Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, it is developed a study of the transverse vibrations of a system composed by two parallel strings of equal length, coupled by a viscoelastic element. The frequencies and mode shapes are obtained using modal analysis and a block matrix formulation for the system. The mode shapes are written by the dynamic basis, composed by the solution of a second order problem with impulsive initial conditions, and its first derivative. In the undamped case, different cases of the problem are considered by varying the parameters of the strings. The orthogonality of the mode shapes and the impulse response matrix are used to solve the undamped forced case. In the damped case, it is considered again the matrix formulation and use dynamic basis, and we present an uncoupled problem from simplifications of the system parameters. The damped forced vibrations are studied using the adjoint modal method, from which there is an orthogonality between the mode shapes of the original system and the mode shapes of the adjoint system associated, allowing the uncoupling and solvability of the system. The forced response is determined by using the matrix fundamental response. / Neste trabalho é realizado um estudo sobre as vibrações transversais de um sistema formado por duas cordas paralelas, de mesmo comprimento, acopladas através de um elemento viscoelástico do tipo Winkler. As frequêencias e os modos de vibração são obtidos utilizando-se a análise modal e uma formulação matricial em blocos para o sistema. Os modos de vibração são escritos através da base dinâmica, composta pela solução de um problema de segunda ordem com condições iniciais impulsivas, e sua primeira derivada. No caso não amortecido são considerados diferentes casos para o problema, variando-se os parãmetros das cordas. A ortogonalidade dos modos e a resposta impulso matricial são usadas para resolver o caso forçado sem amortecimento. No caso amortecido, é apresentado um problema desacoplado a partir de simplificações nos parâmetros do sistema. As vibrações forçadas com amortecimento são estudadas usando-se o método modal adjunto, a partir do qual, existe uma ortogonalidade entre os modos de vibração do sistema original e os modos de vibração do sistema adjunto, possibilitando o desacoplamento e resolução do sistema. A resposta forçada é determinada usando a resposta fundamental matricial.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work deals with active vibration control of flexible rotors. Vibratory control behavior of a horizontal rotor containing two disks and suported by bearings on its extremities was studies numericaly and experimentaly. Numerical simulations was perfomaded using Finite Element Method (FEM). The target control was to atenuate the vibration of first 4 bending modes by using of a Linear Quadratic Regualdor. A modal method was required to reduce the model size and make the model controllable. A state observer estimated the modal state coordenates necessary to model method. The control forces were applied over the structure by piezeletric stack actuators. These actuators were orthogonally arranged in control plane locatted in one of bearings bearings of the rotor. The experimental identification of stiffness of active bearings compoments and MEF model ajust was carrifully conducted. The sucsses of metholody was intrically related to this work part, that has allowed the accured calculation of the contol force. Experiments were carried out in a rotor test rig. Optimal modal Controller performance has been tested to various operation conditions and differents excitation forces, like rotor at rest, steady state rotation and transiente rotation. Numerical and experimental results attest the sucsses of control strategy and shows the potentiality of stack piezelectric actuators in the active vibration control to rotordynamics field. / Este trabalho trata do controle ativo de vibração de rotores flexíveis. Um rotor horizontal de dois discos apoiado em dois mancais em suas extremidades foi estudo no que tange o aspecto de controle, tanto no âmbito numérico como experimental. As simulações numéricas foram feitas empregando-se o Método dos Elementos Finitos (MEF). Um controlador ótimo do tipo Regulador Quadrático Linear foi utilizado para atenuar as vibrações dos 4 primeiros modos de flexão do rotor. Empregou-se um método modal para reduzir o tamanho modelo e torná-lo então controlável. O uso de tal método gerou a necessidade de se estimar os estados modais através de um observador de estados. O tipo de atuador escolhido para aplicar a força de controle sobre a estrutura foi um atuador piezelétrico do tipo pilha (piezeletric stack actuator). Os atuadores foram dispostos ortogonalmente num plano de controle localizado num dos