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Análise das forças de reação vertical do solo em função das variações dos centros de massa de indivíduos a partir de movimentos de tronco com variação de carga /

Reis, Danielle Rodrigues de Oliveira. January 2007 (has links)
Orientador: João Alberto de Oliveira / Banca: Tamotsu Hirata / Banca: Rodrigo Silva e Santos / Resumo: Durante a execução de qualquer atividade laboral, são adotadas diversas posturas com o intuito de realizar de melhor forma a tarefa solicitada. Pode-se observar que, apesar dos avanços da tecnologia, muitas atividades continuam sendo realizadas manualmente e, às vezes, as cargas que são manuseadas e movimentadas pelo homem vão além dos limites permissíveis e requerem posturas inadequadas. Este estudo teve como objetivo avaliar e comparar as forças de reação vertical do solo provenientes de uma seqüência de movimentos de tronco (flexão, extensão e rotação), comumente realizadas durante atividade laboral, em função das variações individuais dos centros de massa de um grupo de indivíduos sem e com variação de carga. A amostra foi composta por seis (6) sujeitos, todos do sexo masculino, alunos de Educação Física. Para realização do experimento foram utilizadas a técnica de cinemetria tridimensional e duas plataformas de força, sendo a cinemetria usada para determinação do centro de massa e as plataformas de força para mensuração das forças de reação vertical do solo. A partir dos resultados obtidos pode-se concluir que mudanças na forças de reação tende a modificar a posição do centro de massa, o qual tende a se deslocar na direção do movimento realizado. Dessa forma, a combinação da técnica de cinemetria com mensuração de força de reação do solo serve para analisar a estabilidade dinâmica da postura durante a atividade laboral. / Abstract: During the execution of any labor activity, diverse positions are adopted in order to execute the requested task as better as possible. It was observed that, despite the advances of the technology, many activities have been manually done and, sometimes, the loads that are handled and put into motion by the man go beyond the permissible limits and require inadequate positions. The objective of this study is evaluating and comparing the vertical reaction forces of the ground caused by trunk movements (flexing, extension and rotation), commonly done during labor activity, in function of the variations of the centers of mass of individuals without and with load variation. The sample was composed of six (6) individuals, all of the masculine sex, who are Physical Education students. For accomplishment of the experiment, it was used threedimensional cinemetry technique and two plates of force. The first was used to determination of the center of mass and the second was used to measure the vertical reaction forces of the ground. From the gotten results which can be concluded that changes in the reaction forces tend to modify the center of mass position, and this tend to dislocated in the direction of the movement. Therefore, the combination of the technique of cinemetry with measurement of force of reaction of the ground serves to analyze the dynamic stability of the position during the labor activity. KEYWORDS: Force of vertical reaction of the ground, Center of mass, Ergonomics. / Mestre
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Estudo numérico-experimental para proposição de modelo biodinâmico do corpo-humano submetido a vibrações verticais / Numerical and experimental study to propose a dynamic model of the human body subjected to vertical vibrations

Bolina, Cecília de Castro 30 November 2013 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-01-15T18:07:37Z No. of bitstreams: 1 2013_CeciliadeCastroBolina.pdf: 6719556 bytes, checksum: d98c67c97aac19a5b7e60f3fbc7513dd (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-02-06T17:28:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_CeciliadeCastroBolina.pdf: 6719556 bytes, checksum: d98c67c97aac19a5b7e60f3fbc7513dd (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-06T17:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_CeciliadeCastroBolina.pdf: 6719556 bytes, checksum: d98c67c97aac19a5b7e60f3fbc7513dd (MD5) / As edificações concebidas nos últimos anos são cada vez mais leves e esbeltas, e em geral com baixo fator de amortecimento estrutural, provocando redução nas frequências naturais das estruturas e tornando-as mais suscetíveis a carregamentos dinâmicos, já que suas frequências naturais passam a ficar cada vez mais próximas das frequências de excitação. Assim, ao projetar-se uma edificação é necessário quantificar em que níveis de vibração os ocupantes serão expostos. As estruturas são dimensionadas de modo a atender os requisitos referentes ao estado de ruína, contudo, pode estar suscetível a vibrações que proporcionem desconforto