[pt] No presente trabalho estuda-se a aplicação do controle estrutural na proteção de estruturas submetidas a carregamentos dinâmicos contra níveis de vibração indesejáveis que possam causar desconforto e, até mesmo, comprometer a segurança e integridade da edificação. Os três tipos de controle estrutural, passivo, ativo e híbrido, são analisados de forma a evidenciar as vantagens do uso do controle híbrido. O mecanismo de controle utilizado é o denominado amortecedor de massa sintonizado (AMS), devido à sua vasta aplicação na Engenharia Civil, tendo uma grande quantidade sido instalada em edifícios, pontes e chaminés industriais para controle de vibrações causadas pelo vento. Verifica-se a influência da não- linearidade da rigidez do AMS no comportamento do sistema principal. A utilização de amortecedores de massa sintonizados múltiplos é também estudada como uma forma de vencer certas limitações quanto à robustez deste tipo de sistema e melhorar sua performance. Analisa-se por fim o comportamento e eficiência do amortecedor de massa híbrido (AMH), em relação ao AMS passivo. Para cálculo da força de controle são utilizados os seguintes algoritmos: controle ótimo linear clássico, controle ótimo instantâneo e controle ótimo não-linear. Uma estratégia para definição das matrizes de ponderação, utilizadas no algoritmo de controle ótimo instantâneo, que minimizem a amplitude da resposta harmônica permanente é apresentada. Exemplos numéricos são apresentados ao longo de todo o trabalho. Verifica-se que a utilização do controle híbrido é mais eficiente que os controles passivo e ativo isolados, requerendo forças de magnitude inferiores, o que reduz bastante o custo deste tipo de sistema. O sistema de controle híbrido se mostrou eficiente na redução de vibrações causadas por carregamentos cujas freqüências eram diversas das consideradas no projeto do sistema de controle passivo. Verificou-se, ainda que o mesmo se comportou de forma satisfatória no caso de discrepância na freqüência natural da estrutura. / [en] In this work the use of structural control is studied to protect dynamically loaded building structures against undesirable vibration levels, which can cause human discomfort and, even more, compromise the building safety and integrity. The three types of structural control, passive, ative and hybrid, are analysed to show the advantages of hybrid control in reducing undesirable vibration levels. The chosen control mechanism is the so called tuned mass damper (TMD), due to its large application in Civil Engineering, having a great number of these devices been installed in buildings, bridges and industrial chimneys to control structural vibrations induced by wind loads. It is also verified the influence of TMD non linear stiffness on the main system behaviour. The use of multiple tuned mass dampers is studied as a possible way of improving the TMD robustness and performance. The hybrid mass damper (HMD) behaviour and efficiency comparing to the passive mass damper is analysed in detail. To calculate the control force the following control algorithms are used: classical optimum linear control, instantaneous optimum control and non-linear optimum control. A strategy to define the weighting matrices used in the instantaneous optimum control algorithm that minimizes the harmonic response amplitude is presented. Several numerical examples are presented aalong the work. The results show that the hybrid control is more efficient that the passive or active control used separately, requiring smaller forces reducing in this way the cost of the control system. The hybrid control system showed to be more efficient in reducing vibrations caused by loadings which had different frequencies from that considered on the passive control design. Moreover it was shown that hybrid control has a satisfactory perfomance when discrepancies in natural frequency occur.

Submitted by João Rafael Alves null (joao.rafa.alves@gmail.com) on 2017-03-21T02:27:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_15mar2017_Final.pdf: 12263333 bytes, checksum: d28726f4d986b72238323c581149a148 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-03-22T14:09:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alves_jr_me_bauru.pdf: 12263333 bytes, checksum: d28726f4d986b72238323c581149a148 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T14:09:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alves_jr_me_bauru.pdf: 12263333 bytes, checksum: d28726f4d986b72238323c581149a148 (MD5) Previous issue date: 2017-01-31 / Quatro configurações de circuito elétrico são estudadas como opções de ligação em dispositivos eletromecânicos: puramente resistivo, RL em série, RLC em série e RLC em série com indutância de variação não linear. Respostas em frequência, diagramas de bifurcação, históricos no tempo, planos de fase, mapas de Poincaré e espectros de frequência são utilizados nas análises. Os três circuitos lineares explorados na dissertação revelam algumas diferenças em termos da transmissibilidade de deslocamento. O sistema com circuito puramente resistivo tem as mesmas características de um sistema puramente mecânico e viscosamente amortecido, mas a resistência elétrica e o fator de amortecimento viscoso se relacionam de forma inversamente proporcional. As respostas dos circuitos RL e RLC, ambos em série, apresentam aspectos mais comportados. A principal diferença entre os sistemas com circuitos RL e RLC em série está principalmente na transmissibilidade para baixas frequências. Embora com uma pequena diferença, a transmissibilidade do sistema com circuito RLC é menor do que a do sistema com circuito RL, para baixas frequências. Para o sistema não linear, nas respostas em frequência e diagramas de bifurcação percebem-se regiões de resposta desordenada para valores baixos de resistência elétrica em determinadas faixas de frequência. Com a análise das respostas, notam-se as presenças dos comportamentos dinâmicos periódico, quasi-periódico e caótico. Para valores baixos de resistência elétrica, a escolha do valor da capacitância é de suma importância para a classificação do tipo de comportamento dinâmico do sistema. Pequenas variações do valor da capacitância representam saltos enormes da dinâmica do sistema. Muitas vezes, mesmo dentro do campo de tolerância especificado pelos fornecedores de componentes elétricos, o valor da capacitância pode resultar em comportamentos caóticos indesejados. / Four configurations of electrical circuit are studied as options of electromechanical devices: purely resistive, RL in series, RLC in series e RLC in series with nonlinear inductance. Frequency responses, bifurcation diagrams, time series, phase plane, Poincaré maps and frequency spectrum are used in analysis. The three linear circuits explored in this dissertation reveal some differences in terms of displacement transmissibility. The system with purely resistive circuit has the same characteristics of a purely viscous damped, but the electrical resistance and the damping factor are inversely proportional. Responses of circuits RL and RLC, both in series, present behaving aspects. The main difference between the systems with RL and RLC circuits is related to the transmissibility for low frequencies. Although with a small difference, the transmissibility of RLC circuit system is smaller than the RL circuit system, for low frequencies. For the nonlinear system, it is possible to perceive disordered response regions for small values of electrical resistance on certain frequency bands. After response analisys, it is noted the presence of periodic, quasi-periodic and chaotic behaviors. For small values of electrical resistance, the choice of capacitance value is very important to determine the type of the dynamic behavior. Small differences of the capacitance values mean significant changes in the system dynamics. It is not rare that even inside the tolerance of electrical components, the capacitance value can result in chaotic behaviors.

Este trabalho apresenta um modelo matemático linear para um sistema hidráulico proposto para funcionar como um amortecedor para pequenas amplitudes de deslocamento, da ordem de décimos de milímetros. As dimensões para o sistema hidráulico foram adotadas e parâmetros foram determinados. Foram escolhidos dois conjuntos de parâmetros dimensionais e dois valores para o bulk modulus equivalente, o que permitiu fazer o estudo de quatro situações. A verificação das características dinâmicas do sistema foi efetuada utilizando o conceito de função descritiva. Um programa em Matlab/Simulink com um filtro de Fourier foi implementado para obtenção das curvas da resposta em freqüência. A eficiência deste programa computacional foi comprovada através de sua aplicação a sistemas cujas respostas em freqüência são conhecidas. As curvas das respostas em freqüência do sistema hidráulico e do amortecedor ideal foram comparadas. Considerando tolerância de \'+ OU -\' 1 grau para a fase e de \'+ OU -\' 1 db para magnitude, o sistema hidráulico simulado, com bulk modulus equivalente de 100000 psi teve comportamento similar ao amortecedor ideal na faixa de freqüência de 0,1 a 150 rad/seg. No caso do bulk modulus de 30000 psi, a faixa foi estendida, isto é, de 0,1 a 200 rad/seg. / This work presents a linear mathematical model for a proposed hydraulic system intended to work as a damper for small displacement, of the order of decimals of millimeters. The