Thesis (M.S.)--State University of New York at Binghamton, Department of Mechanical Engineering, 2005. / Includes bibliographical references (p. 78-80).

Thesis (Mechanical Engineer and M.S. in Mechanical Engineering)--Naval Postgraduate School, June 2003. / Thesis advisor(s): Young S. Shin. Includes bibliographical references (p. 161-162). Also available online.

This thesis represents the work that has been done by the author during his Master of Engineering Science candidature in the area of vibration control of flexible structures at the School of Mechanical Engineering, The University of Adelaide, between March 2003 and June 2004. The aim of this research is to further extend the application of the Spatial Control Approach for two-dimensional flexible structures for attenuating global structural vibration with the possible implication of reduction in noise radiation. The research was concentrated on a simply supported thin flexible plate, using piezoelectric ceramic materials as actuators and sensors. In this work, active controllers were designed for the purpose of controlling only the first five vibration modes (0-500Hz) of the plate. A spatial controller was designed to minimize the total energy of the spatially distributed signal, which is reflected by the spatial H2 norm of the transfer function from the disturbance signal to the vibration output at every point over the plate. This approach ensures the vibration contributed by all the in bandwidth (0-500 Hz) vibration modes is minimized, and hence is capable of minimizing vibration throughout the entire plate. Within the control framework, two cases were considered here; the case when the prior knowledge of the incoming disturbance in terms of reference signal is vailable and the case when it is not available. For the case when the reference signal is available, spatial feedforward controller was designed; whereas for the case when the reference signal is not available, spatial feedback controller was designed to attenuate the global disturbance. The effectiveness of spatial controllers was then compared with that of the standard point-wise controllers numerically and experimentally. The experimental results were found to reflect the numerical results, and the results demonstrated that spatial controllers are able to reduce the energy transfer from the disturbance to the structural output across the plate in a more uniform way than the point-wise controllers. The research work has demonstrated that spatial controller managed to minimize the global plate vibrations and noise radiation that were due to the first five modes. / Thesis (M.Eng.Sc.)--School of Mechanical Engineering, 2005.

Thesis (Ph. D.)--Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology, 2005. / Kenneth Cunefare, Committee Chair ; Nader Sadegh, Committee Member ; Aldo Ferri, Committee Member ; Sathyanaraya Hanagud, Committee Member ; Massimo Ruzzene, Committee Member. Includes bibliographical references.

