Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5508_Dissertacao_JGPP_V6.pdf: 949392 bytes, checksum: 0e69373d12ab090376bf7f3cb3c6cce1 (MD5) Previous issue date: 2012-03-27 / O presente trabalho apresenta a modelagem matemática de um sistema vibracional com excitação harmônica da base. Esse tipo de sistema tem sido estudado por vários pesquisadores que exploraram muitos aspectos da dinâmica global. No entanto, na grande parte dos sistemas estudados, o sistema era modelado para uma característica de vibroimpacto. No sistema aqui estudado, os impactos são substituídos por outro conjunto visco-elástico e os instantes de transição são considerados como condição de periodicidade. As condições de periodicidade são aplicadas sobre o estado nos instantes de transição a fim de obter um mapa da próxima transição baseada no estado da anterior. Este mapa não-linear é aplicado para obter as condições de existência dos movimentos periódicos com padrões específicos. Assim, aplicando as condições de existência, a estabilidade do movimento pode ser realizada por meio da análise dos autovalores do mapa linearizado, tendo em conta estas restrições. Palavras-chave: oscilações não-lineares, transição, movimentos periódicos, estabilidade.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6851_Wenderson Ganda.pdf: 1585815 bytes, checksum: de8fa35c9a1aa9846ab3ac9213b0ece3 (MD5) Previous issue date: 2013-10-15 / A análise da dinâmica dos sistemas formados pelo motor e sua estrutura de sustentação é de suma importância, pois existe uma interação entre eles e a influência mútua ocasiona uma grande variedade de fenômenos durante seu funcionamento. A fundação é responsável pelo suporte do rotor, através da interconexão com os mancais. Os mancais transmitem à fundação, as forças causadas pelo movimento do rotor. Os modos de vibrar da fundação são excitados pelo giro do rotor e também transmite vibração através dos mancais de volta ao rotor. Os modelos matemáticos visam simular o comportamento dinâmico destes sistemas, com o objetivo de representar uma condição real e para prever a resposta do sistema. Essas respostas fornecem informações que podem ser aplicadas na solução de problemas durante a fase de projeto e auxiliar nos diagnósticos de falhas. Nos últimos anos aconteceu gradativamente a substituição dos acionamentos baseados em Motores de Corrente Contínua (MCC) por acionamentos baseados em Motores de Indução Trifásicos (MIT) de Corrente Alternada (CA). A análise da dinâmica acoplada do motor CC e sua estrutura já foi extensamente estudada e os fenômenos ocorridos modelados. O objetivo deste estudo é analisar o sistema composto de um suporte elástico com um motor de indução trifásico CA através de modelos dinâmicos acoplados, para identificar e verificar se os fenômenos de vibração não lineares são relevantes para este tipo de motor. Palavras chave: oscilações não lineares, dinâmica de sistemas eletro-mecânicos, vibração de suportes elásticos.

Orientador: José Manoel Baltazar / Co-orientador: Átila Madureira Bueno / Banca: Paulo José Amaral Serni / Banca: Andre Luiz Andreoli / Resumo: O estudo de técnicas de controle de vibração tem grande importância em diversas áreas da Engenharia, tais como Aeroespacial, Automobilística, Mecânica, Robótica, etc. Um dos principais problemas observados nesses sistemas referem-se as oscilações mecânicas oriundas dos movimentos, ocasionando as vibrações nas estruturas flexíveis. Os sistemas de controle de veículos espaciais, satélites artificiais, manipuladores robóticos, guindastes rotativos, vigas engastadas, entre outros, mesmo se considerados rígidos, apresentam comportamento não-linear. Analisar essas situações expostas visa, dentro das diversas áreas, proporcionar maior margem de segurança e estabilidade do equipamento, da carga e dos usuários. Diante desse contexto, este trabalho tem como objetivo desenvolver modelos matemáticos para sistemas rotacionais em estruturas flexíveis e aplicar um Observador de Estados para estimar as variáveis de estado, que permite diminuir a quantidade de sensores, e projetar controladores para atenuar vibrações, com base na resposta experimental, na avaliação, verificação e validação do modelo desenvolvido para controlar vibrações em estruturas flexíveis. A metodologia utilizada baseia-se em desenvolver modelos matemáticos do sistema de controle de vibração para o sistema Rotary Flexible Link da Quanser, que consiste de uma haste metálica flexível acoplada a um servomecanismo que permite o movimento rotacional no plano horizontal. Para a obtenção das equações de movimento, considerou-se o método de Euler-Lagrange. Os resultados foram o desenvolvimento e validação experimental dos modelos matemáticos para controlar a vibração da viga flexível, e com a utilização do Observador de Estados permitiu demonstrar uma ótima estimativa das variáveis de estado, além de eliminar a utilização do tacômetro e do strain gage. / Abstract: The study of vibration control techniques has great importance in several areas of Engineering, such as Aerospace, Automotive, Mechanics, Robotics, etc. One of the main problems observed in these systems refers to the mechanical oscillations originating from the movements, causing the vibrations in the flexible structures. Space vehicle control systems, artificial