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Previous issue date: 2017-06-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this master’s thesis, the free and forced nonlinear vibrations of an simply supported isotropic
cylindrical shell fluid-filled by an incompressible, inrotational and non-viscous fluid are analyzed.
The internal fluid is described by a velocity potential and the effects of the fluid ́s free surface on
the non-linear vibrations of the cylindrical shell are considered. The non-linear equations of motion
are obtained by the Rayleigh-Ritz method, considering the deformation field and changes of
curvature described by the nonlinear theories of Donnell and Sanders. The chosen displacement
field of the cylindrical shell corresponds to a modal solution proposed by Gonçalves (1987) that
were obtained by the perturbation method. A parametric study is carried out to analyze the free
vibrations, using the Galerkin-Urabe method to obtain for each geometry a system of non-linear
algebraic equations, being solved by the Newton-Raphson method and thus to obtaining a relation
between the amplitude and frequency. The results for these analyses show that depending on the
geometric conditions there is a great influence of the free surface consideration on the nonlinear
dynamic behavior of the cylindrical shell. Finally, a study of the forced vibrations of cylindrical
shells subjected to time-dependent lateral pressure is made applying the fourth-order Runge-Kutta
method to solve the second-order differential equations in time in order to find the phase portraits
and the time response of the cylindrical shell. The influence of the consideration of the free surface
effect of the internal fluid on the forced response of the cylindrical shell is observed and it is
possible to note that the consideration of the free surface causes the appearance of important peaks
of resonance in the resonance curves of the cylindrical shell. / Nesta dissertação são analisadas as vibrações não lineares, livres e forçada, de uma casca cilíndrica
isotrópica simplesmente apoiada e preenchida por um fluido irrotacional, incompressível e não
viscoso, que pode ser descrito por um potencial de velocidade. Considera-se os efeitos da
superfície livre deste fluido nas vibrações não lineares da casca cilíndrica. As equações de
movimento não lineares foram obtidas pelo método de Rayleigh-Ritz e para descrever o campo de
deformação e momento de curvatura foram adotadas as teorias não lineares de Donnell e Sanders.
O campo de deslocamento da casca cilíndrica utilizado corresponde a uma solução modal propostapor Gonçalves (1987) que foram obtidas pelo método da perturbação. Realizou-se um estudo
paramétrico para analisar as vibrações livres onde para cada geometria estudada foi aplicado o
método de Galerkin-Urabe para obter um sistema de equações algébricas não lineares, sendo então
resolvidas pelo método de Newton-Raphson e assim obtendo uma relação entre a amplitude e a
frequência. Os resultados para estes estudos mostram que dependendo das condições geométricas
há uma grande influência da consideração da superfície livre no comportamento dinâmico não
linear da casca cilíndrica. Por fim, é feito um estudo das vibrações forçadas de cascas cilíndricas
submetidas a uma pressão lateral dependente do tempo, onde por meio do método de Runge-Kutta
de quarta ordem soluciona-se as equações ordinais diferenciais de segunda ordem no tempo afim
de encontrar as curvas de ressonância, planos-fase e a resposta no tempo da casca cilíndrica que
serão utilizadas para analisar a influência da consideração do efeito de superfície livre do fluido
interno na resposta forçada da casca cilíndrica. Observa-se que a consideração da superfície livre
provoca o aparecimento de importantes picos de ressonância nas curvas de ressonância da casca
cilíndrica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/7864 |
| Date | 22 June 2017 |
| Creators | Sousa, Mayco Velasco de |
| Contributors | Silva, Frederico Martins Alves da, Silva, Frederico Martins Alves da, Morais, Marcus Vinicius Girão de, Prado, Zenón José Guzmán Nuñes del |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Geotecnia, Estruturas e Construção Civil (EEC), UFG, Brasil, Escola de Engenharia Civil - EEC (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 6915322422128222104, 600, 600, 600, 600, 724087251626315585, -2297152907790782217, 2075167498588264571 |
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