkk,) for the crystals. The number of potential constants was further reduced by considering the variation of radial force constants with the ion-ion distance, as given by the exponential formalism of Born-Meyer. All the zone centre phonons and a few of the low frequency zone boundary phonons in PbTiO3 were used for the non linear least squares fitting. In general we obtained excellent agreement between the calculated and the observed frequencies. The resulted parameters showed that the short range interaction between the nearest titanium and oxygen is approximately one order of magnitude stronger than the interactions between the lead and oxygen or between the oxygen¿s. The charge on the oxygen ion is about 73% of the free ion value, where as the charge on the titanium ion is about 67% of the free ion value. All of the parameters obtained are physically acceptable. Similar results were obtained in the case of BaTiO3. Group theoretical approach was used to obtain the basis vectors for phonons at various critical points in the Brillouin zone and a discussion of normal modes for zone centre phonons is presented. The calculations show that the lowest transverse optic mode of E symmetry in PbTiO3 has eigen-vectors similar to those predict by Last, where in BaTiO3 the ionic movement in the lowest optic E mode can be approximated by the description of Slater. The parameters obtained for PbTiO3 were used to compute the phonon dispersion curves for various directions of the wavevector q. These results are in good agreement with the neutron inelastic measurements of Shrirane et al. In order to explain the differences between the calculated and the observed frequencies, interactions due polarizability of the ions should be included. A calculation of the oblique phonons near the zone centre is presented and compared with the available experimental data. These calculations show that the long range Coulomb forces are dominating the anisotropic forces in these crystals. Theoretical approach to compute the elastic, dielectric and piezoelectric properties is presented and the proposed model was applied to calculate these constants. The results are compared with the experimental data where existed. Finally, a least squares analysis of the observed phonons in PbTiO3 near the tetragonal-cubic phase was carried out to understand the influence of anharmonic forces and the mechanism of phase transition in this crystal. In general the variation in the parameters obtained is very small. This shows that the small anharmonic forces alone are sufficient to explain the variation of frequencies with temperature and no other mechanism of phase transition enters into the dynamical of phonons in this crystal / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Difusão de calor e o pico central em transições de fase estruturais

Sardella, Edson 13 August 1985 (has links)
Orientador: Armando Fernandes da Silva Moreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T12:08:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sardella_Edson_M.pdf: 1617979 bytes, checksum: 6164d8fae0f4817423fe055d53274ba4 (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: O acoplamento entre polarização e flutuações em temperatura em cristais ferro e antiferroelétricos que apresentam transições de fase estruturais é estudado através do formalismo de Mori. Partindo de considerações termodinâmicas, escolhemos como variáveis dinâmicas as componentes de Fourier da polarização local, da primeira derivada temporal desta polarização local e da temperatura local (esta última definida em termos da componente de Fourier da densidade de energia local). Discutimos leis de conservação para estas variáveis e a relação entre elas e as quantidades microscópicas que descrevem a dinâmica de redes, a saber, os operadores campo de fonon e momento de fonon. Encontramos uma expressão para o fator de estrutura dinâmico que tem a mesma forma que aquela deduzida por técnicas de função de Green. No limite de longos comprimentos de onda e longe da região critica o fator de estrutura dinâmico apresenta um par de Brillouin e um pico central enquanto que próximo à região critica o par de Brillouin desaparece e o pico central diverge / Abstract: The coupling between polarization and temperature fluctuations in ferro and antiferroelectric crystals which undergo structural phase transitions is studied through Mori's formalism. Using thermodynamic considerations, we choose as dynamical variables the Fourier components of the local polarization, of its first time derivative and of the local temperature (the latter defined in terms of the Fourier components of the local energy density). We discuss conservation laws for these variables and their relationship to microscopic quantities describing the lattice dynamics, namely, the phonon field and phonon momentum operators. We obtain an expression for dynamical structure factor which has the same shape as the one derived using Green¿s functions. In the long-wavelength limit and far from the critical region the structure factor exhibits a Brillouin pair and a central peak, whereas close to the critical region the Brillouin pair vanishes and the central peak diverges / Mestrado / Física / Mestre em Física
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Modelo axialmente simetrico modificado para a dinamica de rede de metais FCC

Closs, Huberto 15 July 1974 (has links)
Orientador: Madan Mohan Shukla / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T19:46:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Closs_Huberto_M.pdf: 4844923 bytes, checksum: 14b583dfe12fece33273fe2201f1a091 (MD5) Previous issue date: 1974 / Resumo: Neste trabalho, o modelo axialmente simétrico de Lehman et al é modificado pela inclusão da interação elétron-íon com base na formulação de Krebs, e aplicado a dez metais de estrutura cúbica de faces centradas: cobre, prata, ouro, alumínio, níquel, platina, paládio, tório, cálcio e estrôncio. Esses dois esquemas são situados em relação às demais abordagens fenomenológicas do problema, de forma a estabelecer a consistência física da presente modificação. Sao então calculadas para aqueles metais as curvas de dispersão de fonons, distribuição de frequências, calor específico e temperatura de Debye, e comparadas aos resultados experimentais disponíveis / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física
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Propriedades estruturais e dinâmica de rede em paratelurita