Orientador: Milton Dias Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:04:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miyasato_HugoHeidy_D.pdf: 11029202 bytes, checksum: 6dc0ca80ebb19f846ccecdc9fe6870e3 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O trem de potência é um sistema complexo, uma vez que envolve a interação entre componentes tais como o motor, a embreagem, a transmissão e as rodas. Diversos fenômenos de ruído, vibração e sua severidade (NVH) podem surgir durante o seu funcionamento (judder, clonk, shuffle, rattle, etc.). O squeal de embreagens é um fenômeno relativamente novo desse sistema e ele surge como um ruído de tom único, especialmente em situações de partida na fase de modulação da embreagem. Componentes tais como as molas cushion, membrana e de retrocesso foram modeladas a fim de permitir a criação de diferentes projetos e combinações em termos de posição e propriedades físicas. Um mecanismo de estabilização para a placa de pressão foi testado numericamente para servir como uma alternativa para o sistema quando não existem possibilidades de modificações nos seus parâmetros. Discos de embreagens reais contêm imperfeições devido à utilização, tolerâncias da manufatura, etc. Para levar esses fatos em consideração, um elemento rotativo de rigidez/amortecimento viscoso com atrito foi criado para representar as molas cushion e suportar distribuições arbitrárias ao longo do perímetro do disco, permitindo que cada elemento tenha suas próprias características. A suposição de amortecimento viscoso introduziu termos relacionados à velocidade de rotação do disco de embreagem na matriz de rigidez. Simulações com pequenos erros de posicionamento nas molas cushion geraram acoplamento entre a vibração axial da placa de pressão e seus deslocamentos angulares. A mola membrana foi modelada como uma alavanca, permitindo a introdução de medições. Isso foi importante para identificar regiões de rigidez negativa e positiva, explicando sua interação com uma curva de cushion real. As molas de retrocesso foram modeladas, resultando numa representação matricial na qual foi possível gerar termos de rigidez positiva fora da diagonal principal. Finalmente, o mecanismo de estabilização para o sistema consistiu de outro disco conectado à placa de pressão. Quando as propriedades do dispositivo foram ajustadas apropriadamente, ele foi efetivo em uma situação de veering. Nessa condição, as coordenadas de ambos os discos foram combinadas nas formas modais, causando movimentos de wobbling fora de fase que resultaram em dissipação de energia nos elementos de conexão / Abstract: The powertrain is a complex system, once that it involves the interaction between components such as the engine, the clutch, the transmission and the wheels. Several noise, vibration and harshness (NVH) phenomena may appear during its operation (judder, clonk, shuffle, rattle, etc.). Clutch squeal is a relatively new phenomenon of this system and it appears as a single tone noise, especially on a drive-off condition on the modulation phase of the clutch. Components such as the cushion, diaphragm and leaf springs were modelled to allow the creation of different designs and combinations in terms of position or physical properties. A stabilization device for the pressure plate was numerically tested to serve as an alternative to the system when there are no practical possibilities of modifications on its parameters. Real clutch discs contain imperfections due to usage, manufacturing tolerances, etc. To take these facts into consideration, a rotating stiffness/viscous damper element with friction was created to represent the cushion springs and support arbitrary distributions along the perimeter of the disc, allowing each element to have its own characteristics. The assumption of viscous damping introduced terms related to the clutch disc rotating speed on the stiffness matrix. Simulations with small position errors on the cushion spring generated coupling between the pressure plate axial vibration and its angular displacements. The diaphragm spring was modelled as a lever, allowing the introduction of measurements. It was important to identify regions of negative and positive stiffness, explaining its interaction with a real cushion curve. The leaf springs were modelled, which resulted on a matrix representation where it was possible to generate positive stiffness terms out of its main diagonal. Finally, the stabilization device for the system consisted of another disc connected to the pressure plate. When the device properties were properly adjusted, it was affective in a situation of veering. In this condition, the coordinates of both discs were combined on the mode shapes, causing out of phase wobbling motions, that resulted on energy dissipation on the connection elements / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-03T13:37:53Z No. of bitstreams: 1 eduardodasilvacastro.pdf: 10234661 bytes, checksum: c58d694820eabc593fe5f1b06aa4f93d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:14:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 eduardodasilvacastro.pdf: 10234661 bytes, checksum: c58d694820eabc593fe5f1b06aa4f93d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:14:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 eduardodasilvacastro.pdf: 10234661 bytes, checksum: c58d694820eabc593fe5f1b06aa4f93d (MD5) Previous issue date: 2011-02-02 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o desenvolvimento de novas tecnologias nas áreas de materiais, equipamentos eletrônicos e computação, a concepção de projetos estruturais vem sendo alterada. Estruturas cada vez mais leves e esbeltas vêm sendo construídas, o que, em alguns casos, tem levado a problemas de vibrações excessivas. Como forma de solucionar tais problemas pode-se empregar técnicas de controle ativo. O controle ativo estrutural consiste basicamente em impor forças de controle à estrutura visando a redução das amplitudes de vibração. Normalmente utiliza-se atuadores como macacos hidráulicos para a imposição das forças de controle. Uma das ferramentas mais importantes usadas na concepção de um sistema de controle ativo são os algoritmos numéricos usados no cálculo das forças de controle. Em geral estes algoritmos são baseados na resposta monitorada da estrutura e a eficácia do sistema de controle está diretamente ligada à qualidade dos algoritmos empregados. Dentre os algoritmos usados no controle ativo estão aqueles decorrentes do controle ótimo, definido por um regulador quadrático para sistemas de comportamento linear. Nesse caso, para o cálculo das forças de controle é necessária a determinação da matriz de Riccati, obtida através de métodos tais como: o algoritmo de Potter, o método da retro-integração temporal, o algoritmo LQR e o algoritmo baseado no método de Newton- Raphson, proposto nesta dissertação de mestrado. Um dos grandes obstáculos para a aplicação do controle ótimo em estruturas reais é que, em geral, os algoritmos de controle demandam o monitoramento de todos os graus de liberade (GLs) da estrutura. Alternativamente, pode-se utilizar métodos para a estimativa das respostas dinâmicas dos GLs não monitorados tais como os algoritmos denominados observadores apresentados neste trabalho. Finalmente pode-se afirmar que os ruídos inerentes aos sinais dos GLs monitorados podem prejudicar a qualidade do controle ativo. Desta forma faz-se também neste trabalho a avaliação da aplicação do filtro Kalman-Bucy visando a redução das perturbações geradas pelos ruídos em sistemas de controle ativo. Em suma, faz-se nesse trabalho uma avaliação de algoritmos numéricos aplicados ao controle ativo de vibrações mecânicas onde três aspectos inerentes aos algoritmos de controle são abordados: 1) exatidão no cálculo da matriz de Riccati; 2) eficiência do uso de algoritmos com a metodologia dos observadores de estado para estimativa de GLs não monitorados; 3) eficiência do uso do filtro de Kalman-Bucy para a redução de perturbações do sistema de controle geradas por ruídos. Os resultados obtidos mostram que o uso do algoritmo de Newton-Raphson, proposto neste trabalho, apresenta valores mais precisos para a determinação da Matriz de Riccati, levando a maiores reduções de vibrações com maiores magnitudes de forças de controle. Nota-se também que a técnica dos observadores de estado e do filtro de Kalman-Bucy se mostram eficientes nos sistemas de controle analisados. / With the development of new technologies in materials, electronics and computing, the conception of structural projects has been changed. Structures are getting lighter and slender, which in some cases, leads to vibration problems. Those problems can be solved with techniques of active control. The structural active control consists basically on imposing control forces on a structure aiming to reduce the amplitude of vibration. Usually hydraulic actuators are used for the imposition of control forces. One of the most important tool used in an active control system conception are numerical algorithms employed in the calculation of controlling forces. In general these algorithms are based on the response sensors of the structure and the efficiency of the control system is directly related to the quality of the employed algorithms. Among the algorithms used in active control are those arising from optimal control, wich are defined by a quadratic regulator for linear system. In this case, for the calculation of controlling forces is necessary to determine Riccati matrix, which may be obtained by means of Potter’s algorithm, the method of backward integration in time, the LQR algorithm and the algorithm based on Newton-Raphson method, proposed in this dissertation. One of the greatest obstacles for the application of optimal control in real structures is the need for control algorithms, in general, to request a monitoring of all degrees of freedom (DFs) of the structure. Alternatively, one way use methods for estimating the dynamic response of non-sensored DFs. This work presents the analysis of algorithms called state observers used in active control of structures. Finally it can be affirmed that the noise inherent to the DFs signs monitored may harm the quality of the active control. Thus it is also evaluated the implementation of Kalman-Bucy filter in order to reduce the disturbances generated by the noise in control system with state observers. In short, this work is an evaluation of numerical algorithms applied to active control of vibration and the aspects related to control algorithm are: 1) accuracy in the calculation of the Riccati matrix; 2) efficiency in the use of algorithms with the methodology of state observers to estimate unmonitored DFs, 3) influence of noise on the efficiency of active control of structures with state observers. The presented results support the conclusion that the proposed Newton-Raphson algorithm provides more precise values for the Riccati Matrix determination, leading to a better performance of control system. It was also noticed that the techniques of state observers and Kalman-Bucy filter had also good performance for the studied models.