humano. No entanto, não é esperado que ocupantes de edifícios estejam expostos a níveis da vibração que causam danos físicos diretamente ao corpo. Portanto, admite-se que a vibração de um edifício pode afetar a saúde de forma indireta, causando, por exemplo, uma diminuição da concentração nas pessoas ou um estresse ambiental adicional que possa afetar a saúde mental, o estado emocional e etc. Na prática torna-se difícil fornecer um modelo ou método apropriado de verificação e análise que prediga estes efeitos no corpo humano. Este trabalho tem como objetivo realizar um estudo experimental para determinação da transmissibilidade das vibrações na cabeça/assento e cabeça/laje com vistas de verificar se atendem os requisitos de conforto, no tocante a adequabilidade das edificações quanto às vibrações e propor um modelo biodinâmico para o corpo humano. Na primeira etapa, os ensaios são realizados com oito indivíduos sobre a laje, com a sua excitação produzida pela caminhada de dois, quatros e seis pessoas e uma na postura sentada; e, na segunda etapa pelo pulo dos indivíduos sobre a laje mantendo a postura sentada; Posteriormente, o indivíduo monitorado permanece na postura em pé, realizando novamente as excitações de caminhada e pulo. Em todas as etapas, os níveis de vibração são aplicados de forma progressiva, aumentado aos poucos o número de indivíduos que caminham ou pulam sobre a laje para quantificar os efeitos da vibração em seres humanos. As aferições são realizadas ao longo do eixo z, de acordo com as definições das normas ISO 2631 (1997), utilizando-se de acelerômetros triaxiais, com sinais adquiridos por meio do ADS 2000, amplificador de sinais e o equipamento Human Vibration Meter (HVM 100 - medidor de vibração no corpo humano). Um modelo linear de seis graus de liberdade foi desenvolvido para representar o comportamento biodinâmico de indivíduos submetidos à vibração e ajustado com base nos resultados experimentais da transmissibilidade da vibração. Os resultados indicaram que a curva de transmissibilidade numérica e experimental para a população amostrada entre o assento e a cabeça apresentaram ajustes muito próximos. _____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The design of buildings has become increasingly slim in recent years, with greater flexibility, and generally with low structural smoothing factor, causing the natural frequency of structures to decrease and become more susceptible to dynamic loads as they approach the excitation frequencies associated with human activities. Nonetheless, building occupants are not expected to be exposed to vibration levels that cause direct physical damages to the body. Thus, the project of a building requires the quantification of the vibration levels that the occupants will be exposed to. The structures will be dimensioned in order to meet the requirements referent to the state of ruin; however, they could be susceptible to vibrations that provide human discomfort. Therefore, the vibration of a building is regarded as indirect influence on health, for example when causing a decrease in human concentration or an additional environmental stress that could affect mental health, emotional state, etc. In practice, it is difficult to provide a proper predictive model or method to verify and analyze such effects on the human body. The objectives of this study are to conduct an experimental study to establish the transmissibility of head and seat vibrations, as well as head and slab vibrations, in order to verify whether they meet the requirements of comfort associated with the suitability of buildings regarding vibrations, and finally to propose a biodynamic model of the human body. The first stage involved tests on eight individuals on the slab with excitation provided by two, four and six individuals walking and one subject sitting; at the second stage, the individuals jumped on the slab maintaining sitting posture; posteriorly, the monitored subject remains in standing posture, once more carrying out the excitations when walking and jumping. The vibration levels at all stages are progressively applied gradually increasing the number of individuals walking or jumping on the slab to have the effects of vibration on human beings quantified. The measurements are carried out along the ‘z’ axis according to definitions by ISO 2631 (1997) using triaxial accelerometers with signals acquired through ADS 2000, signal amplifier and the equipment Human Vibration Meter (HVM 100 – human vibration meter). A six-degree of freedom linear model was developed to represent the biodynamic behavior of individuals subjected to vibration and adjusted based on the experimental results from vibration transmissibility. The results indicated that the numerical and experimental transmissibility curve for the population sampled between head and seat presented very similar adjustments.
