Orientador: Katia Cavalca Lucchesi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T07:13:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EspiritoSanto_IvanLimado_M.pdf: 5636025 bytes, checksum: fadb46cc6830dbfe5935a420f7880d82 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho, é desenvolvida uma análise não linear de um rotor Laval com uma fonte de potência não ideal passando através da velocidade crítica sob efeitos de atrito seco de Coulomb e restituição cúbica. Verificaram-se as mudanças na resposta do sistema através da integração direta da equação de movimento, no caso de fortes não linearidades, e através do método da média, no caso de fracas não linearidades. Vários aspectos importantes no projeto de máquinas rotativas são verificados com estudo do comportamento não linear do rotor Laval, tais como o torque mínimo necessário para passagem pela velocidade crítica, a amplitude de vibração durante a passagem e a estabilidade da rotação em regime permanente. A rigidez cúbica afeta a freqüência natural do sistema, fazendo com que o valor desta varie em função da amplitude de oscilação. A forma inclinada da curva de ressonância faz com que, para uma determinada rotação, existam duas amplitudes de vibração possíveis, uma correspondente à aceleração e outra à desaceleração do rotor. O estudo teórico de estabilidade dos pontos da curva de ressonância, através do método da média, mostrou-se satisfatório na previsão da rotação em regime permanente / Abstract: In this work a nonlinear analysis of a simple Laval rotor with a non ideal power source crossing its resonance under a Coulomb dry friction action and cubic restoring force is done. Dynamical changes on the system response are observed through numerical integration in the case of strong nonlinearity and through average method in the case of weak nonlinearity. Some important constitutive request appear from the studies of the behavior. Two important aspects take place: the minimal torque requested for the passage across the critical speed and the amplitude of vibration, both of them are quite dependent on the interaction between the system and the power source. The Coulomb dry friction come from the contact between the rotor and a auxiliar device for reduction of oscillation during the passage through the critical speed. This device is made of cylindric rolles that also leads to a cubic restoring force. Otherwise, without such device the rotor runs free of any kind of dry friction and in this case the shaft is made of material that responds better with the cubic low instead of linear one / Mestrado / Dinamica de Rotores / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Roberto de França Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:35:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cambraia_HeraldoNelio_M.pdf: 1746737 bytes, checksum: ecec8e43b06e2268ecdbc44e009b9027 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se um método para detectar a presença de não lineadades em sistemas físicos e a implementação da modelagem não linear quadrática no domínio da frequência. O método de detecção consiste em comparar a função de resposta em frequência (FRF)' do sistema, estimado por varredura senoidal, com sua transformada de Hilbert (TH). Se a FRF for igual sua TH o sistema é linear caso contrário ele é não linear. A implementação da modelagem quadrática conta com a ajuda das análises espectral e bi -espectral para o cálculo das funções de resposta a frequência linear e quadratíca. Este modelo é não paramétrico. São realizadas simulações numéricas de alguns sistemas não lineares para ilustrar a aplicação destas técnicas implementadas / Abstract: This work presents a method for the detection of non -linearities in a physically realizable system based on the Hilbert transform and the implementation of the quadratic mathematical model in the frequency domain. This model is non-parametric, based on the Volterra and Wiener series and uses the spectral and biespectral analysis to obtain the frequency response function. Some non ¿ linear systems are simulated to ilIustrate the use and validity of the presented techniques / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecâncicas, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-07-03T10:13:37Z No. of bitstreams: 1 2013_AndreAlbuquerqueThomaseBrandao.pdf: 5240123 bytes, checksum: dfd19f4c832d49c4be7579c6be6076b7 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-07-03T11:18:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_AndreAlbuquerqueThomaseBrandao.pdf: 5240123 bytes, checksum: dfd19f4c832d49c4be7579c6be6076b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-03T11:18:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_AndreAlbuquerqueThomaseBrandao.pdf: 5240123 bytes, checksum: dfd19f4c832d49c4be7579c6be6076b7 (MD5) / O trabalho relatado neste documento apresenta a metodologia utilizada e os resultados obtidospara a simulação numérica de máquinas rotativas dando ênfase ao caso em que o rotor, devidoa causas diversas, se choca com o estator, ou carcaça, do equipamento. São apresentados osmodelos matemáticos utilizados para os sistemas analisados, o método numérico empregado euma análise do comportamento não-linear dos sistemas por meio de ferramentas adequadascomo diagramas de bifurcação, seção de Poincaré, bacias de atração e expoente de Lyapunov.O objetivo principal do trabalho é de analisar o comportamento dinâmico dos sistemas,aprofundando trabalhos anteriores, com a intenção de construir modelos robustos e confiáveispara a simulação numérica de sistemas industriais. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The study presented in this report shows the methodology and the obtained results for thenumerical simulation of rotating machinery, emphasizing the cases where the rotor, due todifferent causes, touches the equipment's casing - the stator. It is presented the mathematicalmodels for the analyzed systems, the numerical method used for the simulation and ananalysis of the non-linear behavior of the systems through specific tools such as bifurcationdiagrams, Poincaré sections, basins of attraction and Lyapunov exponent. The main goal ofthe study is to evaluate an analysis of system dynamics and to deepen the analysis of previousstudies in order to build reliable models for the numerical simulations of industrial systems.