This work is focusing on analysis of current development in energy harvesting projects in aerospace industry field, and on analysis of current development in vibration generator field. It is also concentrating on establishment of a complex simulation model of vibration generator. It deals with modeling of magnetic field of generator and its cross connection with a mechanic and an electronic model.

Orientador: Milton Dias Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T17:39:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simionatto_ViniciusGabrielSegala_M.pdf: 5623305 bytes, checksum: 1fa9e5b17f2a168dfa754ee947f53417 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O desenvolvimento de novas tecnologias na área automotiva e as restrições cada vez mais apertadas com relação a emissões culminaram em veículos cada vez mais leves, silenciosos e potentes. Por este motivo, os trens de potência atuais são cada vez mais susceptíveis a fenômenos de NVH. Além disso, pelo fato de os motores atuais emitirem menor nível de ruído, alguns destes fenômenos tornam-se mais perceptíveis. Neste contexto se encaixa o trabalho atual. Sabe-se que muitos problemas desta área são solucionados realizando alterações no disco de embreagem, e por isto, neste trabalho estuda-se a influência dos parâmetros de seu pré amortecedor nos fenômenos de shuffle e clunk. São feitas análises do trem de potência linearizado, por este ser um procedimento muito comum na área de desenvolvimento deste sistema. Após isso, analisa-se o mesmo sistema, através de simulações numéricas, porém considerando não linearidades no disco de embreagem e nos engrenamentos, onde foi considerado o impact damping. Identifica-se os pares engrenados que mais contribuem para o surgimento do fenômeno de clunk, e a influência dos parâmetros do pré-amortecedor sobre ambos os fenômenos / Abstract: The development of new technologies on automotive engineering and the toughening emissions laws led to the design of lighter, more silent and more powerful vehicles. For this reason, today's powertrains are more prone to NVH phenomena. Furthermore, the noticeability of those phenomena is increased since newer engines produce lower noise levels. This is the subject in which this work fits into. It is known that many of the NVH phenomena can be attenuated by performing changes on the parameters of the clutch disc, and because of it, the influence of the parameters of the clutch damper on shuffle and clonk is studied in this work. For being a widely used procedure on the development of drivelines, a inear analysis is performed on a linearized model of a powertrain. After that, using umerical integration methods, further analyses are performed on a nonlinear model of the driveline, considering that the clutch disc and the gear meshes are nonlinearities. The latter's energy loss is modeled used impact damping. The geared pairs that contribute most for the clunk phenomenon are identified, and finally the influence of the parameters of the clutch damper on both phenomena are stated / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica