Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-11-05Bitstream added on 2014-06-13T20:12:12Z : No. of bitstreams: 1 reis_dro_me_guara.pdf: 2620231 bytes, checksum: 6a3a8c1961894a68e132f3326f67d551 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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. / 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.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12Bitstream added on 2014-06-13T18:57:56Z : No. of bitstreams: 1 almeida_fe_me_guara.pdf: 3463520 bytes, checksum: 687003c1392e31477b62d4db52bb211e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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. / 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%.

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:55:10Z : No. of bitstreams: 1 000864230.pdf: 1866850 bytes, checksum: 9ad28107377e11f0b8e5361f14581a46 (MD5) / Os sistemas produtivos modernos requerem, cada vez mais, confiabilidade e bom desempenho de seus equipamentos que, ao apresentarem níveis de vibração elevados, tendem a se deteriorar precocemente e produzir variações no processo produtivo, comprometendo assim sua utilização. Dado o interesse em mitigar os efeitos da vibração, nos últimos anos o estudo de sistemas que sejam capazes de controlar os deslocamentos e as forças dinâmicas geradas por equipamentos vem ganhando espaço considerável na engenharia. Este trabalho apresenta o estudo de uma técnica de controle semiativo que emprega a alteração das propriedades dinâmicas através da modificação da rigidez do sistema, para produzir o efeito de atenuação de vibrações. Foi desenvolvida uma metodologia para avaliação do efeito de alteração da rigidez do sistema através de análise adimensional dinâmica do sistema e, além disso, foram também equacionados analiticamente todos os parâmetros envolvidos no controle das propriedades do sistema. Foi desenvolvido o projeto teórico de um dispositivo capaz de realizar a modificação da rigidez de um sistema mecânico, sendo este simulado em condições de aplicação na atenuação de vibrações de um equipamento que atravessa sua frequência natural. Os resultados demonstram que o dispositivo tem aplicação bastante efetiva para pequenas estruturas e que o conceito pode ser estendido para experimentos com sistemas reais / Modern production systems increasingly require good reliability and performance of their machines and equipment. Those which have high vibration levels tend to deteriorate sooner and to produce poor production processes, which means that the maximum availability cannot be exploited. In recent years, due to the desire to mitigate the effects of vibration, systems which are capable of controlling the dynamic displacements and forces generated by equipment, have been studied. The work in this dissertation presents a study of a semi-active control technique which changes the dynamic properties of a machine, through the modification of the system stiffness, to produce the effect of vibration reduction. A methodology is developed to evaluate the effect of the system stiffness alteration through dynamic analysis. A potential implementation of a design capable of modifying the stiffness of a mechanical system is presented, and simulations are carried out into its performance as a machine passes through its natural frequency. The results show that the design works in principle and has the potential to work in a real experimental system

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T16:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 80417.pdf: 4957329 bytes, checksum: 13a9996bc931fc9f67304f9c215284e8 (MD5) Previous issue date: 1989 / Analisam-se os problemas de vibrações de um exaustor de gás clorídrico da Companhia Siderúrgica Nacional, tendo em vista a determinação das causas e sua solução. Cinco métodos de cálculo das freqüências naturais são utilizados e comparados, a saber: métodos de Dunkerley, de Rayleigh, do Determinante Característico, de Interação Matricial e das Matrizes de Transferência. Consideram-se vários efeitos que poderão alterar as freqüências naturais como: redução do diâmetro das mangas do eixo, efeitos giroscópicos, flexibilidade dos discos e dos mancais, número de graus de liberdade, excentricidade dos discos e efeito da inércia rotatória. Efetua-se análise de sinais das vibrações do sistema mediante utilização de gravação em FM e processamento desses sinais em um analisador de vibrações (Fourier Analyser) FFT-5451-C, Hewlett Packard. As propriedades dinâmicas do rotor são obtidas através da análise modal, onde são determinadas as freqüências naturais, modos de vibração e fatores de amortecimento. São discutidos os resultados numéricos e experimentais. Soluções, consistindo em modificações do exaustor, são sugeridas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:04:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 229915.pdf: 2933032 bytes, checksum: a8173e5bbaa63b2d698b732b1e4c14b7 (MD5)