Orientador: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-21T07:35:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_TulioOliveirade_D.pdf: 2502173 bytes, checksum: 14d28b3f05fbabc6a22069db95d67639 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Estudamos classicamente um sistema com três graus de liberdade constituído de dois subsistemas fracamente acoplados. O primeiro, um sistema caótico com dois graus, funciona como um reservatório para o segundo, o sistema de interesse. Os efeitos da dinâmica caótica sobre o sistema de interesse torna o movimento deste semelhante ao movimento Browniano, que é dissipativo. A resposta linear do reservatório, componente destes efeitos, está na sua densidade espectral. Uma investigação analítica do reservatório caótico per se evidencia que a densidade espectral pode ser escrita em termos de uma soma de funções delta nas freqüências das órbitas periódicas, com pesos distintos / Abstract: We study classically a system with three degrees of freedom, composed of two subsystems weakly coupled. The first, a chaotic system with two freedoms, works as a reservoir for the second, the system of interest. The effects of the chaotic dynamics on the system of interest renders the motion of the latter similar to the Brownian movement, which is dissipative. The linear response of the reservoir, a component of those effects, lies on its spectral density. An analytical investigation of the chaotic reservoir alone shows that the spectral density can be written in terms of a sum of Dirac delta functions on the frequencies of the periodic orbits, with distinct weights / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientadores : Janito Vaqueiro Ferreira, Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T00:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prado_AlexPereirado_M.pdf: 5812743 bytes, checksum: c681e9a8fe088369f73265d0c999123b (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Este trabalho apresenta uma investigação numérica e experimental de uma alavanca de transmissão mecânica considerando a presença de não-linearidades na estrutura. Na investigação experimental foram obtidas as curvas de resposta em freqüência não-lineares de primeira ordem da alavanca. As curvas experimentais foram obtidas com controle da amplitude da componente harmônica fundamental do sinal da força de excitação, usando a técnica de varredura em freqüência e o método de continuação arc-length. O programa de controle experimental foi validado primeiramente com simulações numéricas de modelos simplificados da alavanca de transmissão que consideravam efeitos não-lineares de atrito e folga. Os efeitos não-lineares, modelados por juntas, foram quantificados por funções descritivas que as linearizavam para definir funções de transferência que relacionaram as componentes fundamentais da entrada e da saída. Para que estes modelos simplificados se aproximassem cada vez mais do sistema físico, vários parâmetros do modelo foram determinados experimentalmente, inclusive os parâmetros do modelo de atrito empregado. Com os modelos simplificados da alavanca foram também obtidas as curvas simuladas de resposta em freqüência não-lineares de primeira ordem. Essas investigações mostraram a complexidade de modelar uma estrutura com características não-lineares e a necessidade de modelos mais completos. Já a investigação experimental demonstrou a potencialidade da aplicação do método de continuação arc-length no controle experimental aplicado à obtenção de curvas de resposta em freqüência não-lineares / Abstract: This work presents a numeric and experimental investigation of a gearshift lever of mechanical transmission considering the presence of nonlinearity in the structure. In the experimental investigation the first order nonlinear frequency response curves of the lever were obtained. The experimental curves were obtained by controlling the fundamental harmonic amplitude component of the excitation force signal, using the frequency sweeping technique and the arc-Iength continuation method. The program of experimental control was firstly validated with numeric simulations of simplified models of the gearshift lever, which considered nonlinear effects of friction and gap. The nonlinear effects, modeled by joints, were quantified by describing functions which linearized the joints to define transfer functions that related the fundamental components of the input and output. To make these simplified models more closely to the physical system, several parameters of the model were experimentally determined, including the parameters of the friction model adopted. With the simplified models of the lever the simulated curves of first order nonlinear frequency response were also obtained. These investigations showed the complexity of modeling a structure with nonlinear characteristics and the need of more complete models. The experimental investigation demonstrated the potentiality of the arc-Iength continuation method applied in the experimental control to obtain nonlinear frequency response curves / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Douglas Eduardo Zampieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T06:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Motta_DanieldaSilva_M.pdf: 1219534 bytes, checksum: 63a8c2a0d7734b3fc5ba39e3e5386e99 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho analisa e compara sistemas semi-ativos de controle de suspensões veiculares com um sistema passivo não-linear. O modelo matemático do sistema de suspensão, detalhado nesta dissertação, tem