Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-29Bitstream added on 2014-06-13T19:35:06Z : No. of bitstreams: 1 mesquitaneto_c_me_ilha.pdf: 1673109 bytes, checksum: 0f8131abf5fc45715c92abece81e6a7a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho é apresentado uma proposta de absorvedor de vibrações ajustável tipo viga sanduíche utilizando fluido Magnetoreológico no centro. Para o desenvolvimento deste projeto foi realizada uma revisão sobre os vários tipos de absorvedores e algumas aplicações. Em seguida foi realizado um estudo sobre o comportamento do fluido magnetoreológico, mostrando como este material inteligente varia suas propriedades quando submetido a um campo magnético. O objetivo do estudo foi verificar as propriedades do sistema para realização de um futuro controle, que é realizado através da variação do campo magnético. Avaliou-se, também, a relação com a corrente elétrica, quais os parâmetros que o influenciam e como podemos produzir um campo magnético com a intensidade desejada. Para avaliar as características do sistema foi utilizado o modelo no programa Ansys, com o objetivo de se verificar o comportamento do sistema. Para encontrar as características reais do sistema foi utilizado o modelo na forma de espaço de estados modais, identificado através do método PEM, Método de Predição de Erros (do inglês Prediction Error Methods PEM). Os testes experimentais foram realizados para se adquirir conhecimento do comportamento dinâmico deste tipo de fluido e, verificar se há repetibilidade nas medidas / This work presents a proposal of a tunable vibrations absorber type sandwich beam, using the Magnetorheologic fluid in the intermediate layer. For the development of this study a revision of some types of absorber with some applications was carried out. After that, a study of the behavior of the magnetorheologic fluid was carried through, showing as this intelligent material tunable its properties when submitted to a magnetic field. The objective of this analysis was to verify the properties of the system for implementation of a future control, which is based on the variation of the magnetic field. It was realized an analysis of the relation of the electric current and the parameters that influence it, in order to produce a magnetic field with the desired intensity. The characteristics of the system were verified through a mathematical model obtained with the software Ansys. The real characteristics of the system were found through the identification method PEM, Prediction Error Methods, using modal space states formulation. Experimental tests were carried out in order to obtain know how of the dynamic behavior of this type of material

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-03-19Bitstream added on 2014-06-13T19:35:08Z : No. of bitstreams: 1 fernandes_fv_me_ilha.pdf: 2370293 bytes, checksum: dd12c9f677a5b0c0516c7c8361bbee5e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia de detecção e localização de falhas, para sistemas mecânicos que utilizam absorvedores dinâmicos de vibrações tipo lâmina vibrante (ADVLV). Através de modificações em alguns de seus parâmetros estruturais, o ADVLV desenvolvido absorve toda ou parte da vibração do sistema mecânico onde se encontra acoplado. Durante o trabalho foi utilizada a teoria de algoritmos genéticos baseada na evolução das espécies como ferramenta de otimização e em seguida, aplicou-se a metodologia de diagnóstico de falhas via observadores de estado para detecção e identificação de possíveis irregularidades no sistema. Na seqüência, a fim de validar a metodologia desenvolvida foram apresentados resultados obtidos através de simulações computacionais e experimentais, realizados com a construção de um ADVLV em uma estrutura primária pertencente ao laboratório de vibrações mecânicas do Departamento de Engenharia Mecânica da UNESP, Campus de Ilha Solteira. / In this work it was developed a technique of fault detection and location, to mechanical systems using dynamic vibration absorbers type blade vibrant (DVABV). Through changes in some of its structural parameters, the DVABV developed absorbs all or part of the mechanical vibration of the system which it is attached. During the work, it was used the theory of genetic algorithms based on the evolution of species as a tool for optimization, then applied to the methodology for the diagnosis of faults by state observers in the detection and identification of possible flaws in the system. Following, in order to validate the methodology developed present themselves results through computer simulations and experimental made with the construction of a DVABV and their use in a structure primary, in the Mechanical Vibrations Laboratory, at Mechanical Engineering Department of UNESP, Ilha Solteira.

Submitted by RAFAEL DE OLIVEIRA SILVA null (rafa_engemec@hotmail.com) on 2017-04-24T14:27:25Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_final.pdf: 3521819 bytes, checksum: b08a60dcaa91691a2bf36a0cc59992e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-26T13:27:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_ro_me_ilha.pdf: 3521819 bytes, checksum: b08a60dcaa91691a2bf36a0cc59992e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T13:27:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_ro_me_ilha.pdf: 3521819 bytes, checksum: b08a60dcaa91691a2bf36a0cc59992e6 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Diversos estudos relacionados à atenuação de vibrações utilizando materiais inteligentes vem sendo amplamente explorados no meio acadêmico. Neste âmbito, as Ligas de Memória de Forma (LMF) se destacam por apresentarem dissipação de energia vibratória devido ao seu comportamento histerético promovido pelo efeito pseudoelástico. No presente trabalho, dois sistemas com um e dois graus de liberdade, contendo mola helicoidal de LMF como elemento resiliente, são implementados numericamente para demonstrar a atenuação de vibrações ocasionada pelas transformações de fase presentes no material. Para cada um dos sistemas mecânicos investigados, dois modelos termomecânicos são confrontados numericamente visando a obtenção das características de cada modelo em representar a atenuação de vibrações dos sistemas submetidos à carregamentos termo-mecânicos. O trabalho termina comentando as potencialidades da proposta apresentada, discutindo as facilidades e dificuldades encontradas na sua implementação e apontando para o desenvolvimento de futuros estudos. / Several studies regarding the vibration attenuation using intelligent materials have been widely explored in the academic world in engineering. In this context, the shape memory alloys (SMAs) exhibit vibratory energy dissipation due to their hysteretic behavior caused by the pseudoelastic effect. In the present work, two systems with one and two degrees of freedom, containing a SMA helical spring as a resilient element, are numerically implemented to demonstrate the vibration attenuation of the system caused by the phase transformations present in the SMA spring. For each considered mechanical systems, two thermomechanical models are numerically confronted in order to obtain the characteristics of each model in representing the vibration attenuation of the systems submitted to thermo-mechanical loads. This work is concluded presenting the potentialities of the design methodology proposed and future developments to be implemented.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In recent times, much research effort has been undertaken aiming at the development of the so-called smart materials, understood as those that exhibit coupling between two or more physical domains in such a way that, when stimulated externally, they undergo controlled variations of some of their properties, such as viscosity, stiffness, volume or electrical conductivity. The degree of maturity of the technology of smart materials and structures is confirmed by numerous examples of applications found in industrial products. The present work is dedicated to the study of shape memory alloys, which are considered as being some of the most promising smart materials in terms of potentiality for industrial innovation. Those materials present the capacity of, once submitted to external loads, recovering their original form and dimensions through the application of thermal cycles or by removing the load. This behavior is due to two effects exhibited by those materials: shape memory and pseudoelasticity. The present dissertation reports the study carried-out by the author concerning some of the most relevant constitutive models intended for the description of the thermomechanical behavior of shape memory alloys, based on assumed transformation kinetics and on internal variables with constraints. The understanding of such models is considered to be essential for the development of modeling procedures of intelligent devices. After the description of the potentiality of applications of the shape memory alloys in the context of the smart material and structures technology and the assessment of the most relevant phenomenological aspects, specially the underlying phase transformations, the formulations of some constitutive models, chosen among those considered to be the most representative ones, are described, namely: models with assumed transformation kinetics (Tanaka, Liang-Rogers, Brinson, and Boyd-Lagoudas models) and models based on internal variables with constraints (modified Fremond and Savi and coauthors models). Numerical simulations are carried-out with the aim of evaluating the main features of the models considered and validating the numerical