satellites, robotic manipulators, rotary cranes, clamped beams, among others, even if considered rigid, exhibit non-linear behavior. Analyzing these exposed situations aims, within the several areas, to provide greater margin of safety and stability of the equipment, the load and the users. Given this context, this work aims to develop mathematical models for rotational systems in flexible structures and to apply a State Observer to estimate the state variables, which allows to reduce the number of sensors, and design controllers to attenuate vibrations, based on the response Experimental, in the evaluation, verification and validation of the model developed to control vibrations in flexible structures. The methodology used is based on developing mathematical models of the vibration control system for the Rotary Flexible Link system of Quanser, which consists of a flexible metal beam coupled to a servomechanism that allows rotational movement in the horizontal plane. In order to obtain the equations of motion, the Euler-Lagrange method was considered. The results were the development and experimental validation of the mathematical models to control the vibration of the flexible beam, and with the use of the State Observer, it was possible to demonstrate a good estimation of the state variables, besides eliminating the use of the tachometer and the strain gage. / Mestre

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4910_SideaneMattosDe Nadai_Dissertação_PPGEM_UFES.pdf: 717402 bytes, checksum: cacdff8da810c95ee8361ef437995ca4 (MD5) Previous issue date: 2010-12-16 / Este trabalho apresenta a modelagem matemática de um sistema com vibro-impacto e excitação harmônica de base. O sistema tem sido estudado por vários pesquisadores que exploraram muitos aspectos da dinâmica global. No entanto, eles supuseram um único padrão de movimentos periódicos, isto é, um movimento com o mesmo período que a força de excitação. Este trabalho mostra que vários padrões de movimentos periódicos podem ocorrer e as condições de existência e estabilidade destes deve ser estudada cuidadosamente. As condições de periodicidade são aplicadas sobre o estado nos instantes de impactos a fim de obter um mapa do próximo impacto baseado no estado da anterior. Este mapa não-linear é aplicado para obter as condições de existência dos movimentos periódicos com padrões específicos. Aplicando as condições de existência, a estabilidade do movimento pode ser realizada por meio da análise dos autovalores do mapa, tendo em conta estas restrições. Palavras-chave: oscilações não-lineares, sistema mecânico não-suave, vibro-impacto, movimentos periódicos, estabilidade. ABSTRACT

Orientador: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Co-orientador: Marcos Silveira / Banca: Marcio Antonio Bazani / Banca: Paulo José Paupitz Gonçalves / Resumo: Este trabalho explora os diferentes tipos de comportamento dinâmicos, encontrados em sistemas eletromecânicos linear e não-linear análogos, sendo o sistema eletromecânico não-linear constituído de rigidez tipo Duffing. A modelagem matemática dos sistemas físicos hipotéticos é realizada através de técnicas Langrangeanas, inclusive para a modelagem que aborda componentes eletromagnéticos de um circuito RLC. O transdutor utilizado no acoplamento dos subsistemas é o de bobina móvel e magnetismo permanente e tem suas equações conhecidas na literatura. Os modelos são baseados em absorvedores utilizados no automobilismo, no entanto são abordados de forma simplificada, comparando-se com o modelo completo de uma suspensão de automóvel. No trabalho é investigada a influência dos parâmetros do circuito RLC, que podem ser responsáveis pelo aumento do amortecimento mecânico. É feita a correlação do amortecimento mecânico com os parâmetros de resistência e capacitância elétrica para o modelo linear. É realizada também a análise dos autovalores do modelo linear e lugar natural das raízes. Para o modelo não-linear é realizada a análise do comportamento dinâmico, levando-se em consideração a variação da capacitância para quatro valores de frequência da força externa ao sistema. Essa análise mostra a diversidade de comportamento dinâmicos encontrados para esse modelo. As variedades de comportamento dinâmicos resultantes do modelo não-linear variam entre dinâmicas caóticas, periódicas, quasi-periódicas e multiperiódica. Indica a possibilidade de utilização do parâmetro da capacitância como parâmetro de controle do sistema e mostra que a resistência elétrica dissipa a energia oirunda do domínio mecânico, fato esse que abre a discussão para as possibilidades de geração de energia / Abstract: This work investigates the different types of dynamic behaviour, found in linear and nonlinear electromechanical system, which are analogue, being the nonlinear electromechanical system constituted of rigidity type Duffing. The mathematical modelling of the hypothetical physical system is realized with Langrangian techniques, including for the modeling of the system is a moving coil and permanent magnet tranducer, which it have their equations deducted in other studies. The models are based in absorbers utilized in automobiles, however in this investigation it is discussed in a simplified way, if it is compared with a complete model of and automobile supension. This