[pt] No comportamento de sistemas mecânicos a relação entre força aplicada e deslocamento resultante não obedece sempre a uma lei linear, de proporcionalidade constante. É bastante comum o fenômeno da histeresse mecânica, em que o deslocamento resultante depende da força aplicada e do sentido do deslocamento, ainda que não seja atingido o limite de escoamento, em nenhum ponto do sistema. Neste trabalho propomos um modelo baseado na associação paralela de elementos bi-elásticos, que apresentam histerese apresenta contornos diferentes da histerese bi-linear. É obtida então uma solução para a resposta de amplitude do sistema, em regime estacionário, quando excitado por um deslocamento harmônico. Os resultantes foram tabelados com o auxílio de um computador digital IBM. A verificação dos resultados foi feita por meio de feixes de molas, basicamente semelhantes aos usados na suspensão de veículos, excitados em uma mesa vibradora eletrodinâmica. As medições das respostas de deslocamento do sistema concordem razoavelmente com as previsões teóricas. / [en] The mechanical behavior of systems does not always represent a linear relationship applied force and displacement. Mechanical hysteresis generally occurs in such systems, even though yielding does not occur. In this work a model is proposed, based on a parallel arrangement of spring elements with have a bilinear hysteresis behavior. The statistical with has a non-bilinear hysteresis behavior. The steady state of the amplitude response of the system, wich is submitted to a harmonic displacement excitation, obtained by the useof a digital computer. Verification of these results were made by comparision with na experimental analysis of a leaf spring system, similar to those used in vehicle suspension. The experimental model was excited by a vibration table. Mechanical measurements in this real system confirmed with sufficient precision the predictions of the theorical model.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho de dissertação, é realizado um estudo teórico do modelo de Preisach apresentando alguns dos seus principais conceitos (dipolos magnéticos, triângulo de Preisach, vetor de história, etc...). Serão apresentados diferentes métodos de identificação do modelo, com destaque para o método de Everett, tema de estudo neste trabalho. Um programa numérico de caracterização dos materiais ferromagnéticos, baseado no modelo de Preisach será desenvolvido. Para a comprovação experimental dos resultados obtidos será utilizada a bancada experimental de caracterização desenvolvida no GRUCAD.

O trabalho pioneiro de Krim e Widom [Phys. Rev B 38, 12184 (1988)] revelou a origem da natureza viscosa do atrito em escala atômica gerando uma extensiva atividade teórica e experimental na área da tribologia. Em trabalho posterior, Struntz e Elmer [Phys. Rev. E 58, 1601(1998)] estudaram em detalhes o atrito não linear no modelo Frenkel-Kontorova e identificaram como origem do atrito a ressonância da velocidade de deslizamento com os modos internos de vibração da cadeia e a formação de kinks. Mais recentemente Fusco e Fasolino [Eur. Phys. J. B 31, 95(2003); Thin Solid Films 428, 34(2003)] observaram, através de simulação numérica, o mesmo fenômeno ressonante no atrito de um dímero deslizando sobre uma superfície com potencial periódico unidimensional. Gonçalves et al. [Phys. Rev B 72, 195418(2005)] estudaram mais profundamente esse modelo e descobriram o efeito de histerese no sistema. Nossa pesquisa busca ampliar o modelo unidimensional estudado nos trabalhos anteriores para um modelo bidimensional, aproximando-se assim de um modelo mais real. Para tanto, provamos primeiro a validade do modelo bidimensional, reproduzindo os resultados obtidos pelo modelo unidimensional e observando em seguida de que forma a inclusão de uma nova dimensão resulta numa dinâmica diferente frente ao modelo unidimensional. Avaliamos como a comensurabilidade afeta a dinâmica do dímero para diferentes configurações iniciais, e como resultado sempre constatamos que, para estados comensurados, o atrito é mais forte. A descoberta mais interessante foi que, ao reproduzir as curvas características obtidas pelo trabalho de Gonçalves et al., dando um giro inicial para o dímero, obtivemos mais um fenômeno ressonante, agora em relação a velocidade de rotação do dímero. Nossos resultados descrevem toda à dinâmica de um dímero deslizando sobre uma superfície bidimensional periódica e podem servir de base para elucidar os princípais fatores envolvidos na origem do atrito em objetos pequenos. / The pioneering work of Krim and Widom [Phys. Rev B 38, 12184 (1988)] unveiled the origin of the viscous nature of friction at the atomic scale generating extensive experimental and theoretical activity in the area of tribology. A posterior work by Struntz and Elmer [Phys. Rev. E 58, 1601 (1998)] aimed at the nonlinear friction of the Frenkel-Kontorova model and identified its origins in the resonance of the sliding velocity with the internal vibration modes of the chain and the formation of kinks. More recently, Fusco and Fasolino [Eur. Phys. J. B 31, 95 (2003); Thin