Simulação do comportamento dinâmico de sistemas mecânicos vibratórios amortecidos pelo comportamento pseudo-elástico de ligas com memória de forma

• Autor(a) principal: Silva, Michel
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/17772
• topic: Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química

Desde a observação do efeito de memória de forma (EMF) nas ligas Níquel- Titânio (NiTi) em 1962, a utilização das ligas com memória de forma (LMFs) aumentou consideravelmente; utilização esta que permeia aplicações tão diversas como a indústria automóvel, biomédica e civil com mais de 10 mil patentes emitidas apenas nos Estados Unidos da América envolvendo diretamente estas ligas (MOHD JANI, LEARY, SUBIC, & GIBSON, 2014). Entre os motivos desse vasto uso é que, além do EMF, estas ligas também apresentam o efeito de pseudo- elasticidade, caracterizado por um ciclo de histerese na curva tensão-deformação do material. Uma vez que este ciclo é definido pela diferença energética entre as transformações direta (de austenite para martensite) e inversa (de martensite para austenite), este fenômeno torna as LMFs propensas a serem utilizadas para dissipação de energia em carregamento cíclicos (HASEGAWA & MAJIMA, 1998; SUN et al., 2012; PINTO, 2011). Ao passo que as aplicações de LMFs expandem-se, os modelos matemáticos que descrevem seus comportamentos ímpares também se aprimoraram ao longo dos anos, como o modelo de Brinson (1993). Este modelo destacou-se por oferecer resultados compatíveis com aqueles obtidos experimentalmente (PAIVA & SAVI, 1999). No entanto, por apresentarem características não lineares, a adequada descrição do comportamento destas ligas sob carregamentos dinâmicos enfrenta desafios a serem vencidos. Isto é, a imprevisibilidade da carga que o material experimenta durante a sua aplicação faz com que soluções fechadas (isto é, soluções na forma de uma função) não possam ser escritas com o intuito de descrever o comportamento do material (HILBORN, 1994). Assim, pretende-se com este trabalho estudar teoricamente o comportamento dinâmico de sistemas mecânicos vibratórios (SMVs) amortecidos por LMFs. Neste sentido, o estudo propõem algoritmos em linguagem Matlab que, juntos, fornecem as respostas necessárias para a análise proposta. Para tal, propriedades do sistema, do material e do perfil de carga externa foram utilizadas como entrada nos códigos enquanto suas características físicas e dinâmicas foram monitorizadas. Após os resultados obtidos para diferentes características observadas condizerem com o que é proposto por vários autores, as respostas para efeitos mais abrangentes foram também propostas. Mais especificamente, aqui é apresentado o comportamento do material para subloops incompletos no ciclo de histerese além de expor fenômenos abordados em outros trabalhos.