work investigates the influence of the RLC circuit parameters, which it may be responsible by the increasing of the mechanical damping. It is realized the correlation of the mechanical damping with resistance and capacitance, for the linear model. It is realized the anlysis of the eigenvalues it is found de root locus of the linear model. For the nonlinear model it is realized the analysis of the dynamic behaviour, considering the variation of the capacitance, for each one of the four values of frequency of the external force. This analysis shows the diversity of dynamic behaviours found for the nonlinear model. The variations of dynamic behaviours resulted of the nonlinear model varies around some types of dynamics, which can be, chaotic, periodic, quasi periodic, quasi periodic and multi periodic. That's indicate the possibility of utilization of the capacitance as control parameter of the system and shows the dissipation of energy by the resistance, this energy is from the mechanical domain, this fact open the discussion for the energy generation possibilities / Mestre

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-06Bitstream added on 2015-03-03T12:07:10Z : No. of bitstreams: 1 000800685.pdf: 1492848 bytes, checksum: 66d029b83fe3516cc9b217657df61d80 (MD5) / Este trabalho explora os diferentes tipos de comportamento dinâmicos, encontrados em sistemas eletromecânicos linear e não-linear análogos, sendo o sistema eletromecânico não-linear constituído de rigidez tipo Duffing. A modelagem matemática dos sistemas físicos hipotéticos é realizada através de técnicas Langrangeanas, inclusive para a modelagem que aborda componentes eletromagnéticos de um circuito RLC. O transdutor utilizado no acoplamento dos subsistemas é o de bobina móvel e magnetismo permanente e tem suas equações conhecidas na literatura. Os modelos são baseados em absorvedores utilizados no automobilismo, no entanto são abordados de forma simplificada, comparando-se com o modelo completo de uma suspensão de automóvel. No trabalho é investigada a influência dos parâmetros do circuito RLC, que podem ser responsáveis pelo aumento do amortecimento mecânico. É feita a correlação do amortecimento mecânico com os parâmetros de resistência e capacitância elétrica para o modelo linear. É realizada também a análise dos autovalores do modelo linear e lugar natural das raízes. Para o modelo não-linear é realizada a análise do comportamento dinâmico, levando-se em consideração a variação da capacitância para quatro valores de frequência da força externa ao sistema. Essa análise mostra a diversidade de comportamento dinâmicos encontrados para esse modelo. As variedades de comportamento dinâmicos resultantes do modelo não-linear variam entre dinâmicas caóticas, periódicas, quasi-periódicas e multiperiódica. Indica a possibilidade de utilização do parâmetro da capacitância como parâmetro de controle do sistema e mostra que a resistência elétrica dissipa a energia oirunda do domínio mecânico, fato esse que abre a discussão para as possibilidades de geração de energia / This work investigates the different types of dynamic behaviour, found in linear and nonlinear electromechanical system, which are analogue, being the nonlinear electromechanical system constituted of rigidity type Duffing. The mathematical modelling of the hypothetical physical system is realized with Langrangian techniques, including for the modeling of the system is a moving coil and permanent magnet tranducer, which it have their equations deducted in other studies. The models are based in absorbers utilized in automobiles, however in this investigation it is discussed in a simplified way, if it is compared with a complete model of and automobile supension. This work investigates the influence of the RLC circuit parameters, which it may be responsible by the increasing of the mechanical damping. It is realized the correlation of the mechanical damping with resistance and capacitance, for the linear model. It is realized the anlysis of the eigenvalues it is found de root locus of the linear model. For the nonlinear model it is realized the analysis of the dynamic behaviour, considering the variation of the capacitance, for each one of the four values of frequency of the external force. This analysis shows the diversity of dynamic behaviours found for the nonlinear model. The variations of dynamic behaviours resulted of the nonlinear model varies around some types of dynamics, which can be, chaotic, periodic, quasi periodic, quasi periodic and multi periodic. That's indicate the possibility of utilization of the capacitance as control parameter of the system and shows the dissipation of energy by the resistance, this energy is from the mechanical domain, this fact open the discussion for the energy generation possibilities