Orientador : Prof. Dr. Heraldo Nélio Cambraia / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 02/06/2015 / Inclui referências : fls. 82-86 / Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos / Resumo: A análise do comportamento dinâmico de estruturas mecânicas consiste em um ramo importante da engenharia. A análise modal experimental (AME) trata do problema da caracterização do comportamento dinâmico estrutural. Basicamente, são calculados os seguintes parâmetros modais: frequências naturais, fatores de amortecimento e modos de vibração natural usando dados experimentais. Estes dados experimentais são oriundos das entradas e saídas medidas em pontos específicos sobre a estrutura. Os tipos de dados que são comumente usados em AME são do tipo função de resposta impulsiva e dados de entrada e saída. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um algoritmo que utiliza dados de entrada e saída, como também um algoritmo que utiliza apenas dados de saída, pois algumas vezes a medição da excitação se torna inviável quando não impossível de ser obtida. Esta técnica é conhecida com análise modal operacional (OMA, do inglês operational modal analysis). As aplicações mais comuns dessa abordagem OMA são por exemplo, estruturas civis como pontes, edifícios, guindastes, motores a combustão interna, rotores, etc. Estas estruturas possuem em comum a dificuldade de se medir os dados de entrada. O principal objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento e implementação computacional de técnicas de identificação paramétrica no domínio do tempo, orientadas a subespaços, para dados de entrada e saída, bem como, para dados apenas de saída. Palavras-chave: Análise modal experimental. Análise modal operacional. Identificação paramétrica.Técnicas orientadas a Subespaço. / Abstract: The analysis of the dynamic behavior of mechanical structures is an important branch of engineering. The experimental modal analysis (AME) addresses the problem of characterizing the structural dynamics. Basically, the modal parameters calculated are: natural frequency, damping factor and natural vibration modes using experimental data. These experimental data comes from inputs and outputs measures at specific points on the structure. Data types that are commonly used in AME are of the impulse response function and input and output data. This paper proposes the development of an algorithm that uses input and output data, as well as an algorithm that uses only output data, since sometimes the excitement measurement becomes impractical if not impossible to obtain. This technique is known as operational modal analysis (OMA). The most common applications of OMA approach are, for example, civil structures such as bridges, buildings, cranes, internal combustion engines, rotors, etc. These structures have in common the difficulty of measuring the input data.The main objective of this work is the development and computational implementation of techniques of parametric identification in time domain, oriented to subspaces, for input and output data as well as for output data only. Keywords: Experimental modal analysis, operational modal analysis, parametric Identification, oriented Subspace techniques.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T21:09:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 104620.pdf: 19527114 bytes, checksum: 31d185869e6b6e89df94b769eb0b2b5c (MD5) Previous issue date: 1996 / Análise da aplicação do Método do Fluxo de Potência usando funções de mobilidade em estruturas compostas por vigas, em forma de grelha. O objetivo é qualificar os principais tipos de ondas na transmissão de energia e obter a resposta dinâmica da estrutura. Calculou-se o fluxo de potência entre duas vigas unidas em L, considerando todos os tipos possíveis de acoplamento de ondas. Para a determinação da resposta, foi utilizado o Método da Mobilidade, onde a estrutura é separada em subestruturas menores e para cada uma são montadas equações de movimento. São determinados os esforços nas uniões e a resposta é determinada a partir destes esforços. As subestruturas utilizadas foram vigas dispostas em L ou em T. As vantagens são a obtenção determinística da resposta, para freqüências discretas e a necessidade de se determinar os esforços apenas nas uniões. Resultados analíticos para algumas configurações de vigas, são comparados com os obtidos numericamente, pelo Método de Elementos Finitos.

