Aplicação de modelos teórico-computacionais para simulação do comportamento dinâmico de estruturas amortecidas através de materiais viscoelásticos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2012
Autor(a) principal: Felippe Filho, Waldir Neme lattes
Orientador(a): Barbosa, Flávio de Souza lattes
Banca de defesa: Battista, Ronaldo Carvalho lattes, Roitman, Ney lattes, Hallak, Patricia Habib lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Dinâmica de estruturas
Amortecimento estrutural
Viscoelasticidade
Modelo GHM
Structural dinamics
Structural damping
Viscoelasticity
GHM Model
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/3523
Resumo: O avanço da tecnologia de materiais e o desenvolvimento de novas técnicas de execução mais sofisticadas permitiram a construção de estruturas mais leves e com elevada capacidade portante. Este processo iniciado durante a revolução industrial se estende até os dias atuais e impôs a necessidade de se verificar, durante a fase de projeto, o comportamento dinâmico das estruturas, com poucas exceções. Apesar disso algumas estruturas apresentam grandes amplitudes de deslocamentos por experimentarem combinações de ações imprevistas. Esta situação indesejada acelera o processo de fadiga dos materiais e em determinadas situações impede o uso da estrutura e/ou equipamentos. Uma forma eficiente de se atenuar as vibrações de uma estrutura é através de sistemas passivos de controle de vibrações via materiais viscoelásticos. Neste sentido, este trabalho abordará o método GHM utilizado na modelagem numérica de materiais viscoelásticos no domínio do tempo via Método dos Elementos Finitos. Com o intuito de validar este método, alguns tipos de elementos finitos formulados através deste método são apresentados e suas respostas no domínio da frequência obtidas para uma determinada estrutura são comparadas com aquelas obtidas pela formulação clássica. São apresentados, também, alguns exemplos de aplicação deste método. São modeladas numericamente vigas sanduíche e um modelo de riser e as frequências naturais e taxas de amortecimento identificadas com os modelos numéricos são comparadas com aquelas identificadas através de ensaios experimentais.
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Este processo iniciado durante a revolução industrial se estende até os dias atuais e impôs a necessidade de se verificar, durante a fase de projeto, o comportamento dinâmico das estruturas, com poucas exceções. Apesar disso algumas estruturas apresentam grandes amplitudes de deslocamentos por experimentarem combinações de ações imprevistas. Esta situação indesejada acelera o processo de fadiga dos materiais e em determinadas situações impede o uso da estrutura e/ou equipamentos. Uma forma eficiente de se atenuar as vibrações de uma estrutura é através de sistemas passivos de controle de vibrações via materiais viscoelásticos. Neste sentido, este trabalho abordará o método GHM utilizado na modelagem numérica de materiais viscoelásticos no domínio do tempo via Método dos Elementos Finitos. Com o intuito de validar este método, alguns tipos de elementos finitos formulados através deste método são apresentados e suas respostas no domínio da frequência obtidas para uma determinada estrutura são comparadas com aquelas obtidas pela formulação clássica. São apresentados, também, alguns exemplos de aplicação deste método. São modeladas numericamente vigas sanduíche e um modelo de riser e as frequências naturais e taxas de amortecimento identificadas com os modelos numéricos são comparadas com aquelas identificadas através de ensaios experimentais.Advances in materials technology and development of new sophisticated construction techniques allowed the construction of lighter structures and with high bearing capacity. This process started during the industrial revolution and extends to present days and imposed the necessity to check, along the design phase, the dynamic behavior of structures, with few exceptions. Despite that, some structures have large amplitudes of displacements under unexpected actions. This unwanted situation speeds up the fatigue of materials and in certain situations prevent the use of the structure and/or equipment. An efficient way to attenuate these vibrations is through passive vibration control systems with viscoelastic materials. In this sense, this work will address the GHM method used in numerical modeling of viscoelastic materials in time domain with Finite Element Method. In order to validate this method, some types of finite elements formulated using this method are presented and their responses in frequency domain obtained for a given structure are compared with those obtained by classical formulation. Are also outlined a few examples using this method. Sandwich beams and a riser model are modeled numerically and the natural frequencies and damping ratios identified with the numerical responses are compared with those identified through experimental tests.FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Modelagem ComputacionalUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRADinâmica de estruturasAmortecimento estruturalViscoelasticidadeModelo GHMStructural dinamicsStructural dampingViscoelasticityGHM ModelAplicação de modelos teórico-computacionais para simulação do comportamento dinâmico de estruturas amortecidas através de materiais viscoelásticosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFTHUMBNAILwaldirnemefelippefilho.pdf.jpgwaldirnemefelippefilho.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1207https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/3523/4/waldirnemefelippefilho.pdf.jpg6e50222be25d3476851dc3c8ceebe431MD54ORIGINALwaldirnemefelippefilho.pdfwaldirnemefelippefilho.pdfapplication/pdf1707784https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/3523/1/waldirnemefelippefilho.pdf0148be9b0994a40385d221d87ca55f90MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82197https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/3523/2/license.txt000e18a5aee6ca21bb5811ddf55fc37bMD52TEXTwaldirnemefelippefilho.pdf.txtwaldirnemefelippefilho.pdf.txtExtracted texttext/plain138242https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/3523/3/waldirnemefelippefilho.pdf.txt7741c53d3e8d954403fbc41d58f02919MD53ufjf/35232019-11-07 11:09:46.55oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2019-11-07T13:09:46Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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