[pt] O intuito deste trabalho é aplicar metamateriais elásticos na mitigação de esforços impulsivos gerados por um disparo de um armamento. Os impactos ou forças impulsivas são caracterizados por forças de magnitudes muito altas aplicadas em um tempo extremamente pequeno, implicando em grandes acelerações e desacelerações. Tal comportamento é amplamente estudado na literatura nas esferas impactantes do Berço de Newton e este trabalho tem seu início por meio da análise do comportamento dessas esferas e dos modelos das forças de contato entre elas. Em seguida é analisado o Berço de Newton por meio do enfoque da propagação de ondas e uma comparação entre a modelagem numérica e analítica é comprovada. Os metamateriais elásticos, componentes com propriedades especiais, são apresentados e sua característica de bloquear propagações em determinadas faixas de frequência é verificada. Também é desenvolvida experimentalmente uma célula unitária e é feita a comprovação da capacidade de atenuação da propagação de determinada faixa de frequência. O sistema de recuo, local proposto para verificar a eficiência do emprego dos metamateriais, é modelado de forma simplificada, bem como dois novos modelos são propostos com o objetivo de se verificar qual é mais indicado para a aplicação dos metamateriais. Finalmente é feita a modelagem de uma possível aplicação, visando a construção de um dispositivo composto por metamateriais elásticos para ser empregado na mitigação de esforços impulsivos e a redução da força transmitida para o suporte que todo o conjunto está fixo é numericamente comprovada. / [en] The purpose of this work is to apply elastic metamaterials in the mitigation of impulsive efforts generated by a firing of an armament. Impacts or impulsive forces are characterized by very high magnitudes of forces applied in an extremely small period of time, implying large accelerations and decelerations. Such behavior is widely studied in the literature in the impacting spheres of Newton s Cradle and this work has its beginning through the analysis of the behavior of these spheres and its contact force models. Next, Newton s Cradle is analyzed through the wave propagation approach and a comparison between numerical and analytical modeling is proven. Elastic metamaterials, components with special properties, are presented and their feature to block propagation in certain frequency bands is verified. A unit cell is also experimentally developed and its capacity to attenuate the propagation of a particular frequency band is tested. The recoil system, where the efficiency of employing the metamaterials is proposed, is modeled in a simplified way, as well as two new models are proposed in order to verify which one is most suitable for the application of metamaterials. Finally, the modeling of a possible application is made, aiming the construction of a device composed of elastic metamaterials to be employed in the mitigation of impulsive efforts and the reduction of the force transmitted to the support that the whole set is fixed is numerically proven.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-03T13:42:33Z No. of bitstreams: 1 Carlos Frederico da Silveira Oliveira.pdf: 647755 bytes, checksum: c814522c9d1a6f5a819e2cce1088856f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-03T13:42:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Frederico da Silveira Oliveira.pdf: 647755 bytes, checksum: c814522c9d1a6f5a819e2cce1088856f (MD5) Previous issue date: 1969-12 / O principal problema abordado neste trabalho e o da determinação das frequências naturais de vibrações transversais de vigas de seção transversal variável segundo Leis polinomiais. São analisados os casos de variação linear e variação parabólica. São determinadas as frequências naturais utilizando-se o método aproximado de Ritz e Rayleigh. Rste mé todo é muito utilizado quando na determinação de autovalores (frequências) e fornece uma convergência extremamente rápida. O modo de tratar o problema, permite a determinação de qualquer frequência natural, mediante um programa automático, tendo em vista que o método foi aplicado considerando-se um número infinito de termos na série solução. / This work deals with the problem of the determination of the natural frequencies of transverse vibrations of beams of variable cross section, in particular beams with section heigh varying according to a polynbmial law. Ritz method is used for the determinátion of the natural frequencies, dueto its rapid convergence. The method of treatment of the problem, permits a determination of any of the natural frequencies using automatic programming because it does not limit the number of terms of the serie solution to be used.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-04T17:27:44Z No. of bitstreams: 1 122789.pdf: 1336038 bytes, checksum: 376f52e126adf90cae8f07a5aeed3d14 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-04T17:27:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 122789.pdf: 1336038 bytes, checksum: 376f52e126adf90cae8f07a5aeed3d14 (MD5) Previous issue date: 1969-12 / Apresenta um estudo experimental de viga-caixão, de vão único, em modelo reduzido. Um programa de computador elaborado para a solução de Estruturas Prismáticas Laminares, fornece resultados que são comparados com aqueles obtidos experimentalmente. Uma crítica é feita ao método experimental adotado. / A study of a simple-span box-girdes model is presented. Analytical results, obtained by means of a computer program, are compared with experimental results. The adopted experimental procedure is criticized.

[pt] Uma das tarefas mais importantes na indústria de exploração e produção de petróleo é a discriminação litológica. Uma das principais fontes de informação para subsidiar a discriminação e caracterização litológica é a perfilagem que é corrida no poço. Porém, na grande maioria dos trabalhos os perfis utilizados na discriminação litológica são apenas aqueles disponíveis no domínio dos poços. Para que modelos de discriminação litológica possam ser extrapolados para além do domínio dos poços, faz-se necessário a utilização de características que estejam presentes tanto nos poços como fora deles. As características mais utilizadas para realizar esta integração rocha-perfil-sísmica são os atributos elásticos. Dentre os atributos elásticos o que mais se destaca é a impedância. O objetivo desta dissertação foi a utilização da programação genética como modelo classificador de atributos elásticos para a discriminação litológica. A proposta se justifica pela característica da programação genética de seleção e construção automática dos atributos ou características utilizadas. Além disso, a programação genética permite a interpretação do classificador, uma vez que é possível customizar o formalismo de representação. Esta classificação foi empregada como parte integrante do fluxo de trabalho estatístico e de física de rochas, metodologia híbrida que integra os conceitos da física de rochas com técnicas de classificação. Os resultados alcançados demonstram que a programação genética atingiu taxas de acertos comparáveis e em alguns casos superiores a outros métodos tradicionais de classificação. Estes resultados foram melhorados com a utilização da técnica de substituição de fluídos de Gassmann da física de rochas. / [en] One of the most important tasks in the oil exploration and production industry is the lithological discrimination. A major source of information to support discrimination and lithological characterization is the logging raced into the well. However, in most studies the logs used in the lithological discrimination are only those available in the wells. For extrapolating the lithology discrimination models beyond the wells, it is necessary to use features that are present both inside and outside wells. One of the features used to conduct this rock-log-seismic integration are the elastic attributes. The impedance is the elastic attribute that most stands out. The objective of this work was the utilization of genetic programming as a classifier model of elastic attributes for lithological discrimination. The proposal is justified by the characteristic of genetic programming for automatic selection and construction of features. Furthermore, genetic programming allows the interpretation of the classifier once it is possible to customize the representation formalism. This classification was used as part of the statistical rock physics workflow, a hybrid methodology that integrates rock physics concepts with classification techniques. The results achieved demonstrate that genetic programming reached comparable hit rate and in some cases superior to other traditional methods of classification. These results have been improved with the use of Gassmann fluid substitution technique from rock physics.

[pt] Arcos abatidos são usados com frequência para vencer grandes vãos. Exemplos incluem pontes em arco e coberturas de grandes espaços como galpões industriais e estádios. Em muitos casos empregam-se arcos atirantados ou apoiados em estruturas flexíveis, fazendo com que os apoios se movam quando o arco é carregado. Isto aumenta a flexibilidade do sistema e a probabilidade de perda de estabilidade na presença de cargas estáticas e dinâmicas. Em muitos casos estas estruturas podem ser modeladas como arcos com apoios elásticos. No presente trabalho resolve-se o problema de estabilidade estática de forma analítica e através de uma aproximação usando o método de Ritz, servindo a solução analítica para aferir a precisão do modelo numérico. A seguir, com base neste estudo, desenvolve-se, usando o método de Ritz, a formulação para análise das vibrações não lineares do arco com apoios elásticos, assunto inédito na literatura. Os resultados mostram a grande influência dos apoios nas vibrações não lineares e na estabilidade do arco sob cargas estáticas e dinâmicas. / [en] Shallow arches are often used to overcome large spans, for example, arch bridges or steel roofs to cover large spaces such as industrial sheds and stadiums. In many cases the arches are tied or are supported by a flexibility structure, causing that supports to move when the arch has been loaded. This increases the flexibility of the system and the probability of loss of stability in the presence of static and dynamic loads. In many cases, these structures can be modeled as arches with elastic supports. In the present work the static stability has been solved analytically and through the Ritz method, serving the analytical solution to assess the accuracy of the numerical model. Then, based on this study, the analysis of nonlinear vibrations of shallow arches with elastic supports is developed, using the Ritz method, a subject not yet studied in the literature. The results show the noticeable influence of the supports on the nonlinear vibration and stability of shallow arches under static and dynamic loads.