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Desenvolvimento de ferramentas de identificação parametrica de sistemas mecanicos no dominio do tempo

Viloche Bazan, Fermin Sintoriano 22 November 1993 (has links)
Orientador: Paulo R. G. Kurka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T05:32:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VilocheBazan_FerminSintoriano_D.pdf: 3137526 bytes, checksum: 841325f101869300dc6bbafa62312862 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Este trabalho apresenta um conjunto de técnicas de identificação paramétrica e não paramétrica no domínio do tempo, aplicáveis para a análise modal de sistemas mecânicos. No estudo adota-se um modelo linear de parâmetros discretos para descrever o comportamento dinâmico dos sistema em análise. A característica deste trabalho é a utilização de técnicas de algebra linear computacional e de certas teorias e técnicas usuais da área de problemas inversos no desenvolvimento dos métodos propostos. Destaca neste ponto uma exaustiva utilização do teorema SVD nas aplicações teóricas e práticas das técnicas apresentadas. A metodologia utilizada, começa com a apresentação de técnicas SISO, continuando de maneira natural com a. extensão das mesmas para sistemas MIMO. Os pontos abordados de maior importância se centralizam em: a) O problema de estimar a matriz de resposta ao impulso unitário sem utilizar o domínio da frequência (Deconvolução MIMO), e b) a determinação da ordem dos sistemas em análise e o cálculo de estimativas, de parâmetros modais através de técnica.s do tipo predição linear na direção inversa (SBM, ERABACK e PSINBACK). Apresentam-se simulações numéricas com sistemas sintéticos altamente contaminados por ruído / Abstract: The Work presents a collection of parametric and non parametric time domain identification techniques, employed in the modal analysis of a mechanical system. The dynamical behaviour of the system is studied from a linear model of the same, built from discrete parameters. The main characteristic of the work is the employment of computational techniques of linear algebra as well as certain theorectical results and procedures from the matematical field of inverse problems. The SVD theorem is, in this aspect, extensively used to explain much of the theory anel practice of the techniques developed. The metodology followed starts with the presentation of SISO techniques, wich are naturally extended at a second stage to MIMO procedures. The most import problems assessed by the work are that of a) determining of the of impulse response functions without recurring to the frequency domain (use of MIMO deconvolution), and b) the determination of the systems order and modal parameters through the use of linear prediction techniques in the inverse direction (SBM, ERABACK and PSINBACK). Numerical simulations are presented with the use of typically high level of noise present in the dynamical signals to be analysed. / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica
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Análise dinâmica de torres de energia eólica

Dellezzopolles Júnior, Cyrio Fleremosch 09 December 2011 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental. Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil, 2011. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-04-16T12:42:48Z No. of bitstreams: 1 2011_CyrioFleremoschDellezzopollesJúnior.pdf: 3343010 bytes, checksum: 40364557b47f20ec997d9ea7f2d73c61 (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2012-04-16T14:42:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_CyrioFleremoschDellezzopollesJúnior.pdf: 3343010 bytes, checksum: 40364557b47f20ec997d9ea7f2d73c61 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-16T14:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_CyrioFleremoschDellezzopollesJúnior.pdf: 3343010 bytes, checksum: 40364557b47f20ec997d9ea7f2d73c61 (MD5) / Neste trabalho estuda-se o comportamento dinâmico de torres de aerogeradores utilizando-se a teoria de Euler-Bernoulli com acoplamento torre-aerogerador. O corpo da torre é considerado uma estrutura metálica uniforme, como uma viga engastada, de secção circular cujo momento de inércia é constante. O aerogerador, composto pelas pás da turbina, rotor e nascele, é considerado como uma massa conectada à extremidade da torre e sujeita a carregamentos dinâmicos. A análise não-linear é feita levando-se em conta o acoplamento da torre eólica e do aerogerador. Deduziu-se uma equação não-linear para modelar o comportamento da torre eólica baseada no método variacional de Hamilton onde se aplicaram carregamentos periódicos na extremidade da torre eólica. É mostrada a variação dos modos normais de vibração com a massa associada ao aerogerador. A equação diferencial parcial não-linear obtida foi transformada em um sistema de equações de segunda ordem no tempo através do método de discretização de Galerkin. As equações obtidas na solução do sistema dinâmico torre-aerogerador são utilizadas para estudar a resposta dinâmica do sistema quando submetido à cargas periódicas. Baseando-se nestas respostas mostra-se o papel da variação de cada parâmetro da equação na resposta não linear e linear da torre eólica. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this paper we study the dynamic behaviour of wind turbine towers using the Euler- Bernoulli theory of coupled tower-turbine. The body of the tower is considered a uniform metallic structure, such as an embedded beam of circular cross section whose moment of inertia is constant. The wind turbine, comprising the turbine blades, rotor and nascele, is regarded as a mass attached to the end of the tower and subject to dynamic loading. The nonlinear analysis is performed taking into account the coupling of wind tower and turbine. It was deduced a nonlinear equation to model the behaviour of the wind tower based on Hamilton's variational method where periodic loads are applied at the end of the wind tower. It is shown the variation of the normal modes of vibration associated with the mass of the turbine. The partial differential nonlinear equation obtained was transformed into a system of second order in time equations by the Galerkin discretization method. The equations obtained in the solution of the dynamic system, wind turbine tower are used to study the dynamic response of the system when subjected to periodic loads. Based on these responses one shows the role of variation of each parameter of the equation in the nonlinear and linear response of wind tower.