dimensions of the hydraulic system were adopted and parameters were determined. Two sets of the dimensions and two values for the equivalent bulk modulus were chosen and that allowed the study of four situations. The system dynamic properties were verified using the concept of describing function. A Matlab/Simulink program applying the concept of a Fourier filter was carried out in order to obtain the frequency response curves. The efficiency of this program was verified through its application in systems which frequency responses are known. The systems and the ideal damper frequency response curves were compared. Considering tolerance of \'+ OU -\' 1 degree for the phase and \'+ OU -\' 1 db for magnitude, the simulated hydraulic system with an equivalent bulk modulus of 100000 psi showed to be similar to an ideal damper, for the frequency range from 0.1 to 150 rad/sec. For the equivalent bulk modulus of 30000 psi, the frequency range was extended from 0.1 to 200 rad/sec.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2016-07-25T14:53:58Z No. of bitstreams: 1 2016_PedroVarellaBarcaGuimarães.pdf: 2937578 bytes, checksum: d2be3d5744f7454bf1085bf060a78fe6 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-08-23T18:59:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_PedroVarellaBarcaGuimarães.pdf: 2937578 bytes, checksum: d2be3d5744f7454bf1085bf060a78fe6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-23T18:59:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_PedroVarellaBarcaGuimarães.pdf: 2937578 bytes, checksum: d2be3d5744f7454bf1085bf060a78fe6 (MD5) / Juntamente com a necessidade de energia renovável do mundo, a energia eólica está crescendo em rápido desenvolvimento e implementação. O projeto, construção e manutenção dos chamados parques eólicos ainda apresentam muitos desafios para os engenheiros e pesquisadores. Avanços nessa área estão resultando em turbinas eólicas cada vez mais altas e esbeltas, intensificando as vibrações nas estruturas causadas tanto pelo seu próprio funcionamento quanto pela força do vento. Neste contexto, as turbinas eólicas vêm sendo instaladas no oceano próximas à costa trazendo assim, além de outras vantagens, os benefícios de ventos mais fortes e consistentes com menos turbulência nessas regiões. Dentre os diversos tipos de turbinas eólicas offshore, encontra-se a turbina flutuante. Este tipo de estrutura pode ser vulnerável às vibrações excessivas causadas pelos carregamentos do vento e das ondas. Analisando este sistema estrutural como um modelo discreto de pêndulo invertido, é possível projetar um amortecedor de massa sintonizado (AMS), também como um pêndulo invertido, para controlar e minimizar as amplitudes de vibração do sistema. A frequência do AMS anexado à estrutura principal é sintonizada a uma frequência particular visando fazer o AMS vibrar fora de fase com a estrutura principal, transferindo assim a energia do sistema para o amortecedor. Entretanto, dispositivos passivos apenas são efetivos dentro de uma pequena faixa de frequência considerada no projeto, e as forças do vento são excitações aleatórias com ampla faixa de frequência. Neste sentido, uma melhor abordagem é de se projetar um dispositivo semiativo. O controle semiativo combina a confiança e simplicidade típica de sistemas passivos com a adaptabilidade do controle ativo. É caracterizado por não adicionar energia externa à estrutura principal e possuir propriedades capazes de serem alteradas dinamicamente. Estes dispositivos podem ser vistos como dispositivos passivos controláveis porque, apesar de alterar as propriedades de amortecimento e/ou rigidez, ele atua na estrutura de forma passiva. Neste estudo, os parâmetros de um AMS passivo são projetados por meio de três estratégias distintas: estudo paramétrico, método de gradiente e algoritmo genético. Em seguida, é analisado o efeito das pás na resposta dinâmica do sistema. Por último, são propostas duas estratégias para o funcionamento de um AMS semiativo: dispositivo ON/OFF e variação contínua. Os dois sistemas semiativos são analisados numericamente. Verifica-se que ambos os sistemas passivo e semiativo são eficientes no controle da resposta dinâmica do sistema, sendo que o semiativo se mostra eficiente para uma faixa de frequência mais ampla. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Along with the world’s need of renewable energy, wind energy is growing in fast development and implementation. The project, building and maintenance of the so called wind farm still present lots of challenges for engineers and researches. Advances in this area are resulting in increasingly high and slender wind turbines, intensifying vibrations in structures caused by its own operation and, also, by wind force. In this context, wind turbines took place on the ocean next to coast which, besides other advantages, benefit from more intense and consistent wind with less turbulence in these regions. Among these offshore wind turbines is the floating one. This type of structure can be vulnerable to excessive vibration caused by wind and wave loads. Analyzing this structural system as a discrete model of an inverted pendulum, it’s possible to design a Tuned Mass Damper (TMD), also as an inverted pendulum, to control and minimize the system vibration. The frequency of the TMD attached to the main structure is tuned to a particular frequency aiming to make the TMD vibrate out of phase with the main system, thus transferring the energy system to the damper. However, passive devices only work properly for the designed frequency range, and the considered forces are a random type of excitations. In this sense, a better approach would be design a semi-active device. Semi-active control joins confidence and simplicity typical of passive systems with active control adaptability. It is characterized by not adding external energy to the structure and to have properties that can change dynamically. These devices can be viewed as controllable passive devices because, despite of its changing properties of damping and/or stiffness, it action on the structure is passive. In this study, the TMD’s parameters are designed by three different strategies: parametric study, gradient method and genetic algorithm. Following, it’s analyzed the effect of blade’s consideration in system’s dynamic response. At last, two strategies are proposed for the semi-active device functioning: ON/OFF device and continuum variation. Both semi-active systems are analyzed numerically. It’s verified that both passive and semi-active systems are efficient in controlling the system’s dynamic response, whereas the semi-active is efficient in a wider frequency range.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by Priscilla Brito Oliveira (priscilla.b.oliveira@gmail.com) on 2009-11-03T01:12:04Z No. of bitstreams: 1 2006_Daniel Henrique Moreira Gomes.pdf: 4168760 bytes, checksum: 2f107e850b4aae16b1128065eb8ddf75 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-02-24T14:13:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Daniel Henrique Moreira Gomes.pdf: 4168760 bytes, checksum: 2f107e850b4aae16b1128065eb8ddf75 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-02-24T14:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Daniel Henrique Moreira Gomes.pdf: 4168760 bytes, checksum: 2f107e850b4aae16b1128065eb8ddf75 (MD5) Previous issue date: 2006-12 / O avanço das tecnologias construtivas e o uso de materiais de alta resistência têm possibilitado o projeto de estruturas cada vez mais leves e flexíveis, que conseqüentemente possuem menor rigidez e amortecimento. Dessa forma, essas estruturas são mais sensíveis a vibrações em baixas freqüências, que é o caso das passarelas de pedestres. Os carregamentos produzidos por movimentos humanos se caracterizam por funções periódicas de baixas freqüências, que podem provocar desconforto e até problemas de segurança. As cargas dinâmicas que geralmente atuam em passarelas de pedestres são ocasionadas pelos movimentos de caminhar ou de correr de pedestres. Essas cargas possuem componentes de freqüência abaixo de 5 Hz. Em muitos casos é difícil evitar-se que as freqüências mais baixas da passarela se encontrem nesse intervalo, pois isso exige aumento da rigidez da estrutura e conseqüentemente aumento de massa, o que pode ser inviável economicamente. A utilização de amortecedores na estrutura é uma alternativa para esses casos. No presente trabalho foi realizado um estudo numérico do comportamento dinâmico de uma passarela de pedestres localizada na cidade de Brasília quando submetida às ações humanas de caminhar e correr. A análise de vibrações forçadas para carregamentos típicos de uma estrutura como esta mostrou que a passarela apresenta vibrações excessivas e que os limites de serviço indicados na literatura não são verificados em várias situações analisadas. Confirmou-se então a necessidade da introdução de um sistema de controle estrutural na passarela. Este sistema foi projetado através de simulações numéricas com diferentes configurações de amortecedores de massa sintonizados múltiplos (AMSM), além da introdução de barras de travamento na estrutura. Os resultados obtidos foram considerados satisfatórios, já que houve redução na amplitude das vibrações da estrutura a níveis aceitáveis de acordo com os limites de serviço consultados na literatura. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Advanced constructive technologies and the use of high resistance materials made possible the design of slender and flexible structures, which present less strength and damping. These structures are more sensitive to vibrations in low frequencies, characteristic of footbridges. The loads produced by human movements, mathematically represented by periodic functions of low frequencies, can cause discomfort to users and safety problems in the structure. Walking and running movement of pedestrians cause dynamic loads generally acting in footbridges. These types of loads have frequency components below 5 Hz. In general it is difficult to prevent that the lowest footbridge frequencies get out of this interval, therefore the strength increase demands structure mass increase, which may be economically prohibitive. Structural control can be a solution to this problem. In this work a footbridge located in the city of Brasilia was studied through a numerical analysis of its dynamic behavior, when submitted to the human walking and running. The dynamic forced vibration analysis for typical human loads showed that the footbridge presents excessive vibrations and that the literature serviceability limits are not verified in many cases. The need of a control system in the footbridge was then confirmed. This system was designed through numerical simulations with different multiple tuned mass damper (MTMD) configurations, besides the introduction of iron bars to increase the structure strength. The obtained results have been considered satisfactory, with reduction in the vibration amplitude of the structure to the acceptable levels in accordance with the serviceability limits of literature.