[pt] Dentro do campo dos controladores passivos, um dos dispositivos usados pelas suas propriedades de amortecimento são os Apoios Elásticos, que constituem uma solução econômica e efetiva na supressão ou atenuação das vibrações em sistemas dinâmicos com problemas de ressonância ou instabilidade, freqüentemente pela falta de amortecimento suficiente. Este trabalho envolve o estudo de um rotor horizontal com apoios elásticos (silicone), adaptado a partir de um rotor existente, o estudo de diversos efeitos sobre a sua operação, a medição de seu movimento, a identificação dos parâmetros do problema, a medição e validação a partir de resultados simulados em um modelo numérico. Os fenômenos incluídos no estudo são o efeito giroscópio (rotor descentrado com respeito do vão), desbalanceamento do rotor e empenamento do eixo. Neste trabalho os parâmetros do sistema foram determinados usando técnicas de identificação, análise modal e otimização não linear devido à anisotropia do sistema. / [en] Viscoelastic Passive Controllers are an important field of technological research due to the development of new materials and design techniques. Damping properties allow an easy retrofit of existing machines with excessive vibration problems, developing Elastomeric Bearing Supports. They are an economic and effective solution in the suppression or attenuation of vibrations in dynamic systems suffering from instability or resonance problems, which often lack of sufficient damping. This work involves the study of an horizontal rotor with elastomeric bearing supports, adapted of another one, the study of several effects on his operation, the measurement of his motion, the identification of the problems parameters, the measurement and validation from the simulated results in a numeric model. Phenomena included in the study are the gyroscopic effect (rotor out of the middle), rotor unbalance and shaft bow. In this work the systems parameters were determined using identification, modal analysis and nonlinear optimization techniques due to the anisotropy of the system.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2017-12-11T13:33:19Z No. of bitstreams: 1 118556.pdf: 1528575 bytes, checksum: a573cc5fe5aa102722c195f309b9630f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-11T13:33:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 118556.pdf: 1528575 bytes, checksum: a573cc5fe5aa102722c195f309b9630f (MD5) Previous issue date: 1968-02 / Introdução ao estudo das vibrações transversais de placas de espessura uniforme, com carregamento radial, e visa fornecer elementos para a resolução do problema das vibrações transversais em discos girantes como, por exemplo, é o caso de rotores de turbinas. Inicialmente é instituída a equação diferencial que descreve o fenômeno, de forma geral, aplicável a placas de espessura uniforme, mas sem limitação quanto à forma ou tipo de carregamento. Para tanto, foi empregado o método da energia. Esta equação é obtida diretamente em coordenadas polares e é, a seguir, particularizada para os casos axi-simétricos. Resolve-se, depois, o problema da placa circular, sem furos, apoiada em sua periferia, e uniformemente comprimida ao longo da mesma. É possível, nestas condições, obter-se uma solução analítica. A equação que fornece os autovalores e constituída, porém, por coeficientes de funções de Bessel, de modo que a obtenção das frequências de vibração do sistema, e da carga de instabilidade, deve ser feita numericamente. O problema abordado em seguida, é o da placa circular engastada num eixo, e uniformemente comprimida ao longo da periferia, é obtida a equação diferencial, e um valor aproximado da primeira frequência de vibração do sistema, pelo método de Rayleigh-Ritz. O problema foi resolvido numericamente, num caso particular, empregando-se o computador digital IBM-1130, do Departamento de Cálculo Científico da Coordenação dos Programas Pós-Graduados de Engenharia da UFRJ, para relações de diâmetros entre o eixo e a placa iguais a 0,4 , 0,3 e 0,2, obtendo-se, em cada caso, os dois primeiros modos de vibração. No trabalho é descrita a técnica empregada para a determinação das frequências, é feita uma comparação entre os resultados obtidos. As frequências foram obtidas com auxílio da curva indicatriz, cuja obtenção é descrita no decorrer do trabalho. As frequências foram obtidas com auxílio da curva indicatriz, cuja obtenção é descrita no decorrer do trabalho, e que parece ser um instrumento mais expedito do que o método de Rayleigh-Ritz, no estudo de sistemas contínuos.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2017-12-13T12:08:49Z No. of bitstreams: 1 117985.pdf: 1929554 bytes, checksum: 164995815eb6bb36224243717f052d8e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-13T12:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 117985.pdf: 1929554 bytes, checksum: 164995815eb6bb36224243717f052d8e (MD5) Previous issue date: 1968-04 / Estudo de sistemas de um grau de liberdade com variação de massa linear com o tempo, considerando que ela se dê ou não na velocidade do movimento. Indicação para caso mais geral. Estudo de vibrações longitudinais de barras com massa uniformemente variável, linear com o tempo e com uma variação “step” ao longo de seu eixo dependente do tempo; solução proposta. Estudo analítico de uma viga com massa variada num certo trecho sem alteração da inércia. Indicação da solução numérica. Discussão das dificuldades encontradas.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2017-12-13T13:30:10Z No. of bitstreams: 1 118080.pdf: 2891116 bytes, checksum: 68b014581ef5ace624f01d6108f2ae4e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-13T13:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 118080.pdf: 2891116 bytes, checksum: 68b014581ef5ace624f01d6108f2ae4e (MD5) Previous issue date: 1968-03 / Determinação das frequências e dos modos naturais de vibração de barras com secção variável. A primeira parte, que é um estudo prolongado em barras de secção uniforme sob diferentes condições de contorno, tem por finalidade uma base de comparação dos resultados obtidos posteriormente. Na segunda parte são estudadas determinadas formas particulares de variação da secção para as quais é possível obter uma solução analítica de forma convencional. Poucos são estes casos que consideramos de interesse prático. Finalmente obtém-se uma solução para um caso geral uma vez que a função de secção da barra admite um desenvolvimento em série de Fourier. Este método de análise apresenta a grande vantagem de nos permitir o cálculo das frequências e dos modos naturais de vibração para as mais diversas condições cinética e potencial total. É possível constatar a rápida convergência do método além da grande precisão dos resultados obtidos no exemplo, principalmente quando analisamos o valor encontrado no caso limite da barra uniforme.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-11T13:52:10Z No. of bitstreams: 1 134618.pdf: 1078759 bytes, checksum: 26c4233d779bf2d3532da6574987eb33 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-11T13:52:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 134618.pdf: 1078759 bytes, checksum: 26c4233d779bf2d3532da6574987eb33 (MD5) Previous issue date: 1974-02 / CAPES / Analisa-se o movimento e estuda-se a estabilidade dinâmica de uma haste na presença de aceleração centrípeta e de Coriolis. Serão estudados os casos de uma haste rígida, e uma haste flexível, ambos simplificados para um modelo de apenas um grau de liberdade. As equações de movimento que podem ser estabelecidas pela mecânica newtoniana ou lagrangeana, resultam em equações diferenciais não lineares de segunda ordem. As regiões de estabilidade do movimento do sistema são determinadas aplicando o critério de Ljapunov; a análise do movimento pode ser feita no plano fase, pois existe a integral da equação de movimento. São apresentados alguns resultados numéricos relativos ao problema da determinação das curvas integrais, no caso da haste elástica. / The dynamic stability and the analysis of motion of a bar under the action of centripetal and Coriolis acceleration is investigated. A simplified one degree of freedom model is used for the cases of a rigid and a flexible bar. The equations of motion may be established by Lagrangian or Newtonian Mechanics and result in non-linear second order differential equations. The stability regions of the motion are determined by the criterium of Ljapunov; the analysis of motion is done in the phase plane where one can integrate the equation of the trajectory. Some numerical results are presented related to this integration in the case of the flexible bar.