Submitted by Maria Suzana Diniz (msuzanad@hotmail.com) on 2015-11-11T12:54:10Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3130568 bytes, checksum: 6027ca9752d1e2aa1c67e8101efa2e8f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-11T12:54:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3130568 bytes, checksum: 6027ca9752d1e2aa1c67e8101efa2e8f (MD5) Previous issue date: 2014-10-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Studies have shown that the presence of people generates changes in the dynamic behavior of structures due to the increase of mass and the ability of the human body to absorb energy, justifying the representation of the human body by mass-spring-damper models. In situations where the mass of people are significant in relation to the mass of the structure, as in the case of temporary stands, the effect becomes more pronounced. These structures have less stiffness in the lateral direction, justifying the purpose of the present study to investigate the effect in this direction that causes the presence of people in a temporary grandstand. For the development, a prototype grandstand with a capacity of approximately 100 people was assembled in the laboratory and modal tests were performed with the empty structure and also partially occupied by people. Models in finite element (FE) were developed using the software Ansys. Experimental data and FE model results with 5, 8 and 12 people seated were correlated to adjust a biodynamic model representing seated and standing spectators. The biodynamic model, conceived as a single degree of freedom (SDOF), was proposed in a survey undertaken, being adapted to the conditions of the people in the stands. Transient analysis using ANSYS were also performed to adjust the damping coefficient of biodynamic models. Once the biodynamic models were defined, investigations on the vibration properties of the structure when it was gradually occupied by these models were performed. The results show significant changes in natural frequencies of stucture when occupied by seated and standing people when compared with the natural frequencies of the empty stand. These situations demonstrate the importance of considering the effect of people in temporary grandstand and its representation through biodynamic models. / Estudos têm demonstrado que a presença de pessoas gera modificações no comportamento dinâmico das estruturas em virtude do acréscimo de massa e da capacidade que o corpo humano possui de absorver energia, justificando a representação do corpo humano por modelos tipo massa-mola-amortecedor. Nas situações em que a massa das pessoas é significativa em relação à massa da estrutura, como é o caso das arquibancadas temporárias, o efeito torna-se mais acentuado. Essas estruturas têm menor rigidez na direção lateral, justificando o objetivo da presente pesquisa de investigar para esta direção o efeito que a presença de pessoas provoca em uma arquibancada temporária. Para o desenvolvimento da pesquisa, um protótipo de arquibancada com capacidade aproximada para 100 pessoas foi montada em laboratório e testes modais foram realizados com a estrutura vazia e parcialmente ocupada por pessoas. Modelos em elementos finitos (EF) foram desenvolvidos no software Ansys. Dados experimentais e resultados do modelo em EF da arquibancada com 5, 8 e 12 pessoas sentadas e em pé foram correlacionados para ajustar um modelo biodinâmico representando espectadores sentados e m pé. Um modelo biodinâmico de um grau de liberdade (1GDL) foi proposto em pesquisa já realizada, sendo adaptado para as condições das pessoas na arquibancada. Análises transientes utilizando o Ansys também foram realizadas para ajustar o coeficiente de amortecimento dos modelos biodinâmicos. Definidos os modelos biodinâmicos, investigações sobre as propriedades de vibração da estrutura quando foi gradualmente ocupada por estes modelos, foram realizadas. Os resultados demonstram mudanças significativas nas frequências naturais da estrutura quando ocupada por pessoas sentadas e em pé, quando comparadas com as frequências naturais da arquibancada vazia. Estas situações demonstram a importância de se considerar o efeito da presença de pessoas sentadas e em pé em arquibancadas temporárias e sua representação através de modelos biodinâmicos.

Submitted by FELIPE APARECIDO ALEXANDRE null (felipeapalexandre@hotmail.com) on 2018-02-16T11:26:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Felipe_Qualificação (11) _Final.pdf: 5928771 bytes, checksum: 0ce0605e4ba1d5f813dc040262d8115f (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br) on 2018-02-16T18:33:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alexandre_fa_me_bauru.pdf: 5928771 bytes, checksum: 0ce0605e4ba1d5f813dc040262d8115f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-16T18:33:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alexandre_fa_me_bauru.pdf: 5928771 bytes, checksum: 0ce0605e4ba1d5f813dc040262d8115f (MD5) Previous issue date: 2018-01-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os processos de usinagem são de extrema importância para a fabricação de peças mecânicas, muitas das quais exigem alta precisão dimensional e geométrica. A retificação, dentro dos pro-cessos de usinagem, é um processo de acabamento amplamente utilizado na indústria sendo uma das últimas fases na cadeia de usinagem. Devido à sua posição na cadeia de usinagem, é essencial que o processo de retificação seja controlado, visando a detecção e até mesmo a pre-venção de falhas, pois a peça neste estágio possui alto valor agregado. O fenômeno de queima é uma das piores falhas que pode ocorrer na retificação de aços. Desta forma, um sistema de monitoramento capaz de identificar a ocorrência deste fenômeno, além de detectar o momento do início do mesmo, é de grande importância. Nesse contexto, esse trabalho propõe um método para detecção do fenômeno de queima e o momento de sua ocorrência no processo de retifica-ção de aços ABNT 1045 e VC131 com rebolo de óxido de alumínio. Para tal, um acelerômetro foi fixado no suporte das peças e um sensor de potência foi instalado no sistema. Ambos sinais foram amostrados por um osciloscópio a uma taxa de 2 MHz. Técnicas de processamento digital de sinais, tais como a transformada rápida de Fourier (Fast Fourier Transform - FFT), trans-formada de Fourier de tempo-curto (Short Time Fourier Transform -STFT), densidade espectral de potência – (Power Density Spectral - PSD) e índices de danos (RMSD e CCDM) foram aplicadas. Para melhor fundamentar o estudo, testes de dureza, inspeção visual e metalografia foram executados. Os resultados mostram que o método é confiável no que tange a identificação do fenômeno de queima, ou seja, se houve ou não queima na superfície da peça. Em relação a identificação do momento que se inicia a queima na superfície da peça, o método apresenta melhores resultados para o aço ABNT 1045. Assim, estudos complementares devem ser efetu-ados em trabalhos futuros para que o método possa ser estendido para outros materiais com maior acurácia. / The machining processes are of extreme importance for the manufacture of mechanical parts, many of which require high dimensional and geometric precision. Grinding, within the machin-ing processes, is a finishing process widely used in the industry and it is generally the last stage of manufacture chain. Thus, it is essential to control the grinding process, aiming at the detec-tion and even the prevention of failures, since the part in this stage has high added value. The grinding burn is one of the worst failures that can occur in the grinding of steels. In this way, a monitoring system capable of identifying the occurrence of the workpiece burn in addition to detect the onset moment is of great importance. This work proposes a method to detect the workpiece burn and the moment at which it has occurred in grinding of steels SAE 1045 and VC131 with aluminum oxide grinding wheel. An accelerometer was attached to the parts holder and a power sensor was installed in the system. Both signals were acquired by an oscilloscope at a rate of 2 MHz. Digital signal processing techniques such as Fast Fourier Transform (FFT), Short Time Fourier Transform (STFT), Power Density Spectral (PSD) and damage indices (RMSD – root mean square deviation and CCDM – correlation coefficient deviation metric) were applied. To better support the study, hardness tests, visual inspection and metallography were performed. The results show that the method is reliable to identify the burning phenome-non, that is, whether there was grinding burn on the workpiece surface. Regarding the identifi-cation of the grinding burn onset, the method presented better results for the ABNT 1045 steel. Thus, complementary studies should be carried out in future works so that the method can be extended to other materials with greater accuracy.

Submitted by RODRIGO BORGES SANTOS null (rbsantos10@hotmail.com) on 2018-03-21T18:00:25Z No. of bitstreams: 1 TeseDR_Rodrigo - FinalABNT_.pdf: 6767187 bytes, checksum: d2b448466fef19bb7263d3902afe9b0a (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-03-21T18:19:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_rb_dr_ilha.pdf: 6767187 bytes, checksum: d2b448466fef19bb7263d3902afe9b0a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-21T18:19:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_rb_dr_ilha.pdf: 6767187 bytes, checksum: d2b448466fef19bb7263d3902afe9b0a (MD5) Previous issue date: 2018-03-06 / A redução de vibração estrutural tem sido um importante tópico para muitas aplicações de engenharia. Nos projetos tradicionais, diferentes técnicas de controle passivo envolvendo mate- riais visco-elásticos e absorvedores dinâmicos e, mais recentemente, metodologias de controle ativo incluindo atuadores e sensores têm sido empregado com sucesso. Diferentes pesquisas tem demostrado que redução de vibração pode ser obtida usando o conceito de periodicidade. As estruturas periódicas envolvem elementos idênticos ou partes conectadas repetidamente. O projeto de estruturas periódicas pode ser empregado para conseguir bandas de frequências em que não há propagação de ondas elásticas, denominadas de "stop bands", introduzindo um efeito similar ao de um filtro. Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma abordagem alterna- tiva para o projeto de barras periódicas. Esta alternativa envolve a modelagem de uma barra periódica do tipo híbrida infinita na qual uma estrutura periódica finita é conectada entre duas barras semi-infinitas. Para isto, é utilizada uma metodologia que relaciona vetor de estados e amplitude de ondas. A principal proposta deste trabalho é desenvolver uma relação entre as amplitudes de ondas longitudinais transmitidas e incidentes em termos das propriedades físi- cas e geométricas de uma genérica estrutura periódica para simplificar o processo do projeto. Usando esta formulação mostra-se que uma barra periódica pode ser projetada para satisfazer os requisitos de uma supressão de vibração. Um problema hipotético é proposto e resultados numéricos e experimentais mostram os "stop bands" obtidos para resolver o problema. Isto mostra que esta abordagem é uma importante ferramenta para o projeto deste tipo de estruturas. / The reduction of structural vibration has been an important topic for many engineering applica- tions. In traditional projects different passive control techniques involving viscoelastic materials and dynamic absorbers and, more recently, active control methodologies including actuators and sensors have been successfully employed. Different researches have demonstrated that vibra- tion reduction can be obtained using the concept of periodicity. The periodic structures involve identical elements or parts connected repeatedly. The design of periodic structures can be em- ployed to get frequency band without elastic waves propagation, i.e., stop bands, introducing an effect similar to the filter. In this context, the present work introduces an alternative approach for designing periodic rods. This alternative involves the modeling of an infinite hybrid type periodic rod in which a finite periodic structure is connected between two semi-infinite rods. It is used a methodology that relates state vector and wave amplitudes. The main proposal of this work is to develop a relation between the transmitted and incident longitudinal waves amplitudes in terms of physical and geometrical properties of a generic candidate structure to simplify the process of designing. Based on this approach is shown that a periodic rod can be designed to satisfy requirements of a vibration suppression. A hypothetical problem is proposed and numerical and experimental results show the stop bands obtained to solve the problem. It shows that this approach is an important tool for designing this type of structures.

Made available in DSpace on 2016-12-06T17:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thessaly.pdf: 2082772 bytes, checksum: 7efd72e2946d701313f5004c51c0ccd2 (MD5) Previous issue date: 2010-03-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present research had as general objective to analyze the comportment about the impact during the gait of unilateral limb inferior amputees, prosthesis users, with transfemoral and transtibial level of amputation. Also was objective of this study to analyze, during the gait cycle, the vibration imposed on the full member and on the member with prosthesis. It was selected 15 people of both genera being five transtibial amputees and ten transfemoral amputees. Collections began after the signing of consent, following for completing the personal interview to acquire information as the time of amputation, time fitting, adaptation, among other things. After, there were anthropometric measurements (weight and height) and following the assessment of gait. For the evaluation of vibrations that reach the locomotor system was used accelerometry system containing two uniaxial accelerometers (Brüel Kj&#1237;r model 4507®) and a software of data acquisition G-power 0.5.3 version which allowed an acquisition frequency of 1000 Hz. Accelerometers were set one on each leg tibial/prosthesis. 10 acquisitions were performed with the subjects walking on a catwalk usual speed of 9 meters. It was analyzed the peaks of acceleration and Average RMS each week. The statistical treatment consisted initially of exploratory data analysis and after applied analysis of variance (ANOVA) for variables PA and RMS among the categories: full member, limb, and amputation levels. The confidence level adopted for all comparisons was 95%. The results showed significant differences between the Full Member and the Limb on both levels, what represents the asymmetry on amputees gait (p = 0,01). Were also found statistically significant differences between Limb of Transtibial amputees (1.93 g) and Transfemoral (1,42 g) on the variable Peak of Acceleration (p = 0,01) and to the average RMS this difference is presented for the Full Member and Limb (p = 0,01). We also checked the correlations between the Peak of Accelerations x Speed and RMS x Speed and both presented weak correlation (R² < 0,3). It was possible to conclude that the gait of the assessed subjects presented itself asymmetrical and the gait training during the rehabilitation must focus on the adjustment of this asymmetry in order to avoid overload on the lower limbs. / O presente estudo teve como objetivo geral analisar o comportamento do impacto durante a marcha de sujeitos amputados unilaterais de membro inferior, usuários de próteses, com níveis de amputação transfemoral e transtibial. Também foi objetivo do estudo analisar durante o ciclo da marcha a vibração imposta ao membro íntegro e ao membro com prótese. Foram selecionados 15 sujeitos de ambos os gêneros sendo cinco amputados transtibiais e dez amputados transfemorais. As coletas iniciaram após a assinatura do termo de consentimento, seguindo para o preenchimento da Entrevista Pessoal Estruturada para a aquisição de informações como o tempo de amputação, tempo protetização, adaptação, entre outros aspectos. Após, foram realizadas as mensurações antropométricas (massa e estatura) e na sequência a avaliação da marcha. Para a avaliação das vibrações que chegam ao aparelho locomotor foi utilizado um sistema de acelerometria contendo dois acelerômetros uniaxiais (Brüel Kj&#1237;r modelo 4507®) e um software de aquisição de dados G-power versão 0.5.3 que possibilitou uma frequência de aquisição 1000 Hz. Os acelerômetros foram fixados um em cada membro inferior tíbia/prótese. Foram realizadas 10 aquisições com os sujeitos caminhando em velocidade habitual numa passarela de 9 metros. Foram analisados os Picos de Aceleração e a Média RMS de cada passada. O tratamento estatístico consistiu inicialmente de análise exploratória dos dados e após aplicadas análises de variância (ANOVA) para as variáveis PA e RMS entre as categorias: membro íntegro (MI), membro amputado (MA) e níveis de amputação. O nível de confiança adotado para todas as comparações foi 95%. Os resultados apresentaram diferenças significantes entre o MI e MA nos dois níveis de amputação o que representa a assimetria na marcha dos amputados (p = 0,01). Também foram encontradas diferenças estatísticas significantes entre MA dos amputados transtibiais (1,93 g) e transfemorais (1,42 g) na variável Pico de Aceleração (p = 0,01) e para a Média RMS esta diferença apresentou-se para o MI e MA (p = 0,01). Também foram verificadas as correlações existentes entre o Pico de Aceleração X Velocidade e RMS X Velocidade e ambas apresentaram fraca correlação (R² < 0,3). Foi possível concluir que a marcha dos sujeitos avaliados apresentava-se assimétrica e o treinamento da marcha durante a reabilitação deve enfocar na correção desta assimetria para evitar sobrecargas nos membros inferiores.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2780411 bytes, checksum: 0329fcdeb165d275516bd7d7ab9092b9 (MD5) Previous issue date: 2011-10-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / One of the standard procedures for analyzing the dynamic behavior of a footbridge is to build a virtual model and do simulations considering the mechanics involved. Until recently, in terms of forces applied on structures by pedestrians, only the forces applied by the feet of the pedestrians while they walk were considered. For single individuals crossings a footbridge, the force model is a good representation of the dynamic action of the pedestrian, but in cases of crossings of groups and crowds there were differences between the response obtained from the responses of force model and measured responses on actual structures. Some studies have found evidence that groups of people change the system by adding mass and damping. To fill this gap between the force model and experimental response, the e pedestrian was modeled not only through the forces applied on the structure when walking, but also adding to this force a S1GL to take into account the contributions of mass and damping of the human body structure. This dynamic system that represents each individual is called biodynamic model and the crowd of pedestrians were formed by a group of these systems. The parameters of this model were determined through a process of minimization of equations obtained from the generic response of a S1GL, taking as input the forces applied by foot to the floor, the body mass of the individual, the step rate and the acceleration measured near the individual center of gravity while walking. This process led to correlation expressions where it was possible to obtain the parameters of S1GL from body mass and step rates for a given individual. In sequence, these models were coupled to the model of a footbridge in an amount corresponding to the occupancy rate, so as to compare the responses of the model with actual experimental measurements on the footbridge. It was observed that the responses of a footbridge model with the inclusion of biodynamic models showed a very close agreement to the corresponding response measured on the actual structure, confirming the initial premise. / Um dos procedimentos padrão para se analisar o comportamento dinâmico de uma passarela de pedestres consiste em construir um modelo virtual e fazer simulações considerando a mecânica envolvida. Até há pouco tempo, em termos de forças aplicadas pelos pedestres à estrutura, considerava-se apenas as forças que os pés destes aplicavam diretamente na estrutura no ato da pisada. Para travessias de indivíduos o modelo de força representa bem a ação dinâmica do pedestre, porém em casos de travessias de grupos e multidões vêm se observando discrepâncias entre a resposta obtida do modelo de força e as respostas medidas na estrutura real. Alguns estudos mostraram evidências de que grupos de pessoas modificam o sistema pela adição de massa e amortecimento. Para preencher esta lacuna entre o modelo e a resposta experimental, modelou-se o pedestre não apenas através das forças que os pés destes aplicam na estrutura ao caminhar, mas adicionalmente a esta força um sistema de 1 grau de liberdade (S1GL) para levar em consideração as contribuições de massa e amortecimento do corpo humano à estrutura. Os parâmetros deste modelo foram determinados através de um processo de minimização de equações obtidas da resposta genérica do S1GL, tendo como entrada as forças aplicadas pelos pés ao piso, a massa corpórea do indivíduo, a taxa de passos e aceleração medida próximo ao centro de gravidade de uma pessoa caminhando. Este processo gerou expressões de correlação onde é possível obter os parâmetros do S1GL a partir da massa corpórea e taxa de passos de um determinado indivíduo. Em seqüência, estes modelos biodinâmicos foram acoplados em um modelo de passarela de pedestres em quantidade correspondente à taxa de ocupação, comparando-se as respostas do modelo com as medições experimentais na passarela real. Foi observado que as respostas do modelo de passarela com a inclusão dos biodinâmicos apresentaram uma resposta bastante próxima à resposta correspondente medida na estrutura real, confirmando a premissa inicial.

Fadiga é uma causa comum de falhas em componentes mecânicos e estruturas metálicas, quando sujeitos a carregamentos dinâmicos, causadas pelo surgimento e propagação de uma trinca de fadiga, sendo a chamada lei de Paris o principal modelo dessa propagação. Esse trabalho teve o objetivo de gerar e avaliar o processo de fadiga para o aço SAE 4140 em diferentes microestruturas, obtidas por meio da realização de tratamento térmico. As cargas dinâmicas, necessárias para a geração da fadiga nos materiais, foram obtidas mediante a utilização da vibração forçada, servindo também como controle do comprimento de trinca por meio da frequência natural, calculada previamente pelo método de elementos finitos (MEF) e verificada experimentalmente para diferentes comprimentos de trinca. Foram realizados 3 tratamentos térmicos distintos, assim como utilizados diferentes níveis de carga, para avaliação do número de ciclos e a taxa de crescimento da trinca de fadiga. Os ensaios foram feitos em corpos de prova normalizados, temperados e revenidos a 600°C e temperados e revenidos a 500°C. Com a utilização da vibração foi possível exercer dois métodos diferentes de aplicação de carga: por deslocamento e força constantes. Com carregamento por deslocamento constante foram obtidos melhores resultados quando comparado com a outra abordagem, pois na medida em que ocorreu a progressão da trinca, as tensões evoluíram com uma menor intensidade. O material temperado e revenido a 500°C teve durabilidade superior, em comparação com os demais tratamentos, independente do método de carregamento. Nos ensaios com deslocamento constante foi possível realizar o cálculo dos parâmetros m e C do modelo de Paris, obtendo-se o valor de 4,44 e 1,51 x 10-13 ( mm⁄ciclos (MPa√m) m) para m e C, respectivamente, na amostra normalizada. No material temperado e revenido a 600°C os valores foram 2,61 e 2,20 x 10-10 ( mm⁄ciclos (MPa√m) m), enquanto que na amostra temperada e revenida a 500°C foi obtido 2,50 e 2,10 x 10-10 ( mm⁄ciclos (MPa√m) m). / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-10-26T16:24:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Michael Fernando Camilo.pdf: 7969407 bytes, checksum: ed6141b41c6a81cb823e8cf5cb10c31e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T16:24:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Michael Fernando Camilo.pdf: 7969407 bytes, checksum: ed6141b41c6a81cb823e8cf5cb10c31e (MD5) / Fatigue is a common cause of failures in mechanical components and metal structures when subjected to dynamic loads, caused by the growth of a crack, with the so-called Paris’ law the main model for crack propagation. This work aimed to generate and evaluate the process of fatigue for the AISI 4140 steel in different microstructures, obtained by distinct heat treatments. Dynamic loads, necessary for the generation of fatigue in the material, were obtained by forced vibration, also serving as the crack length control through natural resonance frequency, previously calculated in finite elements (FEM) with