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Plataforma de ensaios dinâmicos : estudos preliminares, projeto e construção / Platform for dynamic tests : preliminary studies, design and construction

Carmona, Jorge Eliécer Campuzano 09 September 2011 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-01-26T12:00:49Z No. of bitstreams: 1 2011_JorgeEliecerCampuzanoCarmona.pdf: 4844066 bytes, checksum: f6dc4a3b7171b13481f2274ffa0ecb5f (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2012-01-28T11:00:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_JorgeEliecerCampuzanoCarmona.pdf: 4844066 bytes, checksum: f6dc4a3b7171b13481f2274ffa0ecb5f (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-28T11:00:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_JorgeEliecerCampuzanoCarmona.pdf: 4844066 bytes, checksum: f6dc4a3b7171b13481f2274ffa0ecb5f (MD5) / Este trabalho trata do projeto e construção de uma plataforma para a realização de ensaios dinâmicos com pessoas em movimento sobre uma laje. Procurou-se inicialmente localizar projetos já executados de plataformas de ensaios dinâmicos e estudar os carregamentos produzidos por movimentos de pessoas em lajes e a resposta da estrutura a esses carregamentos. Foram estudados também os limites estabelecidos por diferentes normas para essas respostas dinâmicas, tendo em vista tanto o estado limite último como a estrutura em serviço porque o corpo humano é bastante sensível às vibrações estruturais. Passou-se a estudos paramétricos de várias configurações de lajes (diferentes vãos, espessuras e condições de apoio), buscando uma configuração que possuísse freqüência natural próxima das freqüências dos carregamentos humanos. A laje deveria ter dimensões apropriadas ao espaço físico disponível, freqüência fundamental inferior a 5 Hz e flecha máxima instantânea compatível com as indicações da norma brasileira NBR6118:2003. A estrutura adotada consiste de uma laje retangular maciça de concreto armado engastada em duas bordas opostas em vigas metálicas com conectores de cisalhamento tipo U. As outras duas bordas são livres. As vigas metálicas de apoio da laje, por sua vez, apóiam-se sobre 8 perfis metálicos (dois em cada canto da laje) que se apóiam dois a dois sobre colunas curtas de aço de perfil H. Perfis U de aço são soldados às quatro colunas, formando um quadro horizontal. Foram realizadas análises numéricas da plataforma de ensaios dinâmicos em vibração livre e forçada para obter as freqüências naturais e os modos de vibração correspondentes, considerando peso próprio da estrutura e carregamento que simula o peso das pessoas. Obtida uma configuração de estrutura que cumprisse os requisitos estipulados, foi feito o dimensionamento da laje levando-se em conta as recomendações da norma brasileira NBR6118:2003. A etapa final do trabalho foi a construção da plataforma, começando pela parte metálica e terminando com a concretagem da laje usando concreto bombeado. Apesar da cura cuidadosa do concreto, ocorreu fissuração devido à retração e a laje apresentou grande flecha imediata ao se proceder à desforma, o que não inviabilizará a realização dos ensaios dinâmicos previstos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work is about the design and construction of a platform for dynamic tests with people moving on a slab. Initially tried to find projects already implemented in platforms and dynamic tests and to study the loads produced by movements of people on slabs and structure's response to these loads. Were studied also the limits established by different standards for these dynamic responses, taking into account the ultimate limit state as the structure in service because the human body is very sensitive to structural vibrations. It was taken parametric studies of various configurations of slabs (different spans, thicknesses and conditions of support), looking a configuration that have natural frequency close to the frequencies of the human loads. The slab should have appropriate dimensions to the physical space available, fundamental frequency below 5 Hz and maximum deflection instant compatible with the indications of the Brazilian standard NBR6118: 2003. The structure adopted consists of a solid rectangular slab reinforced concrete studded in two opposite edges of steel beams with shear connectors type U. The other two edges are free. The steel beams supporting the slab, in turn, rely on eight metal profiles (two in each corner of the slab) that rely on two to two short columns of steel profile H. Profiles U in steel are welded to four columns, forming a horizontal frame. We performed numerical analysis of the dynamic test platform for free vibration and forced to obtain the natural frequencies and vibration modes corresponding, considering self-weight of the structure and load that simulates people’s weight. Obtain a configuration of structure that fulfilled the requirements stipulated, was made the design of the slab taking into account the recommendations of the Brazilian standard NBR6118: 2003. The final stage of work was the construction of the platform, starting it with the metal part and ending with the concrete slab using concrete pumped. In spite of a careful curing of concrete, cracking occurred due to retraction and the slab showed a great immediate deformation, which does not prevent the realization of dynamic tests provided.