Submitted by Lúcia Brandão (lucia.elaine@live.com) on 2015-12-14T17:15:41Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Guilherme Santos Silva.pdf: 2184631 bytes, checksum: 98bc9e6ccd68fcfcf8ec74c49558e41a (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-01-20T18:18:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Guilherme Santos Silva.pdf: 2184631 bytes, checksum: 98bc9e6ccd68fcfcf8ec74c49558e41a (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-01-20T18:19:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Guilherme Santos Silva.pdf: 2184631 bytes, checksum: 98bc9e6ccd68fcfcf8ec74c49558e41a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-20T18:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Guilherme Santos Silva.pdf: 2184631 bytes, checksum: 98bc9e6ccd68fcfcf8ec74c49558e41a (MD5) Previous issue date: 2014-04-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / We investigated the performance of a dynamic linear model where the trend damping parameter has a time course given by a normal probability distribution. The objective is to determine if the inclusion of a dynamic evolution of the damping parameter improves the predictive performance of the model compared to existing polynomial models, in particular additive trend model Damped Holt. To evaluate this new proposal, we developed a simulation study and application on data from international competition M3, analyzing the performance of the model. They were simulated order polynomial series with two different observational values ​​for variance and variance of the states of progress. The study results suggest that the proposed model can get a marginal predictive gain over existing polynomial models in much of the parameter space. With data from international competition M3, several series with different characteristics were analyzed. The predictive function K steps forward was evaluated after a period of adjustment of the model to the data. For the estimation of the parameters of existing models, we used the technique of multiprocess class I and to estimate the parameters of the new model was employed to minimize the measurement error SMAPE. The new model has all the evolution of the states in analytical way and any type of simulation is required for parameter estimation. The limitation for the new model emerges as the study parameter related to zero slope. In this case the model is considered inappropriate and further studies are needed to work around this problem. / Investigamos a performance de um modelo linear dinâmico onde o parâmetro de amortecimento da tendência possui uma evolução temporal dada por uma distribuição de probabilidade normal. O objetivo é determinar se a inclusão de uma dinâmica na evolução do parâmetro de amortecimento melhora a performance preditiva do modelo em relação aos modelos polinomiais existentes, em particular o modelo de tendência aditiva Damped Holt. Para avaliar esta nova proposta, foi desenvolvido um estudo de simulação e de aplicações em dados da competição internacional M3, analisando a performance do modelo. Foram simuladas séries polinomiais de ordem dois com diferentes valores para a variância observacional e variância de evolução dos estados. Os resultados do estudo sugerem que o novo modelo proposto consegue obter um ganho preditivo marginal em relação aos modelos polinomiais existentes em boa parte do espaço paramétrico. Com os dados da competição internacional M3, várias séries com diferentes características foram analisadas. A função preditiva K passos a frente foi avaliada após um período de ajuste do modelo aos dados. Para a estimação dos parâmetros dos modelos já existentes, foi empregada a técnica de multiprocesso classe I e para a estimação dos parâmetros do novo modelo foi empregada a minimização da medida de erro SMAPE. O novo modelo tem toda a evolução dos estados em forma analítica e nenhum tipo de simulação é necessária para a estimação dos parâmetros. A limitação para o novo modelo surge quanto o parâmetro de estudo referente a inclinação de zero. Neste caso o modelo é considerado inapropriado e novos estudos são necessários para contornar este problema.