Solid Films 428, 34( 2003)] have identified by numerical solutions the same resonance phenomenon in the friction of a dimer sliding over a unidimensional periodic substrate. Gonçalves et al. [Phys. Rev B 72, 195418(2005)] extended this model further and discovered the effects of hysteresis in the system. Our research aims at extending the unidimensional model studied in the works to a bidimensional model, approximating it thus to reality. We first proved the vality of the bidimensional model by reproducing the results of the unidimensional model, then observing how that the inclusion of a new dimension results in a new dynamic. We studied how commensurability affects the dynamics for different configurations, and as a result we verified that friction is always stronger at commensurated states. The most striking result was that, by reproducing the caracteristic curves made by Gonçalves et al. with an inicial rotation, we found one more resonance phenomenon, now conected to the rotation velocity of the dimer. Our results describe the whole dynamics of a dimer sliding on a periodic bidimensional substrate and may serve as a starting point to explain the main factors related to the origin of friction for small objects.

82f. / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-03-13T14:28:23Z No. of bitstreams: 1 Vilson%20Almeida%20Seg.pdf: 838951 bytes, checksum: b2ee7d5928a47ba79c4406552210a08b (MD5) / Approved for entry into archive by Vania Magalhaes(magal@ufba.br) on 2013-03-14T13:23:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Vilson%20Almeida%20Seg.pdf: 838951 bytes, checksum: b2ee7d5928a47ba79c4406552210a08b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-14T13:23:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilson%20Almeida%20Seg.pdf: 838951 bytes, checksum: b2ee7d5928a47ba79c4406552210a08b (MD5) Previous issue date: 2006 / Estudos sobre o problema do desemprego na Europa nas décadas de 80 e 90 permitiram evidenciar o que ficou conhecido na literatura como histerese. Este fenômeno propõe que choques exógenos aleatórios provocam desvios da taxa de desemprego de equilíbrio que podem ser permanentes ainda que os efeitos desses choques sejam removidos. Neste trabalho utiliza-se o procedimento paramétrico para estimar o parâmetro “d” dos modelos ARFIMA (p,d,q). Os resultados indicam que os valores estimados dos coeficientes do parâmetro de integração fracionário convergem, através do processo iterativo, para valores acima da unidade. Algebricamente, estes são os valores dos parâmetros que maximizam a função de verossimilhança estimada. Tais resultados indicam a não estacionariedade do processo gerador dos dados para a série em nível. Isto implica na permanência dos efeitos de inovações não esperadas sobre a série, nos permitindo evidenciar a presença de histerese na taxa de desemprego do Brasil sob a abordagem dos modelos ARFIMA. / Salvador

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:00:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341236.pdf: 2273875 bytes, checksum: c97286dbe83e999e79339271ca1cbdbf (MD5) Previous issue date: 2016 / Esta dissertação apresenta os principais aspectos referentes ao motor de histerese: sua evolução técnica através dos anos, as diferentes topologias estudadas e as principais perspectivas em cima dessa tecnologia. Focando principalmente no caso de um motor cilíndrico de fluxo circunferencial bifásico, são apresentadas as diferentes abordagens desenvolvidas acerca da modelagem por meio de circuitos equivalentes, além da confecção de uma rotina de cálculos que permita, utilizando informações geométricas de um motor, fazer uso dessas técnicas a fim de levantar suas curvas de funcionamento. Os resultados são então comparados com medições realizadas para um motor real ensaiado tendo como carga um freio eletromagnético. Os resultados apontam hipóteses formadoras deficientes para um dos métodos enquanto são mais apropriadas para o outro. Dessa forma, é possível avaliar adequadamente se as escolhas das proposições iniciais para o desenvolvimento de circuitos equivalentes são consistentes com as características peculiares dessa máquina.<br> / Abstract: This master's degree dissertation presents the main aspects regarding the hysteresis motor: its technical evolution over the years, the possible topologies and the main perspectives on this technology. Focusing particularly in the case of a two-phase circumferential flux cylindrical motor, different modeling approaches are developed by means of equivalent circuits, besides the producing of routine calculations so that, by means of motor geometrical information, these techniques can be used in order to acquire the machine performance curves. The results are then compared to measurements made for a real motor tested in an electromagnetic brake. The results indicate forming hypotheses disabled to one of methods whilst they are better for the other one. Thus, it is possible to properly assess whether the choices of the initial proposals for the development of equivalent circuits are consistent with the peculiar characteristics of this machine.