sete graus de liberdade, de modo a representar um veículo completo com suas quatro rodas. As duas leis de controle semi-ativas utilizadas foram baseadas na teoria do skyhook, sendo que em uma destas leis, o coeficiente de amortecimento varia continuamente (semi-ativa CVD) e, na outra, este coeficiente pode assumir um valor máximo ou um valor mínimo (semi-ativa ON-OFF). Para a análise dos sistemas foi desenvolvido um programa usando a ferramenta computacional SIMULINK, programa que permite a avaliação de diversas situações de sistemas veiculares. Os resultados evidenciam uma alternância de melhor desempenho entre os sistemas passivo não linear, semi-ativo ON-OFF e semi-ativo CVD, sendo que para uma avaliação mais detalhada do desempenho dos sistemas semi-ativos se faz necessária uma otimização dos parâmetros utilizados nas leis de controle. Neste trabalho fica bastante evidente a importância de se considerar o comportamento não linear do conjunto amortecedor e mola no sistema passivo / Abstract: This work describes the analysis and comparison of a vehicle suspension semi-active controlled to a non linear passive system. The mathematic model of a suspension system, detailed in this work, has seven degrees of freedom in order to represent a full vehicle system. The two semi-active control laws used in this work are based on the skyhook theory. In the first one the damping coefficient is continuously variable (semi-active CVD) and, in the second one the damping coefficient can assume a maximum or a minimum value (semi-active ON-OFF). To analyze the systems, it was developed a program using the SIMULINK computational tool. This program can evaluate different situations of vehicle suspension systems. The results show that the non linear passive system, semi-active ON-OFF and semi-active CVD alternate the better performance. To have a better understanding of semi-active performance, an optimization of the parameters used in the control laws is needed. This work also explains the importance of considering the non linear behavior of passive systems elements / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T19:36:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulino_LeonardoPereira_M.pdf: 2501868 bytes, checksum: 87eef8b309aa247d3e5c6c4f572b1323 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Em muitos problemas não lineares na mecânica estrutural é necessário o emprego de métodos de solução que controlam os deslocamentos e o nível de carregamento simultaneamente. Um dos métodos mais conhecidos para estas situações é o método do arc-length. Este método consiste na introdução de uma restrição (" esfera generalizada", por exemplo) à equação de equilíbrio não linear do problema. A solução do problema de equilíbrio juntamente com a restrição" esférica" mantém o deslocamento limitado, evitando a divergência durante o processo de resolução. O método clássico do arc-length apresenta certa complexidade por envolver duas fases de cálculo, predição e correção da solução, além do fato de que mais de uma solução satisfaz as equações envolvidas, sendo necessário o emprego de alguns critérios ainda não suficientemente robustos para a escolha da solução adequada. Propõe-se neste trabalho o estudo de uma formulação alternativa para o método do arc-length através do emprego dos conceitos de programação matemática, onde um problema de minimização com restrições é formulado, minimizando-se uma função objetivo que caracterize o problema de equilíbrio e esteja sujeita a restrições que garantam o controle dos deslocamentos. Além disso, uma restrição adicional é imposta ao problema para buscar a unicidade da solução. A verificação do desempenho da metodologia proposta é feita através da solução de problemas de estruturas reticuladas envolvendo efeitos de grandes deslocamentos. A implementação foi feita em Matlab pela facilidade e disponibilidade de ferramentas computacionais tais como as funções do "toolbox" de otimização / Abstract: Non-linear problems in structural mechanics in general require the use of solution methods that control the displacements and the load leveI simultaneously. One of the most popular method used in these cases is the arc-length method. The arc-length method introduces one additional constraint equation to the non-linear equilibrium equations of the problem. The solution of the equilibrium equations with the additional constraints should keep a limited displacement to avoid numerical divergence during the solution procedure. The classical arc length method involves two solution phases, prediction and correction. A difficulty of this method is that it can re-compute a solution already determined, requiring the use of some cri teria that are not robust enough to choose the adequated solution. This work proposes an alternative formulation for the arc-length method using the concepts of mathematical programming, where a constrained minimization problem is formulated. The objective function is established in terms of the equilibrium residue and the arc-length constraint should ensure displacements and load leveI control. Besides this, an additional constraint equation is employed to guarantee the uniqueness of the solution, improving the solution path compared to the classical arc-length method. To verify the proposed methodology computational performance some problems involving the effects of large displacements in truss structures are presented. The implementation was done in the software Matlab due to its facility and the computational tools that are available, such as the optimization toolbox functions / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Lúcio Tunes dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-18T19:22:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gower_ArturLewis_M.pdf: 2962671 bytes, checksum: 60eacb0b1c81be752469204420ce44d3 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nesta tese expomos uma investigação qualitativa e quantitativa