Controle passivo de vibrações em sistema estrutural utilizando molas superelásticas: comparação entre técnicas e análise da influência de variáveis

• Autor(a) principal: Moraes, Yuri José Oliveira
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPB
• Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/22022
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Controle de vibrações em estruturas; Absorvedor de massa sintonizada; Ligas com memória de forma; Isolamento de base; Vibrations control in structures; Tuned mass damper; Shape memory alloys; Base insulation

A crescente preocupação com a eficiência e confiabilidade da aplicação e uso de sistemas estruturais tem levado pesquisadores de todo o mundo a buscar técnicas de controle dos efeitos vibracionais em estruturas civis. Este é o caso de edifícios esbeltos, flexíveis e de alta vulnerabilidade a terremotos, ventos laterais e impactos. Dentre os métodos disponíveis o controle passivo se destaca devido a seu baixo custo, pouca manutenção, e não necessidade de fonte de energia externa. Desta forma, este trabalho tem o objetivo de projetar e testar atenuadores de molas helicoidais fabricadas com fios de uma Liga com Memória de Forma (LMF), Superelástica (SE) de NiTiNOL, para aplicação no controle de vibrações de um protótipo simulador de edifício de 3GDL’s, na disposição de um Dispositivo de Recentragem e Isolamento de Vibrações (DRIV). O intuito é avaliar a influência de variáveis como o offset (ponto zero do deslocamento) e as amplitudes de deformação dos elementos associadas as excitações, e comparar com outras técnicas, como o contraventamento lateral e o Absorvedor de Massa Sintonizada (AMS). Concluiu-se que os comprimentos dos atenuadores tiveram influência direta no controle, com os mais curtos apresentando maior eficiência de atuação, pois geram maior histerese e dissipam até 29 vezes mais energia mecânica, além de reduzir a quantidade de material empregada. O efeito do autoaquecimento foi desprezível neste estudo pois o gradiente de temperatura se mostrou inferior a 10 ºC, como também o offset que não teve influência significativa no processo de controle. Em termos de amplitudes observadas na análise modal experimental, o AMS foi a técnica mais eficiente permitindo reduções de até 74%, em vibração livre. Na vibração sísmica e forçada o DRIV se mostrou a mais eficaz dentre as técnicas, reduzindo a resposta em cerca de 80% quando analisado dois sinais de sismos. Assim, a originalidade desta pesquisa está na proposta de comparação entre as técnicas de controle passivo e a otimização dos atenuadores LMF pela calibração nos sistemas, a partir de um algoritmo desenvolvido em ambiente computacional.