O trabalho pioneiro de Krim e Widom [Phys. Rev B 38, 12184 (1988)] revelou a origem da natureza viscosa do atrito em escala atômica gerando uma extensiva atividade teórica e experimental na área da tribologia. Em trabalho posterior, Struntz e Elmer [Phys. Rev. E 58, 1601(1998)] estudaram em detalhes o atrito não linear no modelo Frenkel-Kontorova e identificaram como origem do atrito a ressonância da velocidade de deslizamento com os modos internos de vibração da cadeia e a formação de kinks. Mais recentemente Fusco e Fasolino [Eur. Phys. J. B 31, 95(2003); Thin Solid Films 428, 34(2003)] observaram, através de simulação numérica, o mesmo fenômeno ressonante no atrito de um dímero deslizando sobre uma superfície com potencial periódico unidimensional. Gonçalves et al. [Phys. Rev B 72, 195418(2005)] estudaram mais profundamente esse modelo e descobriram o efeito de histerese no sistema. Nossa pesquisa busca ampliar o modelo unidimensional estudado nos trabalhos anteriores para um modelo bidimensional, aproximando-se assim de um modelo mais real. Para tanto, provamos primeiro a validade do modelo bidimensional, reproduzindo os resultados obtidos pelo modelo unidimensional e observando em seguida de que forma a inclusão de uma nova dimensão resulta numa dinâmica diferente frente ao modelo unidimensional. Avaliamos como a comensurabilidade afeta a dinâmica do dímero para diferentes configurações iniciais, e como resultado sempre constatamos que, para estados comensurados, o atrito é mais forte. A descoberta mais interessante foi que, ao reproduzir as curvas características obtidas pelo trabalho de Gonçalves et al., dando um giro inicial para o dímero, obtivemos mais um fenômeno ressonante, agora em relação a velocidade de rotação do dímero. Nossos resultados descrevem toda à dinâmica de um dímero deslizando sobre uma superfície bidimensional periódica e podem servir de base para elucidar os princípais fatores envolvidos na origem do atrito em objetos pequenos. / The pioneering work of Krim and Widom [Phys. Rev B 38, 12184 (1988)] unveiled the origin of the viscous nature of friction at the atomic scale generating extensive experimental and theoretical activity in the area of tribology. A posterior work by Struntz and Elmer [Phys. Rev. E 58, 1601 (1998)] aimed at the nonlinear friction of the Frenkel-Kontorova model and identified its origins in the resonance of the sliding velocity with the internal vibration modes of the chain and the formation of kinks. More recently, Fusco and Fasolino [Eur. Phys. J. B 31, 95 (2003); Thin Solid Films 428, 34( 2003)] have identified by numerical solutions the same resonance phenomenon in the friction of a dimer sliding over a unidimensional periodic substrate. Gonçalves et al. [Phys. Rev B 72, 195418(2005)] extended this model further and discovered the effects of hysteresis in the system. Our research aims at extending the unidimensional model studied in the works to a bidimensional model, approximating it thus to reality. We first proved the vality of the bidimensional model by reproducing the results of the unidimensional model, then observing how that the inclusion of a new dimension results in a new dynamic. We studied how commensurability affects the dynamics for different configurations, and as a result we verified that friction is always stronger at commensurated states. The most striking result was that, by reproducing the caracteristic curves made by Gonçalves et al. with an inicial rotation, we found one more resonance phenomenon, now conected to the rotation velocity of the dimer. Our results describe the whole dynamics of a dimer sliding on a periodic bidimensional substrate and may serve as a starting point to explain the main factors related to the origin of friction for small objects.

O trabalho pioneiro de Krim e Widom [Phys. Rev B 38, 12184 (1988)] revelou a origem da natureza viscosa do atrito em escala atômica gerando uma extensiva atividade teórica e experimental na área da tribologia. Em trabalho posterior, Struntz e Elmer [Phys. Rev. E 58, 1601(1998)] estudaram em detalhes o atrito não linear no modelo Frenkel-Kontorova e identificaram como origem do atrito a ressonância da velocidade de deslizamento com os modos internos de vibração da cadeia e a formação de kinks. Mais recentemente Fusco e Fasolino [Eur. Phys. J. B 31, 95(2003); Thin Solid Films 428, 34(2003)] observaram, através de simulação numérica, o mesmo fenômeno ressonante no atrito de um dímero deslizando sobre uma superfície com potencial periódico unidimensional. Gonçalves et al. [Phys. Rev B 72, 195418(2005)] estudaram mais profundamente esse modelo e descobriram o efeito de histerese no sistema. Nossa pesquisa busca ampliar o modelo unidimensional estudado nos trabalhos anteriores para um modelo bidimensional, aproximando-se assim de um modelo mais real. Para tanto, provamos primeiro a validade do modelo bidimensional, reproduzindo os resultados obtidos pelo modelo unidimensional e observando em seguida de que forma a inclusão de uma nova dimensão resulta numa dinâmica diferente frente ao modelo unidimensional. Avaliamos como a comensurabilidade afeta a dinâmica do dímero para diferentes configurações iniciais, e como resultado sempre constatamos que, para estados comensurados, o atrito é mais forte. A descoberta mais interessante foi que, ao reproduzir as curvas características obtidas pelo trabalho de Gonçalves et al., dando um giro inicial para o dímero, obtivemos mais um fenômeno ressonante, agora em relação a velocidade de rotação do dímero. Nossos resultados descrevem toda à dinâmica de um dímero deslizando sobre uma superfície bidimensional periódica e podem servir de base para elucidar os princípais fatores envolvidos na origem do atrito em objetos pequenos. / The pioneering work of Krim and Widom [Phys. Rev B 38, 12184 (1988)] unveiled the origin of the viscous nature of friction at the atomic scale generating extensive experimental and theoretical activity in the area of tribology. A posterior work by Struntz and Elmer [Phys. Rev. E 58, 1601 (1998)] aimed at the nonlinear friction of the Frenkel-Kontorova model and identified its origins in the resonance of the sliding velocity with the internal vibration modes of the chain and the formation of kinks. More recently, Fusco and Fasolino [Eur. Phys. J. B 31, 95 (2003); Thin Solid Films 428, 34( 2003)] have identified by numerical solutions the same resonance phenomenon in the friction of a dimer sliding over a unidimensional periodic substrate. Gonçalves et al. [Phys. Rev B 72, 195418(2005)] extended this model further and discovered the effects of hysteresis in the system. Our research aims at extending the unidimensional model studied in the works to a bidimensional model, approximating it thus to reality. We first proved the vality of the bidimensional model by reproducing the results of the unidimensional model, then observing how that the inclusion of a new dimension results in a new dynamic. We studied how commensurability affects the dynamics for different configurations, and as a result we verified that friction is always stronger at commensurated states. The most striking result was that, by reproducing the caracteristic curves made by Gonçalves et al. with an inicial rotation, we found one more resonance phenomenon, now conected to the rotation velocity of the dimer. Our results describe the whole dynamics of a dimer sliding on a periodic bidimensional substrate and may serve as a starting point to explain the main factors related to the origin of friction for small objects.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:18:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346014.pdf: 5422963 bytes, checksum: 54c61367bc7d13e1d2a459c461520250 (MD5) Previous issue date: 2017 / A modelagem do fenômeno de histerese, desenvolvida por Jiles-Atherton, tem sido amplamente utilizada na caracterização de materiais. Neste trabalho foram desenvolvidas três metodologias originais que podem ser utilizadas para determinar os parâmetros do modelo. Na primeira metodologia, as equações do modelo são manipuladas algebricamente para encontrar uma equação diferencial ordinária não linear, em função da indução magnética e do campo magnético, onde aparecem os cinco parâmetros. Transforma-se esta equação diferencial ordinária em uma equação algébrica, em função da indução magnética e do campo magnético. A equação algébrica encontrada é utilizada na construção de um sistema de cinco equações e cinco incógnitas. A solução de tal sistema é obtida utilizando o método de mínimos quadrados não linear. Desenvolve-se a segunda metodologia com o propósito de melhorar a primeira, no que tange ao laço contendo ruídos experimentais. Na segunda metodologia evita-se o cálculo aproximado da derivada, utilizando-se integrais, reduzindo a quantidade de pontos chaves experimentais utilizados no processo de caracterização. Para simplificar a modelagem matemática, a terceira metodologia evita o cálculo aproximado de derivada e o cálculo de integrais. Com a intenção de validar as três metodologias propostas, dados experimentais são comparados com dados calculados. As simulações mostram que todas elas podem obter um conjunto de parâmetros precisos, a partir de alguns pontos do laço experimental, com relativamente baixo esforço computacional. Para finalizar, um parâmetro é adicionado ao modelo de Jiles-Atherton, e seu impacto na modelagem do comportamento do material é analisado.