sobre a propagação de ondas com simetria radial em materiais elásticos pré-esticados, isotrópicos e homogêneos. Esse tipo de modelo se aproxima a uma explosão em um sólido como, por exemplo, uma fonte em sísmica. Além disso, o comportamento qualitativo da dinâmica radial ajuda o melhor entendimento do caso tridimensional. O trabalho tem um enfoque mais específico na modelagem, condições de choques, a dinâmica próximo do centro do corpo e análise da solução analítica do material linearizado / Abstract: This thesis is an exploration into the qualitative and quantitative behaviour of wave propagation with radial symmetry in materials which are prestressed elastic, isotropic and homogeneous. This type of model approximates an explosion in a solid, such as a seismic source. Also, an understanding of the radial dynamics can bring insight and contribute to our comprehension of the general 3D case. This thesis focuses on modelling, shock conditions, the dynamics close to the centre of the body and examining the analytical solution of an linearised material / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Francisco de Assis Magalhães Gomes Neto / Tese (doutorado )- Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-22T00:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Senne_ThadeuAlves_D.pdf: 4979548 bytes, checksum: 0317347b212e7649dd09e5d5388e618e (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nos últimos anos, a otimização topológica vem sendo amplamente adotada nas indústrias automotiva e aeroespacial, e no projeto de um tipo especial de estruturas, denominado mecanismo flexível. Grande parte dos trabalhos na área de otimização topológica considera que a estrutura possui uma relação linear entre deformações e deslocamentos, ou seja, supõe-se que os deslocamentos sofridos pela estrutura sejam pequenos. Todavia, para algumas estruturas, essa hipótese não é válida, sendo necessário supor que os deslocamentos são grandes, o que implica numa relação não linear entre deformações e deslocamentos. Nesse caso, dizemos que a estrutura está sob não linearidade geométrica. O objetivo desta tese de doutorado é a obtenção da topologia ótima de estruturas e de mecanismos flexíveis sob não linearidade geométrica através um novo algoritmo de otimização, denominado Programação Linear por Partes Sequencial (PLPS). Este método consiste na resolução de subproblemas de programação linear por partes convexas, onde são introduzidas informações sobre a diagonal da matriz Hessiana da função objetivo. Para acelerar o algoritmo, tais subproblemas são convertidos em problemas de programação linear. Provamos que a PLPS é globalmente convergente a pontos estacionários. Além disso, nossos experimentos numéricos realizados com estruturas e mecanismos flexíveis sujeitos a grandes deslocamentos mostram que a PLPS é eficiente e robusta / Abstract: In the last years, topology optimization has been broadly applied in the automotive and aerospatial industries, and to a special kind of structure, named compliant mechanism. Most papers on topology optimization consider that the structure has a linear relation between strains and displacements, meaning that the displacements of the structure are small. However, for some structures this assumption is not valid, and it is necessary to suppose that the displacements are large, implying in a nonlinear relation between strains and displacements. In this case, we say that the structure is under geometrical nonlinearity. The objective of this doctoral thesis is to obtain the optimum topology of structures and compliant mechanisms under geometrical nonlinearity through a new optimization algorithm, named Sequential Piecewise Linear Programming (SPLP). This method consists in the solution of convex piecewise linear programming subproblems that contain information about the diagonal of the Hessian matrix of the objective function. To speed up the algorithm, these subproblems are converted into linear programming ones. We prove that the SPLP is globally convergent to stationary points. Besides, our numerical experiments with structures and compliant mechanisms under large displacements also show that the SPLP is efficient and robust / Doutorado / Matematica Aplicada - Otimização / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Renato Pavanello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinheiro_RodrigoPostal_M.pdf: 5880905 bytes, checksum: 96b1e181ab7c3d3364510f7d9a656684 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho é apresentada uma implementação de uma família de elementos finitos de casca para problemas dinâmicos transientes com integração explícita. Para isto, são usados um algoritmo de integração do tempo baseado no método das diferenças centrais e duas formulações de elementos finitos de casca com integração reduzida uniforme e controle de modos espúrios de deformação por perturbação. Usa-se um referencial co-rotacional como auxílio à representação cinemática das cascas. São considerados problemas com não linearidades geométrica e de material. A implementação é feita de forma modular, num paradigma de programação estruturada, porém incorporando conceitos de orientação à objetos, de modo a proporcionar uma fácil adaptação a outras aplicações bem como facilidades de expansão e adição de novas funcionalidades / Abstract: Within this work, an implementation of a shell finite element family for transient dynamics with explicit integration is presented. A computational implementation is created using a time integration algorithm based on the central difference method and two shell finite element formulations with uniform reduced integration and a perturbation based hourglass control. This implementation is made in a modular approach, under a structured programming paradigm, but using object oriented concepts, providing a core that can be adapted for other applications and expanded with new features / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica