Controle passivo de vibrações aplicado a um sistema estrutural incorporando um dispositivo de amortecimento friccional. - VALDEVINO, Handerson Patrick Moreira. (2023)
O estudo dos efeitos dinâmicos em sistemas estruturais tem sido amplamente explorado nos dias atuais, devido às preocupações com a segurança da sociedade. No âmbito científico/tecnológico, desenvolvem-se investigações que contribuem para o controle de vibração estrutural, a fim de evitar danos catastróficos provocados por solicitações de natureza dinâmica. Diante desse contexto, o presente trabalho tem como objetivo principal, avaliar o comportamento vibratório de uma estrutura metálica com dois graus de liberdade, a partir da implementação de um sistema de controle passivo baseado na técnica de amortecimento friccional. O mecanismo dissipador dispõe de elementos atuadores, os quais propiciam a manifestação do atrito mecânico responsável pelo acréscimo de amortecimento estrutural. De forma preliminar, realizou-se a análise modal e a análise de vibração forçada do sistema físico, no intuito de empregar as metodologias analítica e numérica acerca da dinâmica estrutural e, em seguida, comparar os resultados obtidos mediante a aplicação dessas abordagens. Nesta análise comparativa, o erro relativo mais expressivo foi inferior a 5%, garantindo coerência entre os métodos empregados. Em caráter experimental, executaram-se, a princípio, os ensaios relativos à caracterização dinâmica do dispositivo de amortecimento friccional, definindo-se previamente os parâmetros intrínsecos ao cálculo da energia dissipada por ciclo de solicitação. Constatou-se que a energia dissipada aumenta conforme o incremento de deslocamento estabelecido no ensaio dinâmico. Posteriormente, foram analisadas as respostas estruturais sob vibração livre, vibração forçada e excitação sísmica, levando em conta diferentes configurações de teste, as quais permitiram observar o comportamento do modelo dinâmico sem e com o mecanismo dissipador. Particularmente, os testes de vibração forçada revelaram que o sistema de controle passivo apresentou melhor eficiência na segunda frequência natural da estrutura. Considerando que o momento de atrito atuante no dispositivo de amortecimento friccional varia em função da carga normal aplicada, as reduções percentuais máximas dos picos de aceleração estiveram por volta de 82% no primeiro pavimento, e aproximadamente 74% no segundo pavimento.