<br> / Abstract : For hysteresis modeling the Jiles-Atherton approach has been broadly employed. In this work three original methodologies are being developed to obtain the model parameters. In the first methodology a non-linear ordinary differential equation in terms of the magnetic flux density and the magnetic field strength, where the five parameters appear, is found by manipulating model equations. This non-linear ordinary differential equation is transformed into an algebraic equation, as a function of magnetic flux density and magnetic field. This algebraic equation is used to build a system with five equations and five unknowns. The system solution is found by using nonlinear least squares method. In order to improve the first methodology regarding noisy hysteresis loop, a second methodology is developed. In the second methodology the calculation of the derivative is avoided by using integral, and the number of experimental points to be used was reduced. The third methodology is developed to simplify the mathematical modeling: the approximate calculation of the derivative, and calculation of the integrals are avoided. In order to validate the methodologies, experimental data are compared to calculated ones. Simulations demonstrate that the proposed methodologies obtain an accurate parameters set from few points of experimental hysteresis loop with relative low computation effort. Finally, a parameter is added to the Jiles-Atherton model and its impact on material behavior modeling is analyzed.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2369_DissertacaoMestradoTatianePolicarioChagas.pdf: 1122274 bytes, checksum: 4a2f106d9c3e815c741c0242ec49baa4 (MD5) Previous issue date: 2007-10-30 / Neste trabalho são discutidos métodos para diagnóstico, quantificação e compensação de histerese em válvulas de controle pneumáticas. A histerese é medida através de métodos off-line conhecidos e comparada ao método on-line, com resultados semelhantes. Os testes são feitos via simulação de modelos matemáticos conhecidos da literatura e com uma válvula real atuando sobre um processo. A histerese é medida e seu efeito é compensado na malha de controle, reduzindo assim a oscilação da variável do processo. O atrito estático é estimado pelo método off-line, sendo que no método on-line é estimado junto com a histerese. Os resultados em simulação e em testes reais demonstram que a estimação da histerese seguida da compensação permitem reduzir as oscilações da saída do processo, o valor do índice IAE e o número de reversões da válvula.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:08:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341917.pdf: 11904540 bytes, checksum: 8e0aee4d607f9a91d8e1f127eed2d4ab (MD5) Previous issue date: 2016 / O presente trabalho associa ao método de elementos finitos um modelo vetorial de histerese para a caracterização da não-linearidade de materiais ferromagnéticos. Tal modelo é diretamente associado às equações de campo, com formulação em potencial vetor magnético, por meio de um tensor de relutividade diferencial. A importância do modelo vetorial é justificada para a análise de transformadores e demais equipamentos sem entreferro, de motores de histerese e de dispositivos nas quais o fluxo remanente tem influência no comportamento do sistema, como por exemplo, no caso do motor de indução operando como gerador auto-excitado. Para uma modelagem completa do sistema composto pelo dispositivo eletromagnético e seus respectivos circuitos elétricos, considerou-se o acoplamento direto das equações de campo e circuitais. A presença de movimento mecânico também é contemplada. Dessa forma, contribui-se com um modelo matemático que se aproxima da real operação dos dispositivos, uma vez que considera simultaneamente: histerese magnética, circuitos elétricos externos e movimento mecânico.<br> / Abstract : This work associate to finite element method a vector hysteresis model for characterizing the nonlinearity of ferromagnetic materials. This model is directly associated to the field equations, with magnetic vector potential formulation, by means of a differential reluctivity tensor. The importance of the vector model is justified for the analysis of transformers and others equipments without air gap, hysteresis motors and devices in which the remnant flux has influence on the behavior of the system, for example, in the case of the induction motor operating as a self-excited generator. For a complete modeling of the system composed of the electromagnetic device and their electrical circuits, the direct coupling of field and electrical equations is considered. The mechanical movement is also taken into account. Thus, this work contributes to a mathematical model that approximates the actual operation of the devices, since it considers simultaneously: magnetic hysteresis, external electrical circuits and mechanical movement.