Submitted by Heitor Tenca Bolzan null (heitor.bolzan@gmail.com) on 2017-03-24T14:28:27Z No. of bitstreams: 1 Projeto de Pesquisa - Heitor Tenca Bolzan.pdf: 3447274 bytes, checksum: ac62156f6f94089d281a3dcde2dcbc96 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-03-24T17:56:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bolzan_ht_me_bauru.pdf: 3447274 bytes, checksum: ac62156f6f94089d281a3dcde2dcbc96 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T17:56:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bolzan_ht_me_bauru.pdf: 3447274 bytes, checksum: ac62156f6f94089d281a3dcde2dcbc96 (MD5) Previous issue date: 2017-02-01 / O projeto de pesquisa visou o melhor entendimento sobre a dinâmica de dois sistemas de um grau de liberdade: o primeiro é composto por uma estrutura de rigidez negativa, identificado no texto como NSS, o segundo é composto por uma estrutura de rigidez negativa amortecida, identificado no texto como DNSS. Neste trabalho os sistemas foram aplicados para absorver a vibração de um assento veicular buscando melhorar o conforto do condutor. Apresentou-se as equações usadas nas análises teóricas. Gerou-se resultados de análises estáticas, gráficos de força por deslocamento e energia potencial elástica por deslocamento, e de análises dinâmicas, curvas de resposta em frequência, plano de fase e histórico do deslocamento, para entender como os parâmetros influenciam nas respostas dos sistemas. Para as análises dinâmicas aplicou-se uma excitação de base do tipo senoidal e utilizou-se o método de Runge-Kutta de quarta e quinta ordem para a integração numérica das equações de movimento dos sistemas. Comparou-se as respostas, em regime permanente, dos sistemas com NSS e com DNSS com o sistema massa mola amortecedor, muito conhecido na literatura. Nas frequências naturais de cada sistema, chegou-se a reduzir o valor RMS do deslocamento da massa em 60,7 % com NSS e 70,5 % com DNSS quando comparados com o sistema massa mola amortecedor. / The research project aimed at the understanding of the dynamics of two single-degree-of-freedom systems: the first is made of a negative stiffness structure, NSS, the second is made of a damped negative stiffness, DNSS. In this work the systems were applied to absorb the vehicle seat vibration seeking to improve the driver's comfort. It was presented the equations used in the theoretical analysis. Results of static analysis, force by displacement and elastic potential energy by displacement, and of dynamics analysis, frequency response curves, phase portrait and displacement history, were generated to understand how the parameters influence the systems responses. For the dynamics analysis, a sinusoidal base excitation was applied and the fourth and fifth order Runge-Kutta method was used for the system motion equations numerical integration. The responses were compared, in stationary state, of the NSS and DNSS systems with the mass damping spring system, well known in the literature. In the natural frequencies of each system, it was possible to reduce the RMS value of the mass displacement by 60.7% with NSS and 70.5% with DNSS when compared to the mass damping spring system.

Orientador: Marcos Silveira / Resumo: O objetivo deste trabalho é explorar a atenuação da vibração de uma metaestrutura por meio da adição de absorvedores de forma periódica. Além disso é explorada a atenuação da vibração de uma metaestrutura quando um absorvedor com rigidez cúbica não linear é incluído sem aumentar a massa total. As metaestruturas, e especificamente as estruturas periódicas, apresentam características interessantes para atenuação da vibração que não são encontradas em estruturas clássicas. Estas características foram exploradas para aplicações automotivas e aeroespaciais, entre outras, pois estruturas com baixa massa são fundamentais para essas indústrias. Também é desejável manter baixos níveis de vibração em uma ampla faixa de frequência. Foi demonstrado que a adição de absorvedores de vibração em um arranjo periódico pode fornecer atenuação da vibração para entrada de choque sem aumentar a massa total de uma estrutura. Neste trabalho, a resposta dinâmica do sistema proposto é comparada a uma metaestrutura base sem absorvedores e uma metaestrutura com absorvedores lineares para entrada harmônica através da avaliação da norma H2 da resposta em frequência. Um procedimento de otimização é mostrado para encontrar a posição ideal e os coeficientes de rigidez do absorvedor não linear. A resposta dinâmica do sistema ideal é obtida numericamente e mostra que a adição de um absorvedor não linear pode melhorar a atenuação da vibração. / Abstract: The objective of this work is to explore the vibration attenuation of a metastructure by periodically adding absorbers, and the vibration attenuation of a metastructure is explored when a nonlinear cubic stiffness absorber is included without increasing the total mass. Metastructures, and specifically periodic structures, present interesting characteristics for vibration attenuation that are not found in classical structures. These characteristics have been explored for automotive and aerospace applications, among others, as structures with low mass are paramount for these industries, and keeping low vibration levels in wide frequency range is also desirable. It has been shown that the addition of vibration absorbers in a periodic arrangement can provide vibration attenuation for shock input without increasing the total mass of a structure. In this work, the dynamical response of the proposed system is compared to a base metastructure without absorbers and a metastructure with linear absorbers for harmonic input via the evaluation of the H2 norm of the frequency response. An optimisation procedure is shown to find the optimal position and stiffness coefficients of the nonlinear absorber. The dynamical response of the optimal system are obtained numerically, and shows that the addition of one nonlinear absorber can improve vibration attenuation. / Mestre