implementations by comparisons with results extracted from the literature. Afterwards, the analytical developments and numerical simulations regarding the incorporation of the Liang- Rogers model in a single-degree-of-freedom vibrating system are presented, enabling to evaluate the interest in using shape memory alloys for the purpose of vibration control. The study reported herein has been developed in the context of the National Institute of Science and Technology of Smart Structures in Engineering, leaded by the Structural Mechanics Laboratory Prof. J.E.T. Reis, of the School of Mechanical Engineering of the Federal University of Uberlândia, which is dedicated to the study of the foundations and applications of intelligent materials to various problems of engineering as well as to multidisciplinary problems. / Ultimamente tem-se investido grande esforço em pesquisas com vistas ao desenvolvimento dos chamados materiais inteligentes, entendidos como aqueles que exibem acoplamento de dois ou mais domínios físicos, de modo que, quando externamente estimulados, sofrem alterações controladas de algumas propriedades como a viscosidade, volume, rigidez, resistência elétrica e condutividade. O grau de amadurecimento da tecnologia de materiais e estruturas inteligentes é comprovado pela existência de numerosos exemplos de utilização em produtos industriais. O presente trabalho é dedicado ao estudo das ligas com memória de forma (shape memory alloys), que são considerados como um dos materiais inteligentes mais promissores no tocante às inovações industriais. Trata-se de materiais que possuem a capacidade de, uma vez submetidos a cargas externas, recuperar sua forma e dimensões originais quando sujeitos a ciclos térmicos apropriados ou quando o carregamento é retirado. Esses materiais apresentam duas propriedades especiais que os diferenciam dos outros materiais, a memória de forma, propriamente dita, e a pseudoelasticidade. O presente memorial reporta o estudo desenvolvido pelo autor acerca de alguns dos principais modelos constitutivos que foram desenvolvidos para a representação do comportamento termomecânico de materiais com memória de forma. A compreensão destes modelos é essencial para o desenvolvimento de procedimentos de modelagem de dispositivos inteligentes. Após a descrição das potencialidades de aplicação no contexto da tecnologia de estruturas inteligentes e da fenomenologia subjacente ao comportamento das ligas com memória de forma, notadamente as transformações de fase austenitamartensita, apresentam-se as formulações de alguns modelos constitutivos, selecionados dentre aqueles considerados os mais representativos, incluídos em duas categorias distintas, a saber: modelos com cinética de transformação assumida (modelos de Tanaka, de Liang-Rogers, de Brinson, e de Boyd-Lagoudas) e modelos baseados em variáveis internas (modelos de Fremond modificado e de Savi e colaboradores). Em seguida, são apresentados resultados de simulações numéricas realizadas com o objetivo de avaliar as principais características dos modelos estudados e validar as implementações realizadas mediante confrontação com resultados extraídos da literatura. Por fim, são apresentados os desenvolvimentos analíticos e simulações numéricas realizadas para incorporação do modelo de Liang-Rogers em um sistema vibratório de um grau de liberdade, que permitiu comprovar o potencial de utilização dos materiais com memória de forma para o controle de vibrações. O estudo realizado se insere nas atividades desenvolvidas no âmbito do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Estruturas Inteligentes em Engenharia, sediado pelo Laboratório de Mecânica de Estruturas Prof. José Eduardo Tannús Reis - LMEst, da Faculdade de Engenharia Mecânica da UFU, que se dedica ao estudo dos fundamentos e aplicações de materiais inteligentes em diversos tipos de problemas de engenharia e problemas multidisciplinares. / Mestre em Engenharia Mecânica

A presente dissertação trata do estudo de um absorvedor dinâmico de vibrações (ADV) sintonizável por meio da geração voluntária de tensões induzidas por campos de temperatura aplicados a estruturas do tipo placas finas, explorando o efeito conhecido por enrijecimento por tensões (stress stiffening). Após apresentação da teoria subjacente aos absorvedores dinâmicos de vibrações e à modelagem numérica do comportamento dinâmico de placas sob a ação de tensões de origem térmica, foram realizadas simulações numéricas baseadas em discretização por elementos finitos visando à caracterização do comportamento dinâmico de placas retangulares sujeitas a diferentes tipos de carregamento térmico e condições de contorno mecânicas. Para este efeito, foi desenvolvido um procedimento de modelagem multifísica utilizando um programa comercial de análise por elementos finitos que permite considerar formas