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Analise estatica e dinamica por subestruturação e programação, orientada por objetivos

Bittencourt, Marco Lúcio, 1964- 21 February 1990 (has links)
Orientador: Fernando Igutti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T00:14:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bittencourt_MarcoLucio_M.pdf: 4533390 bytes, checksum: 76810bba1dacb6f47f5c0be0663e8bc4 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Este trabalho apresenta, inicialmente, algoritmos para análise linear estática e dinâmica de estruturas modeladas por elementos finitos, considerando as técnicas de subestruturaçâo e ciclo-simetria. Posteriormente, especificam-se as características gerais de um programa computacional implementando estas técnicas, utilizando-se para isso, os conceitos provenientes da engenharia de programas e do paradigma orientado por objetos. / Abstract: This work presents firstly some algorithms for static and dynamic analysis of finite elements modeled structures, using substructuring and cyclic symmetry techniques. The general characteristics of a computer program is then described, which implements such techniques, using software engineering and object-oriented concepts. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica
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Isolamento passivo de vibrações aleatórias atuantes sobre equipamentos eletrônicos aeronaúticos embarcados /

Almeida, Fabio Eduardo de. January 2006 (has links)
Orientador: Fernando de Azevedo Silva / Banca: José Elias Tomazini / Banca: Carlos de Andrade Souto / Resumo: Equipamentos aeronáuticos embarcados podem ser submetidos a elevados níveis de vibração durante o vôo. Normas internacionais especificam os níveis de vibração que os componentes de uso civil e militar devem ser capazes de suportar de acordo com o emprego e com o tipo de aeronave ao qual serão integrados. Em alguns equipamentos aeronáuticos considerações de geometria e massa limitam severamente as opções de projeto no sentido de evitar ressonâncias na faixa de freqüência de qualificação do equipamento, o que pode fazer com que componentes eletrônicos internos sofram níveis muito elevados de vibração. O presente trabalho visa à redução das cargas dinâmicas com a introdução de dispositivos do tipo passivo de isolamento de vibração. Para redução e amortecimento de vibrações foram utilizados materiais com baixa rigidez, mas resistência mecânica suficiente para suportar os esforços dinâmicos. Diversas configurações de isoladores fabricadas com vários materiais (poliuretano, silicone, polietileno e uma combinação de polietileno e silicone) foram ensaiadas. A solução adotada foi analisada também por simulações numéricas pelo método dos elementos finitos, obtendo-se respostas em freqüência (acelerações), deslocamentos e tensões. Os deslocamentos e os valores máximos de tensão calculados apresentaram valores inferiores aos máximos admissíveis. Os resultados numéricos e experimentais apresentaram boa correlação entre si. A combinação de polietileno e silicone obteve o melhor desempenho permitindo uma redução de aproximadamente 85% do nível de vibração RMS sobre o equipamento e os componentes eletrônicos. / Abstract: Aeronautical systems can be submitted to high levels of vibration during flight. International standards specify the vibration levels that this kind of systems must withstand according to its function and the aircraft where it will be integrated. For some of these systems, geometry and mass properties are strictly defined by some design issues and therefore cannot be changed in order to achieve better dynamical properties and avoid resonance peaks or high vibrations level in internal electronic components. The main goal of this work is to reduce the dynamic loads acting on sensible electronic equipment using passive vibration isolators. Materials witch provide low suspension resonance frequencies but enough mechanical strength and a medium loss factor are used to build vibration isolators. Some simple vibration isolators devices made by polymers are evaluated by dynamic tests performed with an airborne equipment. The devices tested are made by polyurethane, silica, polyethylene and a combination of the two formers. The dynamical behavior of the configuration with better performance is also analyzed through numerical simulation by finite element method. The numerical results for the dynamic responses are compared with the experimental results and shown good agreement. The combination of silica and polyethylene have show the better performance supporting appropriately the dynamic loads and reducing the RMS vibration level measured in the electronic components in 85%. / Mestre