Orientador : Prof. Dr. Roberto Dalledone Machado / Co-orientador : Prof. Dr. Marcos Arndt / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 17/02/2016 / Inclui referências : f.134-141 / Área de concentração: Mecânica Computacional / Resumo: No contexto da analise dinâmica de estruturas, uma das limitações do Método dos Elementos Finitos (MEF) e a dificuldade de aproximar as altas frequências. Essa falta de precisão se torna mais significativa à medida que os carregamentos excitem os modos com frequências mais altas. Visando abordar esse tipo de problema é possível utilizar o Método dos Elementos Finitos Generalizados/ Estendido (MEFG/MEFE) para enriquecer o espaço de aproximação e representar melhor esses modos de alta frequência. Apesar das excelentes propriedades do MEFG/MEFE como alta acurasse versatilidade de aplicação e excelentes taxas de convergência, há aspectos que ainda limitam sua aplicabilidade como a instabilidade numérica associada ao processo de enriquecimento presente mesmo em problemas de valor de contorno bem postos. As matrizes do MEFG/MEFE podem ser consideravelmente mal-condicionadas, podendo resultar em uma perda de acurácia da aproximação, e até mesmo resultando em matrizes numericamente singulares. Assim, neste trabalho apresentam-se duas propostas para contornar o problema de sensibilidade do MEFG: uma adaptação do Método dos Elementos Finito Generalizado Estabilizado voltado a Análise Dinâmica e uma estratégia de pré-condicionamento das funções de enriquecimento. Diversos exemplos unidimensionais de análise modal e transiente são apresentados e seus resultados são discutidos, mostrando que as implementações propostas possibilitam captar melhor frequências mais elevadas, melhorando a representatividade do espectro. Observando o ganho de estabilidade numérica proporcionado pela adoção da estratégia de pré - condicionamento das funções de enriquecimento, estendeu-se sua proposta a análise modal bidimensional, onde a instabilidade numérica do refino p pode ser então contornada, implicando em consequente ganho de acurasse no espectro de frequência. / Abstract: In the context of dynamic analysis of structures, one of the limitations of the Finite Element Method (FEM) is the difficulty of approaching the high frequencies. This lack of precision becomes more significant as the loading excite modes with higher frequencies. Aiming at address this problem one may use the Finite Element Method Generalized / Extended (GFEM / XFEM) to enrich the approximation space and better represent these high frequency modes. Despite the excellent properties of GFEM / XFEM as high accuracy, application versatility and excellent convergence rates, there are aspects that still limit its applicability as the numerical instability associated with this enrichment process even in well-placed boundary value problems. GFEM/XFEM matrices may be ill-conditioned, which may result in a accuracy loss, and even resulting in numerically singular matrices. In this work two proposals are presented to circumvent the GFEM sensitivity problem: an adaptation of the Stabilized Generalized Finite Element Method applied to Dynamic Analysis and a pre-conditioning of enrichment functions. Several examples of one-dimensional modal and transient analysis are presented and results are discussed, showing that the proposed implementations allow to better capture higher frequencies, improving representation of the spectrum. Considering the numerical stability provided by the adoption of preconditioning of enrichment functions strategy, its proposal was extended to the two-dimensional modal analysis enabling to

Orientador : Prof. Dr. Roberto Dalledone Machado / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Exatas e Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 13/07/2012 / Inclui referências / Área de concentração: Mecânica computacional / Resumo / Resumo: A análise dinâmica de estruturas tem como objetivo avaliar a resposta estrutural quando variações temporais que causem efeitos inerciais não possam ser desconsideradas. O Método dos Elementos Finitos (MEF) é atualmente utilizado em larga escala para a análise dinâmica de estruturas, devido à sua robustez e flexibilidade. Além disso, a análise dinâmica de estruturas está intimamente relacionada com a equação da onda, o que aumenta o interesse na formulação de métodos eficientes para a análise dinâmica. O MEF convencional utiliza funções polinomiais para construir soluções aproximadas para um dado problema. Porém, sabe-se que as soluções de problemas relacionados a fenômenos oscilatórios frequentemente envolvem termos trigonométricos. Neste contexto, termos trigonométricos podem ser incorporados às aproximações do MEF através da utilização do Método dos Elementos Finitos Generalizado (MEFG). O MEFG é uma extensão do MEF convencional que permite a inclusão de funções não polinomiais à aproximação. Estas funções são capazes de representar algum comportamento conhecido do fenômeno sendo estudado. Neste trabalho são apresentadas formulações do MEFG para os problemas de: barras sujeitas a deslocamentos axiais, vigas sujeitas a deslocamentos transversais, equação da onda bidimensional e estado plano de tensões. São realizadas análises para a resposta no tempo e análises modais. Os resultados são comparados com aqueles obtidos com o Método dos Elementos Finitos Hierárquico (MEFH) polinomial, uma abordagem que permite a formulação de elementos de alta ordem. Os exemplos estudados indicam um grande potencial do MEFG para a análise dinâmica de problemas que envolvam a participação dos modos de vibração com frequências elevadas. / Abstract: The purpose of structural dynamic analysis is to evaluate the response of a structure when inertial effects caused by time variations are relevant. The Finite Element Method (FEM) is widely used for structural dynamic analysis, mainly because of its robustness and flexibility. Besides, structural dynamics is intimately related to the wave equation, thus increasing the interest in formulating efficient methods for the dynamic analysis of structures. The standard FEM uses polynomials to build approximate solutions for a given problem. However, the solution of problems involving oscillatory phenomena often contains trigonometric functions. In this context, trigonometric functions can be included in the approximations built by the FEM by using the Generalized Finite Element Method (GFEM). The GFEM is an extension of the standard FEM that allows non polynomial functions to be included in the analysis. These functions are able to represent some behavior of the phenomenon being studied. This work presents a GFEM approach for problems involving: bars subject to axial displacements, beams subject to transversal displacements, the two dimensional wave equation and the case of plane stress. Time response and modal analysis are performed. The results are compared to the ones obtained using the Hierarchical Finite Element Method (HFEM), an approach that allows the use of high order polynomial approximations. The examples studied indicate a strong potential of the GFEM for the analysis of problems involving the participation of the vibration modes associated to high vibration frequencies.