arbitrárias de carregamento térmico e condições de contorno térmicas e mecânicas. Os resultados destas simulações comprovaram que variações substanciais dos valores das frequências naturais de vibração podem resultar das tensões induzidas por campos térmicos. Com base nestes resultados, foi projetado um ADV consistindo de uma placa metálica fina circular confinada em sua borda externa por dois anéis metálicos, de sorte que a frequência natural correspondente ao primeiro modo de flexão axissimétrico possa ser ajustada pela diferença entre as temperaturas impostas à placa e aos anéis. Diversas simulações numéricas baseadas em elementos finitos foram realizadas visando à otimização da geometria e previsão do desempenho do ADV. Um protótipo do absorvedor dinâmico foi construído, dispondo de aquecedores resistivos de película para aquecimento independente e controlado de seus componentes. Diversos ensaios dinâmicos foram realizados com o protótipo visando à caracterização de seu comportamento sem e com efeitos térmicos. Os resultados experimentais confirmaram a influência significativa das tensões térmicas sobre o comportamento dinâmico do ADV e a possibilidade de obter sua sintonização. / The present work is devoted to the study of a dynamic vibration absorber (DVA) that can be tuned by the voluntary introduction of stress induced by temperature distributions in plate-like structures, based on the effect known as stress-stiffening. After summarizing the underlying theory of dynamic vibration absorbers and modeling the dynamic behavior of thin plates in the presence of thermally-induced stresses, numerical simulations based on finite element discretization have been made to characterize the dynamic behavior of rectangular plates under different thermal loads and mechanical boundary conditions. For this purpose, a general multiphysic modeling procedure based on a finite element commercial code has been developed, enabling to considerer all the possible forms of thermal load and thermal and mechanical boundary conditions. The results of these simulations have shown that significant variations of the natural frequencies can result from the induction of thermal stresses. Based on these results, a DVA has been designed, consisting of a thin circular metallic plate constrained at its outer border by thick metallic rings, in such a way that the natural frequency associated to the first axissymmetric bending mode can be adjusted according to the difference between the temperatures of the plate and the rings. A number of numerical simulations based on finite elements have been made aiming at optimizing the geometry and predicting the performance of the DVA. A prototype of the absorber has been built, having foil resistive heaters for the controlled application of heat to the plate and the rings. Dynamic tests have been carried-out on the prototype for the characterization of its dynamic behavior with and without thermal effects. The experimental results confirmed the significant influence of the thermal stresses on the natural frequencies of the DVA and the possibility of achieving frequency tuning. / Dissertação (Mestrado)

Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-04-25T13:21:22Z No. of bitstreams: 2 EDUARDO JOSÉ AIUB..pdf: 8906526 bytes, checksum: d232c1876e371a74f81c0ffd1593f4ee (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2017-04-26T15:28:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 EDUARDO JOSÉ AIUB..pdf: 8906526 bytes, checksum: d232c1876e371a74f81c0ffd1593f4ee (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T15:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 EDUARDO JOSÉ AIUB..pdf: 8906526 bytes, checksum: d232c1876e371a74f81c0ffd1593f4ee (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo / Fundo Mackenzie de Pesquisa / In this work, we describe the characterization, transfer process and fabrication of mechanically exfoliated MoS2 (molybdenum disulfide) samples deposited on the fiber facet and D-shaped fiber. The characterization of these samples was made through Raman spectroscopy, making a mapping of the samples and analyzing the frequency difference between the vibrational modes E2g e A1g, it is possible to determine the number of layers to be transferred. Also, it was required to prepare a layered substrate of PVA (polyvinyl alcohol) and PMMA (Polymethyl- methacrylate), so that it was possible to remove the nanomaterial from the glass substrate and deposit it on another surface. Furthermore, it was performed control and alignment of the material with the core of the fiber, using a stage XYZ and an optical microscope (10X lens). An application for the fabricated samples was demonstrated through the generation of ultrashort pulses in EDFL (Erbium-doped fiber lasers) and YDFL (Ytterbium-doped fiber lasers) using them as saturable absorbers. The best results obtained were a pulse duration of 810 femtoseconds and bandwidth of 4.09 nm using mechanically exfoliated MoS2 on the fiber facet and pulse duration of 200 fs and bandwidth of 20,5 nm on the D-shaped fiber. In the samples on the fiber facet was the presence of NPR (Nonlinear Polarization Rotation) resulting in a hybrid effect. Results of ultrashort pulses with mechanically exfoliated MoS2 have not yet been reported in the literature. / Neste trabalho, foi realizada a caracterização, transferência e fabricação de amostras de MoS2 (dissulfeto de molibdênio) esfoliado micromecanicamente depositado na face transversal de uma fibra óptica e na superfície polida de uma fibra de perfil D. A caracterização destas amostras foi feita por meio de espectroscopia Raman, realizando um mapeamento das amostras e analisando a diferença entre os picos dos modos vibracionais E2g e A1g, sendo possível determinar o número de camadas a serem transferidas. Para realizar a transferência do material, foi prepararado um substrato com camadas de PVA (álcool polivinílico) e PMMA (Poli-metil-metacrilato), para que o nanomaterial fosse retirado do substrato de vidro e depositado em outra superfície. Além disso, foi realizado o controle e o alinhamento deste material com o núcleo da fibra, utilizando um estágio XYZ e um microscópio óptico (lente de 10X). Como aplicação das amostras fabricadas, foi demonstrada a geração de pulsos ultracurtos em EDFL (Erbium-doped fiber lasers) e YDFL (Ytterbium-doped fiber lasers) utilizando-as como absorvedor saturável. Os melhores resultados obtidos foram, a duração de pulso de 810 femtossegundos com largura de banda de 4,09 nm utilizando MoS2 esfoliado micromecanicamente e depositado na face transversal da fibra e pulsos de 200 fs e largura de banda de 20,5 nm depositado na superfície polida da fibra D. Nas amostras na face transversal verificou-se a presença de NPR (Nonlinear Polarization Rotation) ocasionando em um efeito híbrido de NPR com as amostras de MoS2. Resultados de pulsos ultracurtos com MoS2 esfoliado micromecanicamente ainda não foram reportados na literatura.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Henrique Guimaraes Rosa.pdf: 6486656 bytes, checksum: 6fc9fe7875ed2cceb89c9f5179b9f028 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / In this thesis, we present results on the fabrication, transfer and characterization of chemical vapor deposition (CVD) graphene and exfoliated graphene over glass and optical fiber substrates, to study optical properties of graphene and its application as a saturable absorber for Erbium-doped fiber laser (EDFL). Monolayer CVD graphene and stacked CVD graphene samples were fabricated and characterized, transferred to the transverse face of optical fibers, and a study on the relation between the optical properties of graphene samples and the properties of ultrashort laser pulses generated in (EDFL) was performed. Furthermore, we have developed a technique for transferring exfoliated nanomaterials which allowed us to transfer exfoliated graphene onto optical fiber s faces and align the graphene flake to the fiber core. With this transfer technique it is possible to fabricate samples with controlled number of graphene layers onto optical fiber faces. As application, we demonstrate ultrashort pulse generation in Erbium-doped fiber laser with exfoliated monolayer graphene samples as saturable absorber. This is the first time that ultrashort laser pulses are generated with a single exfoliated monolayer graphene sample. / Nesta tese, apresentamos resultados sobre a fabricação, transferência e caracterização de grafeno CVD (grafeno fabricado por deposição química de vapor chemical vapour deposition) e de grafeno esfoliado em substratos de vidro e em fibras ópticas, para o estudo das propriedades ópticas do grafeno e sua aplicação como absorvedor saturável em laser à fibra dopada com Érbio (EDFL). Foram fabricadas e caracterizadas amostras de grafeno CVD monocamada e de grafeno CVD empilhado, transferidas para a face transversal de fibras ópticas, e com estas amostras foram feitos estudos sobre a relação entre as propriedades ópticas do grafeno e as propriedades de pulsos ultracurtos gerados em EDFL. Além disto, desenvolvemos uma técnica para a transferência de nanomateriais esfoliados que permitiu a transferência de grafeno esfoliado para fibras ópticas e seu alinhamento com o núcleo da fibra. Com esta técnica de transferência é possível fabricar amostras com controlado número de camadas de grafeno em fibra óptica. Como aplicação, demonstramos a geração de pulsos em EDFL com uma amostra de grafeno esfoliado monocamada como absorvedor saturável. Esta é a primeira vez que pulsos ultracurtos são gerados em lasers à fibra com amostra de grafeno esfoliado de uma única camada sobre a face transversal da fibra óptica.