Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. 2010

Orientador: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Banca: Marcio Antonio Bazani / Banca: Marcos Silveira / Resumo: Essa dissertação trata da dinâmica de um sistema com não-linearidade na rigidez devido à geometria do mecanismo articulado de duas barras, identificado como NLGS ao longo do texto. Na Introdução do trabalho são mostrados exemplos de sistema com rigidez não-linear devido á geometria, destacando a aplicação desse tipo de sistema como isolador de vibração e também discute-se sobre a exposição humana à vibração como motivação e justificativa para o trabalho, ressaltando-se as frequências de ressonância das diversas partes do corpo humano. Na sequência faz-se a revisão bibliográfica sobre o assunto de vibrações para auxiliar na compreensão do trabalho. Após esses capítulos introdutórios é feita a apresentação e a modelagem matemática dos sistemas dinâmicos estudados: sistema NLGS ideal, sistema com rigidez não-linear e sistema não ideal. As equações de movimento são deduzidas pelo método de Lagrange. Após a dedução das equações de movimento faz-se a integração numérica utilizando o método de Runge-Kutta de quarta e quinta ordem e obtém-se a resposta dos sistemas (deslocamento, velocidade e aceleração). Como resultado da integração numérica são construídas algumas curvas, tais como: histórico de deslocamento, histórico de frequência, plano de fase, FFT, resposta em frequência e diagrama de bifurcação para ajudar na compreensão do comportamento dinâmico dos sistemas. Com base nos resultados obtidos percebe-se que os sistemas NLGS não ideal, NLGS ideal e com rigidez não linear apresentam um comportamento complexo devido à rigidez não-linear. Nesses três sistemas tem-se indicação de regime de movimento caótico inclusive. No sistema não ideal observa-se o efeito Sommerfeld, o qual deixa evidente a captura da rotação do motor pela frequência natural do sistema e o salto na curva da amplitude de deslocamento em função da frequência do motor. Fazendo um comparativo entre o... / Abstract: This dissertation concerns with the dynamics of a system with nonlinearity in the stiffness due to geometry of a pivot mechanism of two bars, called NLGS in the text. In the Introduction are shown examples of system with nonlinear stiffness due to geometry, emphasizing the application of this kind of system as vibration isolator and is also discussed about the human exposure to vibration as motivation and justification in the research, emphaizing the different resonance frequencies of the human body. In the sequence is carried out the literature review about vibrations to help on understanding the research. After these introductory chapters is done the presentation and mathematical modeling of the studied dynamic systems: non-ideal NLGS system, ideal NLGS system, nonlinear stiffness system and non-ideal system. The equations of motion are deduced by Langrange's method. After the deduction of the equations of motion is carried out the numerical integration using the fourth and fifth order Runger-Kutta's method and it is gotten the response of the systems (displacement, velocity and acceleration). As result of the numerical integration some curves are plotted, such as: displacement history, frequency history, phase portrait, FFT, frequency response and bifurcation diagram to help on understanding the dynamic behavior of the systems. Based on the results is noticed that the following systems have a complex behavior due to nonlinear stiffness: non-ideal NLGS, ideal NLGS and nonlinear stiffness system. In these three systems there are indications of chaotic motion. In the non-ideal system the Sommerfeld effect is observed, evidencing the capture of the frequency of motor by the natural frequency of the system and the jump in the curve of frequency response. Comparing the non-ideal NLGS system and the non-ideal system conludes that the Sommerfeld effect is eliminated and the maximum amplitude of displacement is reduced by 27% in the non-ideal... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-06Bitstream added on 2014-06-13T20:18:25Z : No. of bitstreams: 1 freitasjr_jl_me_guara.pdf: 1619418 bytes, checksum: c9f600bef1bd4a38f5a6b1437fb62dd6 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Sistemas micro-eletromecânicos (MEMS) é uma tecnologia revolucionária que envolve a miniaturização de componentes e estruturas para a transdução, atuação e controle de sinais, através de interfaces eletrônicas, afetando a forma que pessoas e máquinas interagem com o mundo físico. Este avanço tecnológico é conseqüência da integração de áreas multidisciplinares, que possibilitou o desenvolvimento de componentes de pequenas dimensões, de baixo consumo e operando em diferentes ambientes. O objetivo deste trabalho foi estudar a aplicabilidade de sensores de aceleração tipo capacitivo que utilizam desta tecnologia, visando desenvolver um sistema para monitoramento de sinais de vibração em máquinas rotativas, levando em consideração o custo, a portabilidade e a capacidade de monitoramento de sinais na faixa entre zero e 5kHz. Os resultados foram satisfatórios, alcançando os objetivos propostos. / Micro-electromechanical Systems (MEMS) is a revolutionary technology involving miniaturization of components and structures to transduction, performance and control of signals, through electronic interface, affecting the form that people and machines interact with the physical world. This technologic progress is consequence of the integration of several areas, which made possible the development of devices with small dimensions, requiring low power and able to operate in several environments. The objective of this work was to study the applicability of the capacitive sensor based in this technology, seeking to develop a monitor system for vibration in rotative machines, taking into account the cost, the portability and the capacity of work with frequency between zero and 5kHz. The results were satisfactory, reaching the proposed objectives.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-02Bitstream added on 2014-06-13T20:37:42Z : No. of bitstreams: 1 godoy_wra_me_bauru.pdf: 2181363 bytes, checksum: 2a22bf1c96c4aa3286f7cf3ced444283 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Alves Godoy, Willians Roberto, análise de um oscilador não linear acoplado a um absorvedor tipo snap through truss (stta). Bauru: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, 2011, 102 pp., Dissertação (Mestrado). Recentemente os estudos sobre os absorvedores de energia vêm ganhando importância e destaque, principalmente na indústria automobilística e aeronáutica. Esse tipo de absorvedor permite fazer o controle passivo de um sistema vibratório. Na busca por melhores resultados, verificou-se a ansiedade da utilização de absorvedores não lineares, já que estes demonstraram poder receber energia além de uma pequena faixa de freqüencia de vibração do oscilador. Neste trabalho, considera-se o sistema vibratório constituído de um controlador passivo, o absorvedor tipo snap-through truss (STTA) acoplado a um oscilador submetido à excitação de um motor elétrico com uma excentricidade e potência limitada, caracterizando um oscilador não ideal (NIO). Busca-se utilizar o absorvedor STTA como um absorvedor não linear, aproveitando sua não linearidade geométrica, e estabelecer condições para que as amplitudes de movimento do sistema principal se tornem menores em determinadas condições. O principal objetivo nesse trabalho é obter as condições em que as amplitudes de movimento do NIO são menores durante a passagem pela ressonância, atenuando o efeito Sommerfeld. Os resultados obtidos nessa situação mostraram que o STTA é eficiente na redução das amplitudes de movimento do NIO antes e dentro da região de ressonâcia. Em contrapartida, ao sair da ressonância ficou evidente que o absorvedor deve ser retirado do sistema por implicar grandes amplitudes ao NIO. Além disso, um breve estudo da atuação do STTA sobre um sistema... / In recent years studies on energy absorver in order to reduce some systems vibration amplitudes has been gaining importance and prominence. This type of absorber allows vibrating system passive control. In order to better results, it was verified the need to use non-lienar absorbers as these have been shown to receive power more than a small band of vibration frequency of the oscillator. This work considers the vibrating system that consists of a snap-through truss absorber (STTA) coupled to an oscillator under excitation of an electric motor with an eccentricity and limited power, characterizing a non-ideal oscillator (NIO). it is aimed to use the absorver STTA as non-linear absorber and establish the conditions for the motion amplitudes become smaller under certain conditions the mian system. Therefore, this work aims to determine the conditions in which the main system, while it passes through resonance, has attenuated its amplitude of moviment and do not waste energy working in this condition. The main objective of this work is to obtain the conditions under which amplitudes motion of NIO are smaller in the passage through resonance, reducing the Sommerfeld effect. The results obtained in this situation showed that the STTA is effectie to reduce amplitudes motion of NIO before and within region of resonance. In contrast, out of resonance, it was evident that absorber must be removed from the system by imply large amplitudes to the NIO. In addition, a brief study of the performance of STTA on an ideal system was performed. In this situation, the STTA showed significant results in the attenuation of amplitudes motion of the oscillator. Therefore, this work shows that the use of snap-through truss absorber is a good alternative among passive abserbers in attenuation of Sommerfeld effect in non-ideal systems