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Determinação ótima do número e dos parâmetros de múltiplos atenuadores dinâmicos sintonizados em estruturas altas submetidas à ação dinâmica do vento

Souza, Juliano Valdir de January 2016 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:13:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343278.pdf: 6928134 bytes, checksum: 749284b620000ed07d88043153645745 (MD5) Previous issue date: 2016 / Neste trabalho, o enfoque é dado ao dimensionamento de atenuadores dinâmicos sintonizados ? ADS. Além de dimensionar as constantes de mola e amortecimento, determinou-se também o número ideal de atenuadores. Controladores estruturais do tipo ADS são vastamente aplicados na engenharia estrutural, com o objetivo de minimizar as oscilações em construções esbeltas sujeitas a ações de natureza dinâmica. O presente trabalho motivou-se principalmente pela carência nos estudos sobre dimensionamento de múltiplos ADS com determinação do número ideal de controladores. Deste modo, são dimensionados múltiplos ADS em uma estrutura alta submetida à ação dinâmica do vento, com base nos estudos conduzidos por Ankireddi e Yang (1996), o qual avalia a influência da massa de ADS simples no controle estrutural de estruturas submetidas à ação dinâmica do vento. Portanto, adaptou-se os algoritmos BSA e Harmony Search para que se determine o número ideal de ADS. De fato, o esquema proposto parte de uma configuração universal pré-definida de ADS, descartando-se os ADS desnecessários. Simultaneamente, o algoritmo determina os valores ótimos das constantes de rigidez k_d e amortecimento c_d, para cada ADS. A estrutura em estudo possui 400 m de altura e foi submetida à ação do vento sinóptico com flutuação da velocidade do vento na direção longitudinal gerado por intermédio do espectro de potência de Kaimal. Através da análise dinâmica, possibilitou-se comparar a resposta da estrutura com controle de ADS simples e com múltiplos ADS. Posto que, nem sempre utilizar-se múltiplos ADS significa um expressivo ganho no controle estrutural, em relação ao ADS simples, outros fatores são avaliados. O uso de múltiplos ADS possibilita a redução da massa de cada ADS, facilitando a instalação dos mesmos. Além disso, partindo-se da configuração ideal de múltiplos ADS, arguiu-se a hipótese de que um dos controladores estivesse inoperante durante toda a excitação do vento, simulando a falha ou um período de manutenção do equipamento. Assim, constatou-se que múltiplos ADS garantem que a estrutura esteja protegida mesmo quando um dos ADS esteja inoperante.<br> / Abstract : In this work, the focus is given to the design of tuned mass damper - TMD, and scale the constant spring and damping, also determined the optimal number of attenuators. Structural controllers of TMD type are widely applied in structural engineering, in order to mitigate the fluctuations in slender buildings subject to actions of dynamic source. This work primarily motivated up for the absence in studies of multiple TMD design to determine the optimal number of controllers. Thus, are sized multiple TMD on a tall building subjected to wind dynamic action, based on studies conducted by Ankireddi and Yang (1996), which evaluates the influence of simple TMD on mass structural control structures subjected to wind dynamic action, therefore, it was adapted the BSA and Harmony Search algorithms for determine the ideal number of TMD. In fact, the scheme proposed part of a pre-defined universal configuration TMD, discarding unnecessary TMD. At the same time, the algorithm determines the optimal values of the constants stiffness k_d and damping c_d for each TMD. The structure under study has 400 m high and was subjected to the action of the synoptic wind with fluctuating wind speed in the longitudinal direction generated through the Kaimal power spectrum. Through dynamic analysis, it was possible to compare the response of the structure with simple TMD control and multiple TMD. Though not always be used multiple TMD means a significant gain in structural control, compared to the simple TMD, other factors are evaluated. The use of multiple TMD enables the reduction of the mass of each TMD, making it easier to install them. Furthermore, starting from the ideal multiple TMD configuration, the hypothesis is argued, that one of the controllers was dead during the entire wind excitation, simulating an equipment failure or maintenance period. Thus, it was found that multiple TMD ensure that the structure is protected even when one of the TMD is inoperative.