Lemos, Vólia, 1947- 15 July 1978 (has links)
Orientador: Fernando Cerdeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T13:53:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lemos_Volia_D.pdf: 2009455 bytes, checksum: 84987870bef1c12be8fb32d71bdff70f (MD5) Previous issue date: 1978 / Resumo: Os movimentos atômicos para todos os modos normais da paratelurita foram encontrados usando técnicas de teoria de grupo. Baseados nos movimentos de cada molécula TeO2 foi possível desenvolver um critério semi-quantitativo para classificação dos modos. Tal classificação permitiu identificar as estruturas observadas nos espectros Raman e infravermelho a um tipo de movimento interno dos átomos na cela unitária do cristal de maneira bem consistente. Os modos óticos do centro da zona de Brillouin foram analisados para o cristal submetido a uma deformação homogênea. A deformação foi introduzida externamente por pressão uniaxial e a detecção foi feita por espalhamento Raman. Para interpretar as mudanças ocorridas nos espectros, foi necessário particularizar a teoria linear do potencial de deformações ao caso da paratelurita. Esta teoria foi suficiente para descrever o comportamento de todos os modos observados quando a força era aplicada ao longo das direções cristalográficas [001] e [110]. Entretanto, para a direção [100] as variações em freqüência dos fonons eram muito maior que as preditas pela teoria do potencial de deformações. Esta anomalia se revelou muito maior no caso do fonon de simetria B1 de menor freqüência. A freqüência deste fonon aumenta supra-Iinearmente com o aumento da pressão [100]. O .comportamento anômalo para pressão [100] foi interpretado como devido a efeitos relacionados com a transição de fase estrutural D44 ® D24 induzida na paratelurita por pressão hidrostática,. pois a pressão [100] produz uma distorção de mesma simetria que a responsável pela transição. Valores numéricos para as constantes de deformação, foram obtidos para modos representativos, das medições dos modos puros, e modos oblíquos. Com estes valores, foi possível calcular os parâmetros de Grüneisen que mostraram boa concordância com resultados prévios obtidos por medidas a pressão hidrostática / Abstract: We obtain the atomic motions corresponding to all zone center phonons of paratellurite using standard group theory techniques. We developed simple, semiquantitative, guidelines based on the atomic displacements within each TeO2 molecule corresponding to each mode of the crystal. These criteria allow to assign all of the observed structures in the Raman and infrared spectrum to a given type of motion in a satisfactory and self consistent manner. We studied the effect of uniaxial stress on the Raman spectrum of paratellurite, at room temperature. The observed changes are interpreted using a linear deformation potential theory successfully applied in a wide variety of materials. This theory describes well the behavior of all observed lines when the force is applied along the [001] and [110] crystallographic directions. The shifts and splittings obtained when stress is applied along the [100] direction, however, are much larger than those expected on the basis of the aforementioned theory. This anomaly is stronger for the lowest frequency B1 line which exhibits a strong supra-Iinear frequency increase for [100] stress. The anomalous behavior for [100] stress is believed to be due to the D44 ® D24 structural phase transition that takes place in paratellurite under hydrostatic stress, since a [100] stress produces a distortion of the same symmetry as the one responsible for the transition. Deformation potential values for representative modes are obtained from measurements of pure and quasimodes and Grüneisen parameters calculated from these deformation potentials are in good agreement with those previously obtained from hydrostatic pressure measurements / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Analise teorico-experimental do comportamento dinamico de estruturas reticuladas

Pereira, João Antonio 26 June 1987 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T04:58:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JoaoAntonio_M.pdf: 2743960 bytes, checksum: db67013fb3f090a7f176c55bd46999b8 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Apresenta-se, neste trabalho, um estudo teórico-experimental do comportamento dinâmico de uma estrutura reticulada, parte integrante de um Implemento Agrícola. As matrizes de rigidez [K] e massa [M] da estrutura - Braço do Pulverizador Agrícola - são obtidas pelo Método dos Elementos Finitos, utilizando-se um "software" implementado em um microcomputador. A solução do problema de autovalores/autovetores (frequências naturais e modos próprios) é obtida pelo Método Iterativo da Potência. Além disso, os parâmetros modais (freqüências naturais, modos próprios e fatores de amortecimento) da estrutura real são estimados, experimentalmente, através de um "software" de Análise Modal. Finalmente, uma comparação entre os resultados obtidos no modelamento teórico e no teste experimental é feita mostrando-se que as aproximações usadas no modelamento são satisfatórias / Abstract: A numerical-experimental investigation of the dynamic behavior of a frame is presented. The stiffness and mass matrices of the structure (Sprayer Booms) are obtained by means of the finite element method, using a software package implemented in a microcomputer. The solution of the eigenvalue/eigenvector problem is given by the power method. The modal parameters (natural frequencies, modes shapes and damping factor) of the real structure are obtained using a software for modal analysis. Results that were obtained in the theorical modelling are compared with the experimental test showing that the approximations used in the modelling are suitable / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

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