Análise dinâmica de um absorvedor passivo-adaptativo magneto-reológico para um oscilador com memória de forma
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Resumo: | Os materiais inteligentes constituem uma tecnologia alternativa para a solução de problemas de engenharia que requerem um funcionamento autônomo ou uma atuação externa. Este tipo de comportamento deve-se a diferentes efeitos de acoplamento apresentados por estes materiais. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho é modelar e simular numericamente um sistema absorvedor passivo-adaptativo de vibrações, com dois graus de liberdade – um sistema primário não linear com memória de forma a ser controlado e um sistema secundário atuador conectado por um amortecedor magneto-reológico, cujo comportamento pode ser ajustado por uma corrente elétrica. Para descrever os comportamentos dos materiais inteligentes, são utilizados os modelos constitutivos de Falk (para memória de forma) e de Bouc-Wen (para o amortecedor magneto-reológico). A implementação numérica emprega o método de Runge-Kutta de 4a ordem. As simulações apresentam espaços de parâmetros variando as grandezas da excitação do sistema primário, para diferentes valores de temperatura do elemento de memória de forma, visando a caracterização do padrão de comportamento dinâmico (periodicidade, caoticidade etc.…), tanto do sistema primário isolado quanto do sistema com absorvedor. Os resultados atestam a capacidade do absorvedor de modificar o tipo de comportamento dinâmico do sistema primário, servindo de base para a implantação de um sistema de controle ativo, por meio da variação da corrente aplicada ao amortecedor magneto-reológico. |
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Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho é modelar e simular numericamente um sistema absorvedor passivo-adaptativo de vibrações, com dois graus de liberdade – um sistema primário não linear com memória de forma a ser controlado e um sistema secundário atuador conectado por um amortecedor magneto-reológico, cujo comportamento pode ser ajustado por uma corrente elétrica. Para descrever os comportamentos dos materiais inteligentes, são utilizados os modelos constitutivos de Falk (para memória de forma) e de Bouc-Wen (para o amortecedor magneto-reológico). A implementação numérica emprega o método de Runge-Kutta de 4a ordem. As simulações apresentam espaços de parâmetros variando as grandezas da excitação do sistema primário, para diferentes valores de temperatura do elemento de memória de forma, visando a caracterização do padrão de comportamento dinâmico (periodicidade, caoticidade etc.…), tanto do sistema primário isolado quanto do sistema com absorvedor. Os resultados atestam a capacidade do absorvedor de modificar o tipo de comportamento dinâmico do sistema primário, servindo de base para a implantação de um sistema de controle ativo, por meio da variação da corrente aplicada ao amortecedor magneto-reológico.Smart materials represent an alternative technology for solving engineering problems that demand an autonomous performance or an external actuation. This kind of behavior is due to different coupling effects presented by these materials. Regarding this context, the target of this work is to model and numerically simulate an adaptive-passive vibration absorber system, containing two degrees of freedom – one related to a shape memory nonlinear primary system to be controlled and a secondary actuator system connected by a magneto-rheological damper, whose behavior can be tuned by an electric current. In order to describe both smart materials behavior, Falk’s constitutive model is used for shape memory alloy and Bouc-Wen is adopted for the magneto-rheological damper. Numerical implementation considers 4th-order RungeKutta method. The simulations display parameters spaces varying the excitation quantities, for different shape memory element temperature ranges, aiming the dynamical pattern characterization (periodic, chaotic etc…), for both the isolated primary system and the complete system including the absorber. The results attest the absorber capacity of modifying the primary system dynamical pattern, enabling an active control system implementation, by means of an electrical current applied to the magneto-rheological damper.81 p.Volkswagen do Brasil. São Bernardo do Campo, SPCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessAnálise dinâmica de um absorvedor passivo-adaptativo magneto-reológico para um oscilador com memória de formainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisAbsorvedor passivo-adaptativoMateriais inteligentesDinâmica não linearLiga com memória de formaAmortecedor magneto-reológicoOsciladorVibraçãoProdução intelectualEngenharia MecânicaAdaptive-passive absorberSmart materialsNonlinear dynamicsShape memory alloyMagneto-rheological damperMestrado acadêmicoUniversidade Federal FluminenseEscola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta RedondaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica2019Volta Redonda, RJporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFFORIGINALDissertação_Estefânio Teixeira.pdfDissertação_Estefânio Teixeira.pdfapplication/pdf19548007https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/29079/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_Estef%c3%a2nio%20Teixeira.pdfeb5c9cb68b693a0b06734c73db2f7ae1MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/29079/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD521/290792023-06-07 09:46:16.907oai:app.uff.br:1/29079TElDRU7Dh0EgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08gTsODTy1FWENMVVNJVkEKCkNvbSBhIGFwcmVzZW50YcOnw6NvIGRlc3RhIGxpY2Vuw6dhLCB2b2PDqiAobyBhdXRvciAoZXMpIG91IG8gdGl0dWxhciBkb3MgZGlyZWl0b3MgZGUgYXV0b3IpIGNvbmNlZGUgYW8gUmVwb3NpdMOzcmlvIApJbnN0aXR1Y2lvbmFsIG8gZGlyZWl0byBuw6NvLWV4Y2x1c2l2byBkZSByZXByb2R1emlyLCAgdHJhZHV6aXIgKGNvbmZvcm1lIGRlZmluaWRvIGFiYWl4byksIGUvb3UgZGlzdHJpYnVpciBhIApzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIChpbmNsdWluZG8gbyByZXN1bW8pIHBvciB0b2RvIG8gbXVuZG8gbm8gZm9ybWF0byBpbXByZXNzbyBlIGVsZXRyw7RuaWNvIGUgZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpbywgaW5jbHVpbmRvIG9zIApmb3JtYXRvcyDDoXVkaW8gb3UgdsOtZGVvLgoKVm9jw6ogY29uY29yZGEgcXVlIG8gRGVwb3NpdGEgcG9kZSwgc2VtIGFsdGVyYXIgbyBjb250ZcO6ZG8sIHRyYW5zcG9yIGEgc3VhIHB1YmxpY2HDp8OjbyBwYXJhIHF1YWxxdWVyIG1laW8gb3UgZm9ybWF0byAKcGFyYSBmaW5zIGRlIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiB0YW1iw6ltIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBvIERlcG9zaXRhIHBvZGUgbWFudGVyIG1haXMgZGUgdW1hIGPDs3BpYSBkZSBzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIHBhcmEgZmlucyBkZSBzZWd1cmFuw6dhLCBiYWNrLXVwIAplIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gw6kgb3JpZ2luYWwgZSBxdWUgdm9jw6ogdGVtIG8gcG9kZXIgZGUgY29uY2VkZXIgb3MgZGlyZWl0b3MgY29udGlkb3MgbmVzdGEgbGljZW7Dp2EuIApWb2PDqiB0YW1iw6ltIGRlY2xhcmEgcXVlIG8gZGVww7NzaXRvIGRhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gbsOjbywgcXVlIHNlamEgZGUgc2V1IGNvbmhlY2ltZW50bywgaW5mcmluZ2UgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgCmRlIG5pbmd1w6ltLgoKQ2FzbyBhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gY29udGVuaGEgbWF0ZXJpYWwgcXVlIHZvY8OqIG7Do28gcG9zc3VpIGEgdGl0dWxhcmlkYWRlIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcywgdm9jw6ogZGVjbGFyYSBxdWUgCm9idGV2ZSBhIHBlcm1pc3PDo28gaXJyZXN0cml0YSBkbyBkZXRlbnRvciBkb3MgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgcGFyYSBjb25jZWRlciBhbyBEZXBvc2l0YSBvcyBkaXJlaXRvcyBhcHJlc2VudGFkb3MgCm5lc3RhIGxpY2Vuw6dhLCBlIHF1ZSBlc3NlIG1hdGVyaWFsIGRlIHByb3ByaWVkYWRlIGRlIHRlcmNlaXJvcyBlc3TDoSBjbGFyYW1lbnRlIGlkZW50aWZpY2FkbyBlIHJlY29uaGVjaWRvIG5vIHRleHRvIApvdSBubyBjb250ZcO6ZG8gZGEgcHVibGljYcOnw6NvIG9yYSBkZXBvc2l0YWRhLgoKQ0FTTyBBIFBVQkxJQ0HDh8ODTyBPUkEgREVQT1NJVEFEQSBURU5IQSBTSURPIFJFU1VMVEFETyBERSBVTSBQQVRST0PDjU5JTyBPVSBBUE9JTyBERSBVTUEgQUfDik5DSUEgREUgRk9NRU5UTyBPVSBPVVRSTyAKT1JHQU5JU01PLCBWT0PDiiBERUNMQVJBIFFVRSBSRVNQRUlUT1UgVE9ET1MgRSBRVUFJU1FVRVIgRElSRUlUT1MgREUgUkVWSVPDg08gQ09NTyBUQU1Cw4lNIEFTIERFTUFJUyBPQlJJR0HDh8OVRVMgCkVYSUdJREFTIFBPUiBDT05UUkFUTyBPVSBBQ09SRE8uCgpPIERlcG9zaXRhIHNlIGNvbXByb21ldGUgYSBpZGVudGlmaWNhciBjbGFyYW1lbnRlIG8gc2V1IG5vbWUgKHMpIG91IG8ocykgbm9tZShzKSBkbyhzKSBkZXRlbnRvcihlcykgZG9zIGRpcmVpdG9zIAphdXRvcmFpcyBkYSBwdWJsaWNhw6fDo28sIGUgbsOjbyBmYXLDoSBxdWFscXVlciBhbHRlcmHDp8OjbywgYWzDqW0gZGFxdWVsYXMgY29uY2VkaWRhcyBwb3IgZXN0YSBsaWNlbsOnYS4KRepositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202023-06-07T12:46:16Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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