mancais do rotor. A determinação experimental da rigidez dos elementos que componham o mancal ativo, onde se localizava os atuadores, e o ajuste destes valores no MEF foi etapa conduzida cuidadosa. O sucesso da metodologia de controle se atribui em grande parte a esta etapa que permitiu um cálculo preciso da força de controle. As simulações foram feitas numa bancada experimental devidamente instrumentada para os testes. A performance do controlador modal ótimo foi testada para diversas condições de funcionamento do rotor em questão e diferentes fontes excitação. A saber: Rotor em repouso, rotor em regime de rotação permanente, rotor em regime de rotação transiente. Os resultados obtidos, tanto numéricos como experimentais, mostram o sucesso da metodologia empregada e as potencialidades do uso do tipo de atuador aqui empregado para o campo do controle ativo de vibração de rotores. / Doutor em Engenharia Mecânica

Actualmente la población limeña no cuenta con viviendas propias y seguras; por ello, surge el auge del rubro de la construcción masiva con grandes edificaciones multifamiliares, cuya resistencia al impacto telúrico de enorme magnitud de 8 a 9 grados sigue en prueba sísmica; por ende, es muy relevante realizar la comparación del análisis del método modal espectral de la estructura (desplazamientos y aceleraciones respecto al suelo) y un análisis del método tiempo-historia donde se obtendrán las deformaciones máximas de la estructura de los edificios en este presente estudio; asimismo, evaluará la vulnerabilidad de la construcción estructural mediante acelerogramas sintéticos utilizando como espectro objetivo el espectro de peligro uniforme obtenido en el Parque de la Reserva, Cercado de Lima, por medio de un estudio peligro sísmico para un periodo de retorno de 475 años, reconociendo el comportamiento estructural ante un sismo de gran magnitud. El presente estudio titulado: Análisis de la amplificación sísmica de edificios del Cercado de Lima – Lima y La Punta – Callao por medio del análisis modal espectral y tiempo – historia mediante acelerogramas sintéticos; cuyo objetivo es realizar la comparación de dichos métodos en 4 edificios (2 de 5 niveles y 2 de 12 niveles) cuya configuración estructural es de muros de concreto armado, los cuales se estudiaran en dos distintos tipos de suelo (Cercado de Lima y La Punta) con la finalidad de obtener resultados de derivas, fuerzas, desplazamientos y aceleraciones para determinar la amplificación sísmica en los suelos mencionados, y así optar por el método de análisis más óptimo. Asimismo, el propósito del presente estudio es conocer el comportamiento de la edificación acorde con la realidad peruana; es decir edificaciones con periodos cortos; el cual evaluará la vulnerabilidad mediante acelerogramas sintéticos, reconociendo el comportamiento estructural ante una eventualidad sísmica de gran magnitud. / Currently, the population of Lima does not have their own and secure homes; For this reason, the boom in the field of massive construction emerges with large multi-family buildings, whose resistance to the telluric impact of enormous magnitude of 8 to 9 degrees continues in seismic testing; therefore, it is very relevant to make the comparison of the analysis of the spectral modal method of the structure (displacements and accelerations with respect to the ground) and an analysis of the time-history method where the maximum deformations of the structure of the buildings will be obtained in this present study. ; Likewise, it will assess the vulnerability of structural construction using synthetic accelerograms using the uniform hazard spectrum obtained in Parque de la Reserva, Cercado de Lima as the objective spectrum, through a seismic hazard study for a return period of 475 years, recognizing structural behavior in the face of a large earthquake. The present study entitled: Analysis of the seismic amplification of buildings in Cercado de Lima - Lima and La Punta - Callao by means of spectral modal analysis and time - history using synthetic accelerograms; the objective of which is to compare these methods in 4 buildings (2 of 5 levels and 2 of 12 levels) whose structural configuration is made of reinforced concrete walls, which will be studied in two different types of soil (Cercado de Lima and La Punta ) in order to obtain results of drifts, forces, displacements and accelerations to determine the seismic amplification in the mentioned soils, and thus opt for the most optimal analysis method. Likewise, the purpose of this study is to know the behavior of the building in accordance with the Peruvian reality; that is to say buildings with short periods; which will assess vulnerability using synthetic accelerograms, recognizing the structural behavior in the event of a large seismic event. / Tesis