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Estudo comparativo do desempenho de dissipadores metálicos em edifícios sujeitos à excitação sísmica / Comparative study of metallic dampers performance on structures under seismic load

Costa Júnior, Glediston Nepomuceno 25 January 2017 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-05-09T16:27:36Z No. of bitstreams: 1 2017_GledistonNepomucenoCostaJúnior_TERMO.pdf: 1942602 bytes, checksum: 33371bdcfc0233cefe10a18e9c540af6 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-16T21:04:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_GledistonNepomucenoCostaJúnior_TERMO.pdf: 1942602 bytes, checksum: 33371bdcfc0233cefe10a18e9c540af6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T21:04:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_GledistonNepomucenoCostaJúnior_TERMO.pdf: 1942602 bytes, checksum: 33371bdcfc0233cefe10a18e9c540af6 (MD5) Previous issue date: 2017-05-16 / Com o crescente progresso científico e tecnológico, que proporcionou avanços no desenvolvimento de novos materiais e métodos de análise, estão sendo projetadas e construídas estruturas cada vez mais altas e esbeltas. Essas estruturas sob a ação de cargas dinâmicas, como terremotos e ventos, ficam sujeitas a vibrações excessivas não só do ponto de vista de segurança, mas também do conforto humano. Uma alternativa para combater essas vibrações excessivas nas estruturas de engenharia civil é o controle estrutural. Dentre os dispositivos existentes, destacam-se os amortecedores metálicos, como por exemplo: o Added Damping And Stiffness - ADAS e o Triangular Plate Added Damping And Stiffness - TADAS, amplamente utilizados na prática, que aumentam significativamente a capacidade de dissipação de energia das estruturas e podem ser facilmente substituídos sem grandes custos. No presente estudo foi realizada uma análise experimental de um dissipador metálico do tipo Triangular, para a obtenção dos parâmetros de Bouc-Wen. Posteriormente foi realizado um estudo numérico utilizando o software SAP 2000 em dois sistemas estruturais distintos submetidos a um sismo e equipado com três dissipadores metálicos, X Shape, Bottle Shape e Triangular. Com isso um estudo dinâmico comparando a eficiência dos três dissipadores foi realizado, mostrando que para o sistema estrutural I o melhor dissipador é o X Shape, e para o sistema estrutural II o melhor dissipador é o Bottle Shape. / The recent scientific and technological progress, made it possible the advances in the development of new materials and methods of analysis. Taller and more slender structures are being designed and built. These structures under the action of dynamic loads, such as earthquakes and winds, are subject to excessive vibrations not only from the point of view of safety, but also of human comfort. An alternative to combating these excessive vibrations in civil engineering structures is structural control. Among the existing devices, the metal dampers, such as the Added Damping And Stiffness (ADAS) and the Triangular Plate Added Damping And Stiffness (TADAS), widely used in practice, significantly increases the energy dissipation capacity of the structures, and can easily be replaced without great cost. In the present study, an experimental analysis of a triangular metal damper was carried out to obtain the Bouc-Wen parameters. Subsequently, a numerical study was carried out using SAP 2000 software in two different Structural Systems submitted to an earthquake and equipped with three metallic dampers, X Shape, Bottle Shape and Triangular. A dynamic study comparing the efficiency of the three dampers was carried out, showin that the best damper for the the Structural System I is the X Shape, and for Structural System II the best is the Bottle Shape.