Orientador: Ricardo Egydio de Carvalho / Banca: Elbert Einstein Nehrer Macau / Banca: José Manoel Balthazar / Resumo: Este trabalho tem como objetivo entender e desenvolver estudos relacionados à sincronização de fase em sistemas dinâmicos discretos. Foi utilizado um modelo simples de osciladores não-lineares denominado mapa circular. Inicialmente é apresentado um estudo extensivo do mapa circular e suas propriedades dinâmicas. É apresentado também a transição de movimento quase-periódico para movimento caótico em uma rota quase-periódica para o caos do mapa circular. Em seguida, foram acoplados dois mapas circulares através de um acoplamento bidirecional não linear. O efeito de transição para o estado síncrono é induzido por uma crise interior, através do surgimento de um atrator caótico, o qual induz periodicidade oscilatória no sistema. É mostrado que a sincronização de dois mapas circulares acoplados é influenciada pela diferença do número de rotação e a intensidade do parâmetro de não linearidade. A transição para o estado não síncrono é induzida por uma crise interior, através da expansão do atrator caótico até perder sua periodicidade. Posteriormente, foi introduzido um ruído branco gaussiano no acoplamento e um ruído aditivo em dois sistemas diferentes de dois mapas circulares acoplados. Os resultados obtidos para o primeiro sistema mostraram que no espaço de fases, a ação de um ruído branco gaussiano no acoplamento e aditivo destroem o atrator caótico, e o sistema perde sincronização de fase perfeita e imperfeita. Os resultados obtidos para o segundo sistema mostraram que no espaço de fases, a ação de um ruído branco gaussiano no acoplamento destrói o atrator caótico, e o sistema perde sincronização de fase perfeita e imperfeita. No entanto, a ação de um ruído branco gaussiano aditivo induz um efeito de segunda ordem, no qual ocorre a dessincronização de fase imperfeita... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This reach has as objective to understand and to develop studies related to the phase synchronization in discreet dynamical systems. A simple model of oscillators non-linear denominated circle map was studied. Initially an extensive study of the chaotic dynamics of the circle map is presented. It is also presented the transition of quasi-periodic behavior for chaotic behavior in a quasi-periodic route to chaos in the circle map. Soon after, was introduced a non-linear bidirectional coupling in two circle maps, and studied the transition effects to phase synchronization, induced by interior crisis, through appearance of a chaotic attractor, which induce oscillatory periodicity in the system. It is shown that the phase synchronization of two coupled circle maps is influenced by the difference of the winding number and the intensity of the non-linear parameter. The transition for the nonsynchronization is induced by interior crisis, through of expansion of chaotic attractor. Later on, a gaussian white noise was introduced in the coupling and an addictive noise in two different systems of two coupled circle maps. The results for the first system show that a additive and coupling gaussian white noise induce the expansion of the chaotic attractor, and consequently, induce a loss of perfect and imperfect phase synchronization. The results for the second system show that a coupling gaussian white noise induce the loss of perfect and imperfect phase synchronization. However, the additive gaussian white noise induce an effect of second order, in which occur the loss of imperfect phase synchronization, but the perfect phase synchronization stay in system / Mestre

Orientador: Hans Ingo Weber / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T05:43:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mattos_MarcioCoelhode_D.pdf: 10130294 bytes, checksum: 5b9cef82256f8fd05f78a1341b08ac10 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Apresentamos neste trabalho uma investigação sobre as mudanças na dinâmica de sistemas com vibroimpacto. Particularmente estamos interessados no estudo da migração das freqüências características destes sistemas. Podemos considerar que um dado sistema com vibroimpacto tende a um sistema com impacto degenerado quando a folga deste sistema tende a zero ou a um valor maior que a amplitude de vibração do sistema na coordenada de impacto. Podemos também denominar estes sistemas como sistemas lineares associados ao sistema com impacto, se o impacto' for a única não linearidade presente no sistema. Mostramos que existe uma relação intrínseca entre a resposta do sistema com impacto e os sistemas lineares associados, ou sistemas degenerados. Para investigar esta relação, analisamos a resposta de sistemas com dois e três graus de liberdade com impacto em uma de suas coordenadas. Além disto, investigamos experimentalmente a resposta de uma viga engastada-livre excitada randomicamente e com impactos em sua extremidade livre. Observamos boa correlação entre os resultados numéricos e, experimentais. Propomos uma função para a migração da primeira freqüência característica da resposta de sistemas com vibroimpacto. O caminho da migração depende da distribuição da energia total fornecida ao sistema entre os diversos modos de vibração dos sistemas lineares associados / Abstract: This works presents an investigation on the changes in the dynamics of vibroimpact systems as their clearance is varied. Particularly we are interested in the migration of the characteristic frequencies of impact systems. We can consider that a given vibroimpact system reaches to a degenerated impact system when the clearance reaches to zero or to a value which is greater than the amplitude of the response of the system at the impact coordinate. We also can call these systems as associated linear systems of a