Este trabalho apresenta um modelo matemático linear para um sistema hidráulico proposto para funcionar como um amortecedor para pequenas amplitudes de deslocamento, da ordem de décimos de milímetros. As dimensões para o sistema hidráulico foram adotadas e parâmetros foram determinados. Foram escolhidos dois conjuntos de parâmetros dimensionais e dois valores para o bulk modulus equivalente, o que permitiu fazer o estudo de quatro situações. A verificação das características dinâmicas do sistema foi efetuada utilizando o conceito de função descritiva. Um programa em Matlab/Simulink com um filtro de Fourier foi implementado para obtenção das curvas da resposta em freqüência. A eficiência deste programa computacional foi comprovada através de sua aplicação a sistemas cujas respostas em freqüência são conhecidas. As curvas das respostas em freqüência do sistema hidráulico e do amortecedor ideal foram comparadas. Considerando tolerância de \'+ OU -\' 1 grau para a fase e de \'+ OU -\' 1 db para magnitude, o sistema hidráulico simulado, com bulk modulus equivalente de 100000 psi teve comportamento similar ao amortecedor ideal na faixa de freqüência de 0,1 a 150 rad/seg. No caso do bulk modulus de 30000 psi, a faixa foi estendida, isto é, de 0,1 a 200 rad/seg. / This work presents a linear mathematical model for a proposed hydraulic system intended to work as a damper for small displacement, of the order of decimals of millimeters. The dimensions of the hydraulic system were adopted and parameters were determined. Two sets of the dimensions and two values for the equivalent bulk modulus were chosen and that allowed the study of four situations. The system dynamic properties were verified using the concept of describing function. A Matlab/Simulink program applying the concept of a Fourier filter was carried out in order to obtain the frequency response curves. The efficiency of this program was verified through its application in systems which frequency responses are known. The systems and the ideal damper frequency response curves were compared. Considering tolerance of \'+ OU -\' 1 degree for the phase and \'+ OU -\' 1 db for magnitude, the simulated hydraulic system with an equivalent bulk modulus of 100000 psi showed to be similar to an ideal damper, for the frequency range from 0.1 to 150 rad/sec. For the equivalent bulk modulus of 30000 psi, the frequency range was extended from 0.1 to 200 rad/sec.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-10T12:50:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoVibracoesEolicas.pdf: 3239444 bytes, checksum: 373f6051e1f209b0e5176fe28e1a0b38 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-23T01:19:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoVibracoesEolicas.pdf: 3239444 bytes, checksum: 373f6051e1f209b0e5176fe28e1a0b38 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-23T01:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoVibracoesEolicas.pdf: 3239444 bytes, checksum: 373f6051e1f209b0e5176fe28e1a0b38 (MD5) Previous issue date: 2008 / O crescente aumento da demanda de energia elétrica tem forçado o avanço tecnológico dos equipamentos responsáveis pelo transporte desta energia fazendo com que estes trabalhem sob tensões cada vez maiores, principalmente por razões econômicas. Mas este fato implica diretamente no incremento do diâmetro do condutor, o que acarreta elevação de seus custos, bem como das estruturas que devem suportá-lo. Para atender a esta necessidade sem aumentar o custo de projeto da linha de transmissão, surgiu a idéia de utilizar mais de um condutor por fase, montados paralelamente entre si a pequenas distâncias, o que é conseguido através da inserção de espaçadores montados a intervalos regulares ao longo dos vãos das linhas. Por outro lado, problemas mecânicos de ordem operacional das linhas podem ocorrer, como, por exemplo, a ruptura total ou parcial dos cabos e/ou espaçadores, proveniente de excitações dinâmicas devidas ao vento. Assim, este trabalho consiste no estudo do comportamento dinâmico de feixe de cabos de linhas aéreas de transmissão, através de um modelo de elementos finitos. O modelo reproduz o acoplamento dos cabos aos espaçadoresamortecedores da linha de transmissão e às estruturas de ancoragem, considerando o efeito de não-linearidade geométrica, decorrente dos grandes deslocamentos dos cabos, bem como a continuidade da linha, ou seja, os vãos adjacentes, que são representados por rigidez equivalente no modelo. O carregamento de vento é modelado através de um processo não deterministico a partir de suas propriedades estatísticas, tal que fica subdividido em duas partes: uma parte média, analisada de forma estática; e uma parte variável, analisada de forma dinâmica. Os resultados obtidos ao longo desse estudo mostram que a parcela variável do carregamento leva a uma resposta dinâmica do modelo que pode ser determinante no seu comportamento. Assim, o procedimento tradicional de assumir o carregamento do vento como uma excitação estática pode levar, em alguns casos a conseqüências desastrosas. / The increasing demand for electrical energy has stimulated the technological advance of the equipment associated to its transport, generating a situation in which one has to operate under ever increasing nominal voltages, mainly due to economical reasons. This fact has a direct implication on the diameter of the conductors, elevating their cost, as well as that of the supporting structures. In order to overcome this problem, without cost elevation of the electrical transmission line project, the idea is to use more than one conductor per phase, in a parallel assembly with small distances between cables, which can be achieved through the insertion of spacers at regular intervals between the supporting towers. However, operational mechanical problems may arise such as, for example, total or partial rupture of cables and/or spacers due to dynamical wind excitations. Thus, this work investigates the dynamical behavior of a bundle of cables of electrical transmission lines, using a finite element model, which reproduces the coupling between cables and the transmission lines’ spacers-dampers and the fixing structures, considering non-linear geometrical effects due to huge cable displacements, and line continuity, i.e., the adjacent vain, which is taken into account by the model as an equivalent stiffness. Wind load is modeled through a non-deterministic process, from its statistical properties, such that two parts are considered: an average load, statistically analyzed, and a variable load, analyzed as a transient. Results show that the variable load part conduces to a dynamic response of the model, which could represent a dominant behavior. Therefore, the traditional methodology of assuming wind load as a static excitation could lead, in some cases, to disastrous consequences.

Made available in DSpace on 2016-04-01T17:54:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-18. Added 1 bitstream(s) on 2016-04-01T18:00:22Z : No. of bitstreams: 1 000563860.pdf: 2622089 bytes, checksum: e07ff1d0d497a33adaec5ce6119b0e03 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta dissertação faz-se a análise da dinâmica não-linear de um sistema que possui preso a ele um motor de corrente contínua com potência limitada, onde são acoplados uma mola não linear e um amortecedor do tipo magneto-reológico (dispositivo que tem como fluído interno o fluído magneto-reológico). Com o objetivo de estudar e analisar a influência deste dispositivo na dinâmica do oscilador. Inicialmente apresenta-se uma breve descrição do tipo de problema estudado (sistemas não ideais) e uma revisão dos principais trabalhos que têm sido feitos tendo este dispositivo como foco de estudos. Apresentam-se os modelos utilizados para prever o comportamento destes dispositivos e também uma síntese de alguns modelos (mecânicos e matemáticos) mais elaborados e completos utilizados também para prever este comportamento. A partir daí é feita a apresentação do modelo que prevê o comportamento do amortecedor MR utilizado (modelo Bingham) e de uma suavização do mesmo, utilizada com o objetivo de melhorar o comportamento computacional do modelo inicial, junto a isso, apresenta-se a modelagem matemática do problema visando à obtenção das equações governantes do sistema. Faz-se então a análise do sistema durante a passagem pela ressonância (onde a freqüência de rotação do motor CC se aproxima numericamente e passa pela freqüência natural do sistema), analisando o efeito deste amortecedor durante esta passagem, analisa-se também a influência do dispositivo na evolução do Efeito Sommerfeld, um dos fenômenos intrínsecos desta classe de sistemas e também é feita uma analise do sistema em condições de movimento caótico também com o objetivo de prever o comportamento deste dispositivo, tudo isso é executado através da integração numérica das equações governantes do sistema. Para efeito de ilustração apresenta-se, também, uma pequena amostra do comportamento do sistema ideal paralelo ao estudado ... / In this dissertation it made the analysis of the nonlinear dynamics of a system that possess to fixed it a direct-current motor with limited power, where is connected a damper of the type Magnetorheological (device that has as fluid intern the fluid Magnetorheological), with the objective to study and to analyze the influence of this device in the dynamics of the oscillator. Initially one brief description of the type of studied problem is presented (nonideal systems) and a revision of the main works that have been made having this device as focus of studies. The used models are presented to predict the behavior of these devices and also a synthesis of some models (mechanics and mathematicians) more elaborated and complete also used to predict this behavior. To continue this work, we present the model that predict the behavior of used MR damper (the Bingham Model) and a smoothing of the same, used with the objective to improve the computational behavior of the initial model and the mathematical modeling of the problem, together this, we show mathematical modeling of this problem aiming at to the attainment of the governing equations of the system. The analysis of the system it is made then during the passage for the resonance (where the frequency of DC motor it approaches numerically and crosses the natural frequency of the system), analyzing the effect of this damper during this passage, the influence of the device in the evolution of Sommerfeld Effect is also analyzed, one of the intrinsic phenomena of this classroom of systems and also is made a analyzes of the system in conditions of chaotic motions also with the objective to predict the behavior of this device, everything this is executed through the numerical integration of the governing equations of the system. For illustration effect it is presented, also, a small sample of the behavior of the parallel ideal system to the studied one, also with the presence of shock absorber MR, in the..

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-08-10T11:35:30Z No. of bitstreams: 1 MarceloCostaTanaka_TESE.pdf: 3454444 bytes, checksum: edf6af9352bd8f01fdb4c2c515311b0d (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-08-10T16:14:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MarceloCostaTanaka_TESE.pdf: 3454444 bytes, checksum: edf6af9352bd8f01fdb4c2c515311b0d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-10T16:14:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarceloCostaTanaka_TESE.pdf: 3454444 bytes, checksum: edf6af9352bd8f01fdb4c2c515311b0d (MD5) Previous issue date: 2017-06-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Amortecedores que utilizam fluido magneto reol?gico s?o amplamente utilizados em aplica??es industriais, tais como no controle de vibra??es de m?quinas ferramentas e em constru??es sujeitas a abalos s?smicos, na ind?stria automobil?stica em suspens?es ativa ou semiativa, bem como sistemas de embreagens e freios, e na ?rea de biomec?nica em pr?teses inteligentes e interfaces h?pticas na qual simulam o sensoriamento t?til. Eles apresentam diversas caracter?sticas desej?veis como alta controlabilidade de for?a, baixo consumo energ?tico, estabilidade, ampla faixa operacional de temperatura, tempo de resposta r?pido e tamanho compacto. No entanto, o controle preciso desse dispositivo, devido ? sua inerente caracter?stica n?o linear, n?o pode ser facilmente obtido com os controladores lineares convencionais e at? mesmo por controladores mais robustos na aus?ncia de uma perfeita modelagem do seu comportamento din?mico. Hoje em dia, gra?as ao desenvolvimento da Teoria da Estabilidade, proposta pelo matem?tico russo Lyapunov, e com os avan?os da tecnologia computacional, as t?cnicas de controle n?o linear v?m sendo cada vez mais utilizadas. Quest?es ecol?gicas, social e econ?micas t?m levado a ind?stria automobil?stica a uma crescente demanda por metodologias e tecnologias eficientes no controle de vibra??es em suspens?es semiativas. Desta forma, este trabalho descreve o desenvolvimento de um controlador n?o linear, baseado no m?todo de controle por modos deslizantes com a inclus?o de uma estrat?gia de compensa??o utilizando a l?gica fuzzy, implementada matematicamente na din?mica do modelo de um sistema de amortecimento de um quarto de ve?culo, utilizando amortecedor magneto reol?gico. Resultados num?ricos s?o apresentados para demonstrar o desempenho do sistema de controle. / Magnetorheological (MR) dampers are widely used in industrial applications such as vibration control of machine tools and structures subject to seismic earthquakes; active or semi-active suspensions in the automotive industry, as well as clutch and brake systems; and in the biomechanics area with intelligent protheses and haptic interfaces wich simulate the tactile sensing. MR dampers feature several desirable features such as high power controllability, low power consumption, stability, wide operational temperature range, fast response time and compact size. However, the precise control of this device can not be easily obtained with conventional linear controllers even by more robust controllers in the absence of a perfect modeling of their dynamic behavior due to its inherent nonlinear characteristic. Nowadays, thanks to the development of stability theory, proposed by the Russian mathematician Lyapunov, and with advances in computational technology, nonlinear control techniques have been increasingly used. Ecological, social and economic issues have led the automotive industry to a growing demand for efficient methodologies and technologies in the control of vibrations in semiative suspensions. In this way, this work describes the development of a nonlinear controller based on the sliding mode control method with the inclusion of a fuzzy compensation scheme, mathematically implemented in the dynamics of the model of a one-quarter vehicle damping system using magnetoreological damper.