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Controle de vibrações em edifícios submetidos à ação de cargas dinâmicas utilizando amortecedor de massa sintonizando na forma de pêndulo / Vibration control of structures subjected to dynamic loads using tuned pendulum-shaped mass dampers

Zuluaga Gómez, Alberto León January 2007 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2009-11-24T17:37:25Z No. of bitstreams: 1 2007_AlbertoLeonZuluagaGomez.pdf: 971320 bytes, checksum: 64667272d6fd6e72f994a75689df3eeb (MD5) / Approved for entry into archive by Joanita Pereira(joanita) on 2009-11-24T19:21:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_AlbertoLeonZuluagaGomez.pdf: 971320 bytes, checksum: 64667272d6fd6e72f994a75689df3eeb (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-24T19:21:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_AlbertoLeonZuluagaGomez.pdf: 971320 bytes, checksum: 64667272d6fd6e72f994a75689df3eeb (MD5) Previous issue date: 2007 / O crescente progresso das técnicas de análise e dimensionamento estruturais, e os constantes avanços nas áreas de materiais e técnicas construtivas, têm possibilitado que sejam projetadas com mais freqüência estruturas cada vez mais altas e esbeltas e, portanto, mais flexíveis. Essas estruturas são vulneráveis à ocorrência de vibrações excessivas causadas por carregamentos dinâmicos, tais como, terremotos, ventos, ondas, tráfego intenso, ocupação humana, entre outras. Para reduzir as vibrações excessivas, pode ser utilizado um sistema de controle estrutural que absorve parte da energia da estrutura melhorando o seu desempenho frente a tais perturbações. No presente trabalho é avaliada a eficiência de um amortecedor de massa sintonizado (AMS) na geometria de pêndulo na redução dos deslocamentos, velocidades e acelerações de uma estrutura quando submetida a excitações dinâmicas. São apresentados os parâmetros ótimos do amortecedor (comprimento do cabo e razão de amortecimento do pêndulo) quando o sistema principal ou estrutura está submetida a excitações ambientes aleatórias dadas por funções de densidade espectral de potência. Inicialmente, tanto as excitações provocadas por sismos quanto pelo vento serão estudadas considerando uma função de densidade espectral constante (ruído branco) e depois mediante funções de densidade espectrais mais reais, como o espectro de Kanai-Tajimi no caso de excitações sísmicas, e o espectro de Davenport no caso de forças devidas ao vento. Todo o estudo numérico realizado considera um shear frame de dez andares reduzido a um grau de liberdade pelo método da superposição modal, tomando-se a contribuição do primeiro modo de vibração como a mais significativa. Se a rotação do pêndulo é pequena, a formulação aproximada linear é aceitável e, portanto, adotada aqui. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The ongoing progress of structural analyses and dimensioning, in addition to the continuous advancements in building techniques and material, has made it possible to build taller and more slender structures every day. These structures are also more vulnerable to excessive vibrations caused by dynamic loads like earthquakes, winds, waves, intense traffic, and human occupation, amongst others. In order to reduce those excessive vibrations, a structural control system can be used, which will absorb part of the structure’s energy, improving its performance in relation with such disturbances. In this work, the efficiency of a tuned pendulum-shaped mass damper is evaluated in the reduction of the displacement, velocity and acceleration of a structure when it is subjected to dynamic excitations. The optimum parameters for the damper are also presented (cable length and damping ratio for the pendulum) when the main system or structure is subject to random ambient excitation, given by power spectral density functions. Initially, both the alterations produced by earthquakes as well as the ones produced by winds will be studied, taking into consideration a constant spectral density (white noise); subsequently, more realistic spectral density functions, like Kanai- Tajimi’s, when dealing with seismic alterations, and Davenport’s, when analyzing forces due to wind load, will be examined. The entire numeric study that is done considers a shear frame of ten stories, reduced to one degree of freedom by the method of modal superposition, taking the contribution of the first mode as the most significant. If the rotation of the pendulum is small, the linear approach is acceptable, thus it is adopted here.

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