Investigação experimental do método de Rayleigh para a estimativa do amortecimento viscoso de estruturas tubulares em vão livre

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Bozzo, Lívia Rampinelli
Orientador(a): Fujarra, André Luís Condino
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
Link de acesso: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/264902
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências Mecânicas, Joinville, 2025.
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Essa determinação, no entanto, auxilia na caracterização do sistema quando submetido às diferentes excitações do ambiente marítimo, e portanto, corresponde à capacidade do sistema de dissipar energia quando sujeito a fenômenos não desejados, porém recorrentes, como as Vibrações Induzidas por Vórtices (VIV). Dessa forma, a metodologia de projeto adotada foi realizar dois ensaios principais para caracterização modal das estruturas. O primeiro, pautado sobre vibração forçada com auxílio de um excitador de frequências, um acelerômetro uniaxial e um analisador de sinais; e o segundo, desenvolvido por meio de vibração livre e suportado pelo uso de um sistema de rastreamento por imagem. Com a finalidade de obter o comportamento modal dessas estruturas para posterior aplicação do amortecimento de Rayleigh, foi possível a compreensão do método explicitando suas particularidades e desafios a partir de quatro abordagens distintas. Assim, constatou-se que, dependendo da abordagem utilizada e da qualidade da informação acerca da estrutura que se deseja analisar, o método se apresenta bastante sensível e com características que podem levar à estimativa de razão de amortecimento para modos de alta ordem por vezes subestimada, e em outros momentos superestimada. Todas as análises expressaram uma sensibilidade indissociável ao utilizá-lo.Abstract: The following work aims to, mostly from an experimental approach with numerical support, carry out a modal analysis on tubular structures made of Polyvinyl Chloride (PVC) and aluminum arranged in a free span configuration for further investigation of the Rayleigh Viscous Damping Method. This method, regularly used in simulations of the dynamics of \textit{risers} and umbilicals, is based on the premise that the viscous damping of structures can be characterized by the combination of inertia and stiffness with their respective proportionality constants. This determination, however, helps to characterize the system when subjected to different excitations in the maritime environment, and therefore, implies the system's ability to dissipate energy when subjected to unwanted, but recurring phenomena, such as Vortex Induced Vibrations (VIV). Therefore, the project methodology adopted was to carry out two main tests for modal characterization of the structures. The first one, supported on forced excitation with the aid of the frequency exciter, the uniaxial accelerometer and the data acquisition system; and the second, developed through free excitation supported by the use of the image tracking system. In order to obtain the modal behavior of these structures for subsequent application of Rayleigh damping, it was possible to understand the method, explaining its particularities and challenges by four different approaches. Then, it was found that, depending on the chosen approach applied and the quality of the information according to the structure that needs to be analyzed, the method seems to be quite sensible and with some characteristics that may lead to the estimation of the damping ratio for the high-order modes sometimes underestimated, and at other moments overestimated. All analyses revealed an inseparable sensitivity when using it.122 p.| il., gráfs.porEngenharia mecânicaAnálise modalAmortecimento (Mecânica)VibraçãoInvestigação experimental do método de Rayleigh para a estimativa do amortecimento viscoso de estruturas tubulares em vão livreinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALPPCM0157-D.pdfPPCM0157-D.pdfapplication/pdf11189803https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/264902/1/PPCM0157-D.pdf179d2dbb8e0222cbc0ea65d6bd0424e4MD51123456789/2649022025-05-07 20:26:24.848oai:repositorio.ufsc.br:123456789/264902Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestsandra.sobrera@ufsc.bropendoar:23732025-05-07T23:26:24Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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