experimental verification for different crack lengths. Three different heat treatments were performed, as well as different levels of loadings, to evaluate the number of cycles and the fatigue crack growth rate. Experiments were done with samples in normalized condition, quenched and tempered at 600°C and quenched and tempered at 500°C. With the use of vibration it was possible to apply two different methods of loading: constant displacement and constant force. With the displacement loading was obtained better results when compared to the other approach, since the propagation of the crack occurs, the stresses developed at a lower intensity. The quenched and tempered at 500°C sample had superior durability in comparison with the other heat treatments, regardless of the loading method. With the constant strain loading it was possible to evaluate the Paris’ law constants, m and C. For the normalized sample, the values were 4,44 e 1,51 x 10-13 (mm⁄cycles (MPa√m) m) for m and C, respectively. With the quenched and tempered at 600°C material it were obtained 2,61 e 2,20 x 10-10 ( mm⁄cycles (MPa√m) m), whereas for quenched and tempered at 500°C the results were 2,50 e 2,10 x 10-10 ( mm⁄cycles (MPa√m) m).

Submitted by DANIEL CELSO DALTIN null (danieldaltin@gmail.com) on 2017-06-07T13:22:34Z No. of bitstreams: 1 DissertMestradoDaltin2017.pdf: 2523756 bytes, checksum: 17fa1282844e841155dffaaecaca7f4d (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-07T13:36:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 daltin_dc_me_bauru.pdf: 2523756 bytes, checksum: 17fa1282844e841155dffaaecaca7f4d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T13:36:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 daltin_dc_me_bauru.pdf: 2523756 bytes, checksum: 17fa1282844e841155dffaaecaca7f4d (MD5) Previous issue date: 2017-05-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O estudo de técnicas de controle de vibração tem grande importância em diversas áreas da Engenharia, tais como Aeroespacial, Automobilística, Mecânica, Robótica, etc. Um dos principais problemas observados nesses sistemas referem-se as oscilações mecânicas oriundas dos movimentos, ocasionando as vibrações nas estruturas flexíveis. Os sistemas de controle de veículos espaciais, satélites artificiais, manipuladores robóticos, guindastes rotativos, vigas engastadas, entre outros, mesmo se considerados rígidos, apresentam comportamento não-linear. Analisar essas situações expostas visa, dentro das diversas áreas, proporcionar maior margem de segurança e estabilidade do equipamento, da carga e dos usuários. Diante desse contexto, este trabalho tem como objetivo desenvolver modelos matemáticos para sistemas rotacionais em estruturas flexíveis e aplicar um Observador de Estados para estimar as variáveis de estado, que permite diminuir a quantidade de sensores, e projetar controladores para atenuar vibrações, com base na resposta experimental, na avaliação, verificação e validação do modelo desenvolvido para controlar vibrações em estruturas flexíveis. A metodologia utilizada baseia-se em desenvolver modelos matemáticos do sistema de controle de vibração para o sistema Rotary Flexible Link da Quanser, que consiste de uma haste metálica flexível acoplada a um servomecanismo que permite o movimento rotacional no plano horizontal. Para a obtenção das equações de movimento, considerou-se o método de Euler-Lagrange. Os resultados foram o desenvolvimento e validação experimental dos modelos matemáticos para controlar a vibração da viga flexível, e com a utilização do Observador de Estados permitiu demonstrar uma ótima estimativa das variáveis de estado, além de eliminar a utilização do tacômetro e do strain gage. / The study of vibration control techniques has great importance in several areas of Engineering, such as Aerospace, Automotive, Mechanics, Robotics, etc. One of the main problems observed in these systems refers to the mechanical oscillations originating from the movements, causing the vibrations in the flexible structures. Space vehicle control systems, artificial satellites, robotic manipulators, rotary cranes, clamped beams, among others, even if considered rigid, exhibit non-linear behavior. Analyzing these exposed situations aims, within the several areas, to provide greater margin of safety and stability of the equipment, the load and the users. Given this context, this work aims to develop mathematical models for rotational systems in flexible structures and to apply a State Observer to estimate the state variables, which allows to reduce the number of sensors, and design controllers to attenuate vibrations, based on the response Experimental, in the evaluation, verification and validation of the model developed to control vibrations in flexible structures. The methodology used is based on developing mathematical models of the vibration control system for the Rotary Flexible Link system of Quanser, which consists of a flexible metal beam coupled to a servomechanism that allows rotational movement in the horizontal plane. In order to obtain the equations of motion, the Euler-Lagrange method was considered. The results were the development and experimental validation of the mathematical models to control the vibration of the flexible beam, and with the use of the State Observer, it was possible to demonstrate a good estimation of the state variables, besides eliminating the use of the tachometer and the strain gage.