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-16Bitstream added on 2015-03-03T12:07:10Z : No. of bitstreams: 1 000800632.pdf: 2649005 bytes, checksum: 0e6f6ee2cc449b2d9d89392080c49c79 (MD5) / Essa dissertação trata da dinâmica de um sistema com não-linearidade na rigidez devido à geometria do mecanismo articulado de duas barras, identificado como NLGS ao longo do texto. Na Introdução do trabalho são mostrados exemplos de sistema com rigidez não-linear devido á geometria, destacando a aplicação desse tipo de sistema como isolador de vibração e também discute-se sobre a exposição humana à vibração como motivação e justificativa para o trabalho, ressaltando-se as frequências de ressonância das diversas partes do corpo humano. Na sequência faz-se a revisão bibliográfica sobre o assunto de vibrações para auxiliar na compreensão do trabalho. Após esses capítulos introdutórios é feita a apresentação e a modelagem matemática dos sistemas dinâmicos estudados: sistema NLGS ideal, sistema com rigidez não-linear e sistema não ideal. As equações de movimento são deduzidas pelo método de Lagrange. Após a dedução das equações de movimento faz-se a integração numérica utilizando o método de Runge-Kutta de quarta e quinta ordem e obtém-se a resposta dos sistemas (deslocamento, velocidade e aceleração). Como resultado da integração numérica são construídas algumas curvas, tais como: histórico de deslocamento, histórico de frequência, plano de fase, FFT, resposta em frequência e diagrama de bifurcação para ajudar na compreensão do comportamento dinâmico dos sistemas. Com base nos resultados obtidos percebe-se que os sistemas NLGS não ideal, NLGS ideal e com rigidez não linear apresentam um comportamento complexo devido à rigidez não-linear. Nesses três sistemas tem-se indicação de regime de movimento caótico inclusive. No sistema não ideal observa-se o efeito Sommerfeld, o qual deixa evidente a captura da rotação do motor pela frequência natural do sistema e o salto na curva da amplitude de deslocamento em função da frequência do motor. Fazendo um comparativo entre o... / This dissertation concerns with the dynamics of a system with nonlinearity in the stiffness due to geometry of a pivot mechanism of two bars, called NLGS in the text. In the Introduction are shown examples of system with nonlinear stiffness due to geometry, emphasizing the application of this kind of system as vibration isolator and is also discussed about the human exposure to vibration as motivation and justification in the research, emphaizing the different resonance frequencies of the human body. In the sequence is carried out the literature review about vibrations to help on understanding the research. After these introductory chapters is done the presentation and mathematical modeling of the studied dynamic systems: non-ideal NLGS system, ideal NLGS system, nonlinear stiffness system and non-ideal system. The equations of motion are deduced by Langrange's method. After the deduction of the equations of motion is carried out the numerical integration using the fourth and fifth order Runger-Kutta's method and it is gotten the response of the systems (displacement, velocity and acceleration). As result of the numerical integration some curves are plotted, such as: displacement history, frequency history, phase portrait, FFT, frequency response and bifurcation diagram to help on understanding the dynamic behavior of the systems. Based on the results is noticed that the following systems have a complex behavior due to nonlinear stiffness: non-ideal NLGS, ideal NLGS and nonlinear stiffness system. In these three systems there are indications of chaotic motion. In the non-ideal system the Sommerfeld effect is observed, evidencing the capture of the frequency of motor by the natural frequency of the system and the jump in the curve of frequency response. Comparing the non-ideal NLGS system and the non-ideal system conludes that the Sommerfeld effect is eliminated and the maximum amplitude of displacement is reduced by 27% in the non-ideal...

Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: José Alfredo Covolan Ulson / Banca: Danilo Hernane Spatti / Resumo: Os processos de usinagem são de extrema importância para a fabricação de peças mecânicas, muitas das quais exigem alta precisão dimensional e geométrica. A retificação, dentro dos pro-cessos de usinagem, é um processo de acabamento amplamente utilizado na indústria sendo uma das últimas fases na cadeia de usinagem. Devido à sua posição na cadeia de usinagem, é essencial que o processo de retificação seja controlado, visando a detecção e até mesmo a pre-venção de falhas, pois a peça neste estágio possui alto valor agregado. O fenômeno de queima é uma das piores falhas que pode ocorrer na retificação de aços. Desta forma, um sistema de monitoramento capaz de identificar a ocorrência deste fenômeno, além de detectar o momento do início do mesmo, é de grande importância. Nesse contexto, esse trabalho propõe um método para detecção do fenômeno de queima e o momento de sua ocorrência no processo de retifica-ção de aços ABNT 1045 e VC131 com rebolo de óxido de alumínio. Para tal, um acelerômetro foi fixado no suporte das peças e um sensor de potência foi instalado no sistema. Ambos sinais foram amostrados por um osciloscópio a uma taxa de 2 MHz. Técnicas de processamento digital de sinais, tais como a transformada rápida de Fourier (Fast Fourier Transform - FFT), trans-formada de Fourier de tempo-curto (Short Time Fourier Transform -STFT), densidade espectral de potência - (Power Density Spectral - PSD) e índices de danos (RMSD e CCDM) foram aplicadas. Para melhor fundamentar o estu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The machining processes are of extreme importance for the manufacture of mechanical parts, many of which require high dimensional and geometric precision. Grinding, within the machin-ing processes, is a finishing process widely used in the industry and it is generally the last stage of manufacture chain. Thus, it is essential to control the grinding process, aiming at the detec-tion and even the prevention of failures, since the part in this stage has high added value. The grinding burn is one of the worst failures that can occur in the grinding of steels. In this way, a monitoring system capable of identifying the occurrence of the workpiece burn in addition to detect the onset moment is of great importance. This work proposes a method to detect the workpiece burn and the moment at which it has occurred in grinding of steels SAE 1045 and VC131 with aluminum oxide grinding wheel. An accelerometer was attached to the parts holder and a power sensor was installed in the system. Both signals were acquired by an oscilloscope at a rate of 2 MHz. Digital signal processing techniques such as Fast Fourier Transform (FFT), Short Time Fourier Transform (STFT), Power Density Spectral (PSD) and damage indices (RMSD - root mean square deviation and CCDM - correlation coefficient deviation metric) were applied. To better support the study, hardness tests, visual inspection and metallography were performed. The results show that the method is reliable to identify the burning phenome-non, th... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2008. / Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-09-24T11:57:08Z No. of bitstreams: 1 2008_CarolinaOspinal.pdf: 1174901 bytes, checksum: d01bf2271bcbe085ad80d5b2967063de (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-10-05T15:38:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_CarolinaOspinal.pdf: 1174901 bytes, checksum: d01bf2271bcbe085ad80d5b2967063de (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-05T15:38:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_CarolinaOspinal.pdf: 1174901 bytes, checksum: d01bf2271bcbe085ad80d5b2967063de (MD5) Previous issue date: 2008-03-20 / Com o advento de novas tecnologias e novos materiais o homem tem construído estruturas cada vez mais altas e flexíveis, porém mais vulneráveis às vibrações. Entre as várias técnicas desenvolvidas para evitar estas vibrações, está o controle passivo o qual subdivide-se em vários tipos de dispositivos. O amortecedor de massa sintonizado múltiplo (AMSM) é um deles. Este consiste em vários sistemas massamola- amortecedor sintonizados ao redor da freqüência do sistema principal. Neste trabalho se comparam as respostas de um edifício shear frame de vinte andares reduzido a um grau de liberdade por meio do método da superposição modal, tomando-se a contribuição do primeiro modo de vibração como a mais significativa. Inicialmente, verifica-se que os parâmetros sugeridos pela literatura para o AMSM não interligado (NI) não são adequados para o AMSM interligado (I). Portanto, realiza-se um estudo paramétrico, baseado no procedimento de busca numérica Min. Max. a fim de determinar parâmetros que conduzam a uma melhor eficiência do AMSM I para dois, três, quatro e cinco massas e apresentar as equações que governam este sistema de AMSM I. As equações do AMSM I são determinadas por meio de um ajuste de curvas, baseado no método dos mínimos quadrados, com o auxílio do programa estatístico SAS versão 9.1.3. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / With the advent of new technology and new materials the man has constructed higher and flexible structures, however, more vulnerable to vibrations. Among the several techniques to prevent these vibrations, appears the passive control which is subdivided in some types of devices. The multiple tuned mass damper (MTMD) is one of them. It consists in a mass-spring-damper system tuned around the main system frequency. In this work the behavior of a 20-floors shear frame building, reduced to a single degree-of-freedom system by the superposition method, is studied taking into account the first mode shape. Initially, it is verified that the parameters suggested by the references for the non-interconnected MTMD are not efficient for the interconnected MTMD. As a result, a parametric study is conducted based on a Min. Max. numerical searching procedure in order to determine parameters that improve the interconnected MTMD efficiency for two, three, four and five masses and showing the equations that govern the system. These interconnected MTMD equations are found with a curves adjustment based on the minimum squared method and by using the SAS statistical program, v. 9.1.3.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T21:16:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T14:18:02Z : No. of bitstreams: 1 180814.pdf: 3856756 bytes, checksum: 917fa2cb1039c268d63f2bd9b4ee8357 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T22:03:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T14:44:54Z : No. of bitstreams: 1 180863.pdf: 2876773 bytes, checksum: 8d0452bce00cbb1eec1928672d911121 (MD5)

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:02:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T17:32:27Z : No. of bitstreams: 1 148977.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Este trabalho trata de uma formulação absolutamente geral, para o estudo de redução de vibração, através de neutralizadores simples, sobre uma estrutura linear de qualquer complexidade. O uso de conceitos de parâmetros equivalentes generalizados juntamente com técnicas de otimização não linear, permitem determinar os parâmetros ótimos de p neutralizadores, fixados na estrutura a controlar. A metodologia proposta modifica a resposta do sistema primário em uma faixa de freqüência utilizando um número reduzido de equações. Este sistema de equações reduzido depende apenas dos modos que estão na banda de análise. Precisa-se, para isto, do conhecimento das características modais da estrutura primária, que podem ser obtidas através de técnicas de elementos finitos ou através de identificação de parâmetros. Assim, além de geral, é uma metodologia que emprega, para qualquer problema, um minimo tempo computacional no cálculo da redução de vibrações em banda larga. Dois exemplos ilustrando o seu desempenho são apresentados: uma viga engastada livre com um modo na faixa de freqüência de aná1ise, e uma chapa de aço simplesmente apoiada em uma espuma de poliuretano. No segundo exemplo, a banda considerada contêm o terceiro e quarto modo. A parte experimental pode ser encontrada neste trabalho para corroborar os diferentes conceitos estudados.