[pt] O crescimento dos problemas de vibrações excessivas em edificações oriundos de atividades humanas rítmicas tem conduzido à necessidade de desenvolvimento de critérios específicos para projetos estruturais submetidos à ação dessas cargas dinâmicas. Esta foi uma das motivações para o desenvolvimento de uma metodologia de análise para investigação da resposta dinâmica de sistemas estruturais de pisos mistos (aço-concreto). Objetiva-se verificar a influência da interação aço-concreto (interação total e parcial) e, bem como, das ligações estruturais (ligações viga-coluna e viga-viga), sobre a resposta dinâmica não linear de pisos mistos (aço-concreto). Deste modo, são utilizados três modelos de carregamento dinâmico representativos das atividades humanas rítmicas referentes a saltos à vontade e ginástica aeróbica. As cargas dinâmicas são obtidas por meio de testes experimentais e, também, com base em normas e recomendações internacionais de projeto. Com referência a interação aço-concreto, vários tipos de conectores (tipo stud e perfobond) são considerados ao longo da investigação. Mesmo sabendo-se que a análise de vibrações de pisos induzidas por atividades humanas tem sido alvo de inúmeras investigações ao longo dos últimos dois séculos (1828-2012), os autores desconhecem na literatura técnica um trabalho de pesquisa tão abrangente, no que diz respeito à análise dinâmica não linear de pisos mistos (aço-concreto) submetidos à ação de atividades humanas rítmicas, com base na consideração dos efeitos dos conectores (interação aço-concreto) e das ligações (viga-coluna e viga-viga). Diante do exposto, o quadro global investigado neste trabalho de pesquisa demonstra, claramente, um indicativo de que os critérios de projeto devem levar em conta o caráter dinâmico da excitação e, especialmente, a influência da interação aço-concreto e das ligações estruturais, no que tange a verificação dos estados limites de utilização (conforto humano), associados ao comportamento estrutural de pisos mistos de edificações. / [en] The increasing incidence of building vibration problems due to human activities led to a specific design criterion to be addressed in structural design. This was the main motivation for the development of a design methodology centred on the steel-concrete composite floors non-linear dynamic response submitted to loads due to human rhythmic activities. This way, the main objective of this work is to investigate the influence of steel-concrete interaction degree (from total to various levels of partial interaction) and the beam-to-column and beam-to-beam connections effect over the non-linear dynamic behaviour of composite floors. Thus, three dynamic loading models were utilized, in order to simulate human rhythmic activities such as jumping and aerobic gymnastics. The dynamic loads were obtained through experimental tests and based on international design codes and recommendations. Regarding the steel-concrete interaction degree, the stud and perfobond connectors are considered in this investigation. Even though this topic has been studied in the technical literature for nearly two centuries, the steel-concrete composite floors non-linear dynamic analysis submitted to human rhythmic activities has not yet been addressed so comprehensively, as far as the authors are concerned in this investigation, based on the consideration of the connectors (steel-concrete interaction degree) and connections (beam-to-column and beam-to-beam) effects. Considering all aspects mentioned before, the results have demonstrated that the design criteria should include the original nature of the dynamic excitation and, specially, the steel-concrete interaction degree and structural connections effects when the steel-concrete composite floors structural behaviour, related to the serviceability limit states (human comfort) are investigated.