Orientador: José Geraldo Trani Brandão / Banca: Mauro Hugo Mathias / Banca: Marcio Augusto Martin / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo de vibração de corpo inteiro em operadores de empilhadeira, comparando dois tipos de pneus, elástico e inflável. A vibração foi medida no eixo z, que é o eixo da coluna vertebral; concomitantemente à coleta da vibração foi realizada uma eletromiografia para analisar a atividade muscular nos músculos eretores da espinha. Devido a crescente utilização dos pneus elásticos no mundo, o principal enfoque deste estudo é o de desfazer o mito existente entre os operadores de empilhadeira que dizem que o pneu elástico machuca a coluna. Portanto as coletas foram feitas em várias situações diferentes, em três tipos de piso, na empilhadeira com e sem carga, com dois operadores, com o pneu elástico ou inflável. Com os resultados obtidos pode-se perceber que de modo geral o pneu elástico apresentou valores menores tanto para aceleração quanto para eletromiografia. Outro dado de extrema importância é que para uma freqüência de 4 Hz, que é a freqüência de ressonância da coluna vertebral, o pneu elástico apresentou valores de amplitude de aceleração menores; mostrando assim que o pneu elástico é menos prejudicial à coluna vertebral; isso pode ser comprovado através da EMG, que também apresentou valores menores com o pneu elástico. / Abstract: This work presents a study of whole body vibration in fork-lift truck operators, comparing two types of tires, elastic and inflate. The vibration was measured in the axis z, that is the axis of the spine; at the same time to the collection of the vibration an electromyography was accomplished to analyze the muscular activity in the erecting muscles of the spine. Owed to growing use of the elastic tires in the world, the principal focuses of this study it is it of undoing the existent myth among the fork-lift truck operators that say that the elastic tire hurts the column. Therefore the collections were made in several different situations, in three floor types, in the fork-lift truck with and without load, with two operators, with the elastic tire or inflate. With the obtained results it can be noticed that in general the elastic tire presented smaller values for acceleration and for electromyography. Another die of extreme importance is that for a frequency of 4 Hz, that is the frequency of resonance of the spine, the elastic tire presented values of width of acceleration smaller; showing the elastic tire as soon as is less harmful to the spine; that can be proven through EMG, that also presented smaller values with the elastic tire. / Mestre

Orientador: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Coorientador: José Manoel Balthazar / Banca: Angelo Marcelo Tusset / Banca: Edson Antonio Capello Sousa / Resumo: Nas aplicações em engenharia existem várias situações onde é necessário o uso de vibrações em certas partes de um sistema mecânico, criadas a partir de transição brusca de um parâmetro do sistema, como por exemplo, em máquinas perfuratrizes de solo na exploração de petróleo onde a condição de impacto na interação-rolha facilita a penetração no solo. Os sistemas mecânicos submetidos a esse forma de excitação são chamados em geral de mecanismos tipo Vibro-Impacto. Nesta dissertação, faz-se a análise da dinâmica de um sistema mecânico Vibro-Impacto de dois graus de liberdade composto por dois blocos de massas diferentes acoplados por uma rigidez (mola) de dois estágios. Dois modelos não-lineares foram utilizados para representar o sistema estudado: o primeiro é excitado de maneira ideal, sob a forma de uma força harmônica e o segundo, de maneira não-ideal sob a forma de um rotor desbalanceado acionado por um motor elétrico de corrente contínua. A dinâmica do sistema é modelada considerando duas situações distintas: sem a condição de impacto e com a condição de impacto, de acordo com a relação entre o deslocamento e a folga no sistema. Foram analisados os resultados das simulações numéricas através dos históricos no tempo, retratos de fase, diagramas de bifurcações, mapas de Poincaré e espectros de frequencias. Observaram-se as velocidades de avanço do sistema, as taxas de transferência de energia, e as forças durante as transições bruscas da rigidez (condição tipo impacto) entre as massas, determinando-se as faixas dos parâmetros com comportamentos periódicos e caóticos assim como a ocorrência do Efeito Sommerfeld. A partir dos resultados obtidos foi possível concluir que o mecanismo tipo Vibro-Impacto analisado possui maior velocidade de avanço e maior força em determinada frequencia de excitação onde o movimento apresenta-se no regime caótico / Abstract: In engineering aplications there are several situations in which it is necessary to use vibrations in certain elements of a mechanical system, created with an abrupt transition from one system parameter, such as soil drilling machines in oil exploration where the impact condition on the drill-rock interaction enhances penetration into soil. Mechanical systems subjected to this form of excitation are called in general mechanisms of vibro-impact type. This dissertation makes the analysis of the dynamics of a the dynamics of a Vibro-Impact mechanical system of two degrees of freedom comprised of two blocks with different masses coupled by a two-stage stiffness (spring). Two nonlinear models are used to represent the studied system: the first uses an ideal excitation in the form of a harmonic force, and the second uses a non-ideal excitation in the form of a unbalanced rotor driven by a direct current electric motor. The dynamics of the system is modeled by considering two different situations: without impact and with impact, according to the relationship between the displacement and the gap in the system. The results of numerical simulations were analyzed with the time histories, phase portraits, bifurcation diagram, Poincaré map and spectra of frequencies. Velocities of the system, the rate of energy transfer, and forces during abrupt transitions in stiffneess (impact type condition) between the masses were observed, determining the ranges of parameters with periodic and chaotic behavior as well as the occurrence of the Sommerfeld effect. From the results it was possible to conclude that the analysed Vibro-Impact mechanism has a larger progress velocity and larger forces in a given excitation frequency where the movement presents itself in the chaotic regime / Mestre

Este trabalho tem por finalidade apresentar um estudo do sistema de transporte vertical de alto desempenho, já que os níveis de vibrações com o deslocamento em altas velocidades são desconfortáveis aos passageiros. Para a redução destas vibrações é proposto a utilização de amortecedores Magneto-Reológico (MR), controlado pela corrente elétrica aplicada na bobina do amortecedor, com o objetivo de reduzir a aceleração ou o deslocamento horizontal do elevador. Para o controle da corrente elétrica do amortecedor, foram propostas duas estratégias de controle: um controle considerando lógica Fuzzy, com o objetivo de reduzir o deslocamento horizontal, e um controle Ótimo com Regulador Linear Quadrático (LQR), com o objetivo de reduzir o nível de aceleração da vibração do elevador e o seu deslocamento horizontal. Ambas as estratégias determinam a corrente elétrica a ser aplicada na bobina do amortecedor. Resultados numéricos apresentados no trabalho demonstram que os controles foram eficientes em reduzir o deslocamento horizontal, mas apenas o controle LQR foi eficiente na redução dos níveis de aceleração. / This work aims to present a study of a vertical transportation of high performance system, as vibration levels with its displacement at higher speeds are uncomfortable to passengers. To the reduction of these vibrations, it is proposed the using of magnetorheological dampers (MR) controlled by the electric current applied to the coil of the damper, with the objective of reducing acceleration or horizontal displacement of the elevator. They were proposed two control logic to the control of damper’s electric current: a control considering Fuzzy logic aiming to reduce the horizontal displacement, and an Optimum Linear Quadratic Regulator control (LQR) in order to reduce the acceleration level of elevator vibration and its horizontal displacement. Both strategies determine the electric current to be applied in the damper coil. Numerical results presented in the work showed the controls were efficient to reduce the horizontal displacement, however only LQR control was efficient in reduce the acceleration levels.