Redução de vibrações em estruturas considerando incertezas usando múltiplos amortecedores de massa sintonizados e otimização.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Batista, Saymon Henrique
Orientador(a): Neves, Francisco de Assis das
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Dinâmica estrutural
Deformações e tensões - controle de vibrações
Amortecedor de Massa Sintonizado - AMS
Algorítmos - otimização JAYA
Simulação - computadores - simulação Monte Carlo
Link de acesso: https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/20118
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Batista, Saymon HenriqueNeves, Francisco de Assis dasFreitas, Marcílio Sousa da RochaGuimarães, Gustavo PaulinelliFerreira, Walnório GraçaNeves, Francisco de Assis das2025-05-26T18:36:45Z2025BATISTA, Saymon Henrique. Redução de vibrações em estruturas considerando incertezas usando múltiplos amortecedores de massa sintonizados e otimização. 2025. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2025.https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/20118Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Os avanços tecnológicos na área da engenharia, computação e ciência dos materiais permitiu o dimensionamento de estruturas mais esbeltas sem comprometer sua resistência e segurança, proporcionando uma utilização mais eficientes dos materiais. Contudo, essas estruturas podem ser mais sensíveis a vibrações causadas por forças externas, como vento e terremoto, sendo fundamental compreender e controlar esses efeitos para garantir sua integridade. Uma maneira de diminuir os efeitos das vibrações indesejadas é utilizar os amortecedores de massa sintonizados (AMS), que são mecanismos de controle passivo formados por um sistema massa-mola conectados à estrutura. Neste trabalho foi estudado a aplicação de múltiplos amortecedores de massa sintonizados (MAMS) no controle de vibração em uma estrutura modelada como um shear building de 20 andares reduzido a um grau de liberdade. Primeiramente, foi desenvolvido uma rotina numérica para analisar o comportamento do sistema formado pela estrutura e os MAMS, nos domínios do tempo e da frequência. Em seguida, foi verificado o comportamento do conjunto utilizando-se 1 AMS e 3 AMS, que foram dispostos de forma interligada e não interligada. Os parâmetros característicos dos AMS (razão de massa, frequência e taxa de amortecimento) foram otimizados por meio do algoritmo JAYA, com o objetivo de minimizar o valor máximo da função de resposta em frequência (FRF). Por fim, as incertezas nos parâmetros dos AMS foram consideradas por meio do método de amostragem da Simulação de Monte Carlo, incorporado ao algoritmo de otimização JAYA, com o objetivo de alcançar maior eficácia nas respostas. A Simulação de Monte Carlo foi utilizada para comparar as distribuições de respostas obtidas nos processos de otimização. Os resultados, de maneira geral, mostraram-se satisfatórios, indicando que a inclusão das incertezas no processo de otimização contribuiu para a obtenção de parâmetros mais eficazes e melhor adaptados às variações em condições reais de operação.Technological advancements in engineering, computing, and materials science have enabled the design of more slender structures without compromising their strength and safety, allowing for more efficient use of materials. However, these structures can be more sensitive to vibrations caused by external forces, such as wind and earthquakes, making it essential to understand and control these effects to ensure their integrity. One way to mitigate the effects of unwanted vibrations is through the use of tuned mass dampers (TMDs), which are passive control mechanisms consisting of a mass-spring system connected to the structure. This study investigated the application of multiple tuned mass dampers (MTMDs) for vibration control in a structure modeled as a 20-story shear building reduced to a single degree of freedom. Initially, a numerical routine was developed to analyze the behavior of the system formed by the structure and the MTMDs in both the time and frequency domains. Subsequently, the behavior of the system was evaluated using 1 TMD and 3 TMDs, arranged in both interconnected and non-interconnected configurations. The characteristic parameters of the TMDs (mass ratio, frequency, and damping ratio) were optimized using the JAYA algorithm, with the objective of minimizing the maximum amplitude of the frequency response function (FRF). Finally, the uncertainties in the AMS parameters were taken into account using the Monte Carlo simulation sampling method, incorporated into the JAYA optimization algorithm, with the aim of achieving greater effectiveness in the responses. The Monte Carlo Simulation was also employed to compare the response distributions obtained from the optimization processes. Overall, the results were satisfactory, indicating that the inclusion of uncertainties in the optimization process contributed to the development of more effective parameters, better adapted to variations under real operating conditions.Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 07/05/2025 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessDinâmica estruturalDeformações e tensões - controle de vibraçõesAmortecedor de Massa Sintonizado - AMSAlgorítmos - otimização JAYASimulação - computadores - simulação Monte CarloRedução de vibrações em estruturas considerando incertezas usando múltiplos amortecedores de massa sintonizados e otimização.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8905https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/b67d3c10-ca67-409e-85c1-88721b564d04/download2f656a26de8af8c32aaacd5e2a33538cMD52falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/d6a2f82e-2c8f-4cdd-847b-b02d4b19908c/downloadbb9bdc0b3349e4284e09149f943790b4MD53falseAnonymousREADTEXTDISSERTAÇÃO_ReduçãoVibraçõesEstruturas.pdf.txtDISSERTAÇÃO_ReduçãoVibraçõesEstruturas.pdf.txtExtracted texttext/plain106605https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/8d873b53-1c32-4052-84f7-d1fed7662c92/downloadcdc5887b7444bee7dea5d892b2963adbMD54falseAnonymousREADTHUMBNAILDISSERTAÇÃO_ReduçãoVibraçõesEstruturas.pdf.jpgDISSERTAÇÃO_ReduçãoVibraçõesEstruturas.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4136https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/a9806474-c7fa-4fa4-956e-ada8d5fd9353/download1a93139323e0d5f08134e5bf44dfa0d6MD55falseAnonymousREADORIGINALDISSERTAÇÃO_ReduçãoVibraçõesEstruturas.pdfDISSERTAÇÃO_ReduçãoVibraçõesEstruturas.pdfapplication/pdf2450205https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/5d88e904-69b9-496f-b365-c1b714e03762/downloadb5218e036f840483e2d1034a8ff965b5MD51trueAnonymousREAD123456789/201182025-05-26 15:36:49.399http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/abertoopen.accessoai:repositorio.ufop.br:123456789/20118https://www.repositorio.ufop.brRepositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332025-05-26T18:36:49Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)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