given impact system, if the impact is the only nonlinearity which takes place. We show that there is an intrinsic relation between impact systems and their associated linear systems, or degenerated systems. To investigate this relation we consider the free response of 2-DOF and 3-DOF impact systems with impact in one of their coordinates. On the other hand, we have performed an experimental investigation in a randomly excited cantilever beam with impacts on its free end. We have found good agreement between numerical and experimental results. We have proposed a function for the migration of the first characteristic frequency of impact systems. The migration way depends on distribution of the total energy supplied to system among the vibration modes of the associated linear systems / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Guilherme Pelicao Pancieri.pdf: 849076 bytes, checksum: 4cc56d57d53f4b6c3d0fd9c325a5bd22 (MD5) Previous issue date: 2012-03-27 / O presente trabalho apresenta a modelagem matemática de um sistema vibracional com excitação harmônica da base. Esse tipo de sistema tem sido estudado por vários pesquisadores que exploraram muitos aspectos da dinâmica global. No entanto, na grande parte dos sistemas estudados, o sistema era modelado para uma característica de vibroimpacto. No sistema aqui estudado, os impactos são substituídos por outro conjunto visco-elástico e os instantes de transição são considerados como condição de periodicidade. As condições de periodicidade são aplicadas sobre o estado nos instantes de transição a fim de obter um mapa da próxima transição baseada no estado da anterior. Este mapa não-linear é aplicado para obter as condições de existência dos movimentos periódicos com padrões específicos. Assim, aplicando as condições de existência, a estabilidade do movimento pode ser realizada por meio da análise dos autovalores do mapa linearizado, tendo em conta estas restrições / This work presents the mathematical modeling of a vibrational system with the harmonically excited base. The system has been investigated by several researchers exploring many aspects of the global dynamics. However, in most of the systems studied, the systems were modeled for a vibro-impact feature. In this system, the impacts are replaced by another visco-elastic set and the moment of transition is considered as a condition of periodicity. Periodicity conditions are applied on the state at the moment of transition in order to obtain a map of the next transition based on the state of the previous one. This nonlinear map is used to obtain the conditions of existence of periodic motions with specific patterns. Applying the existence conditions, the stability of the motion can be achieved by analyzing the eigenvalues of the linearized map while taking these conditions into account

Orientador : João Mauricio Rosario / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T08:57:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 David_SergioAdriani_D.pdf: 6908391 bytes, checksum: 3f7717f958c96997fd34af75cca160e5 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho desenvolveu-se a modelagem dinâmica de estruturas flexíveis, a investigação de seu comportamento não linear por meio de simulações numéricas e a validação experimental através da montagem de um protótipo. Ressalta-se que em se tratando de sistemas não lineares, embora existam métodos de procedimento, não existe uma teoria única que possa atender às diferentes aplicações e necessidadesde análise não linear. Dessa maneira, abordou-se formas específicas de se tratar duas aplicações distintas, uma envolvendo manipuladores robóticos flexíveis e a outra um oscilador mecânico flexível. Desenvolveu-se ferramentas de modelagem, simulação, análise e implementação. A aplicação envolvendo o oscilador mecânico flexível teve âmbitos experimentais e os resultados de alguns ensaios sugerem uma boa concordância com o modelo teórico. Os resultados obtidos desse trabalho e o aparato experimental montado, ambos, permitem que diversas investigações futuras ainda possam ser realizados definidas e podem agregar conhecimento sobretudo aos interessados em temas relacionados à estruturas flexíveis e análise não linear / Abstract: This work deserihes the dynamic modeling of flexible structures. the investigation about its nonlinear behaviour through numerical simulations and the construction of an experimental appararus in order to validate the model. I outline the fact that to deal with nonlinear systems, although there are conduct method, there isn't a unique theory that could to attend to different applications and necessities of nonlinear analysis. For this reason, specific approach had been presented to deal with two applications, flexible robot manipulators and flexible mechanical oscillator. Dynamic modeling, numerical simulation, analysis and implement are performed. The application which involves the flexible mechanical oscillator have experimental scope and the results have showed a good agreement with the theoretical model. The results obtained and the experimental apparatus COnstructed. both, allow sundry future investigations and can add knowledge specially to the interested in flexible structures and nonlinear analysis / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica