Concepçâo e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18666 http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.91 |
Resumo: | A presente dissertação trata do estudo de um absorvedor dinâmico de vibrações (ADV) sintonizável por meio da geração voluntária de tensões induzidas por campos de temperatura aplicados a estruturas do tipo placas finas, explorando o efeito conhecido por enrijecimento por tensões (stress stiffening). Após apresentação da teoria subjacente aos absorvedores dinâmicos de vibrações e à modelagem numérica do comportamento dinâmico de placas sob a ação de tensões de origem térmica, foram realizadas simulações numéricas baseadas em discretização por elementos finitos visando à caracterização do comportamento dinâmico de placas retangulares sujeitas a diferentes tipos de carregamento térmico e condições de contorno mecânicas. Para este efeito, foi desenvolvido um procedimento de modelagem multifísica utilizando um programa comercial de análise por elementos finitos que permite considerar formas arbitrárias de carregamento térmico e condições de contorno térmicas e mecânicas. Os resultados destas simulações comprovaram que variações substanciais dos valores das frequências naturais de vibração podem resultar das tensões induzidas por campos térmicos. Com base nestes resultados, foi projetado um ADV consistindo de uma placa metálica fina circular confinada em sua borda externa por dois anéis metálicos, de sorte que a frequência natural correspondente ao primeiro modo de flexão axissimétrico possa ser ajustada pela diferença entre as temperaturas impostas à placa e aos anéis. Diversas simulações numéricas baseadas em elementos finitos foram realizadas visando à otimização da geometria e previsão do desempenho do ADV. Um protótipo do absorvedor dinâmico foi construído, dispondo de aquecedores resistivos de película para aquecimento independente e controlado de seus componentes. Diversos ensaios dinâmicos foram realizados com o protótipo visando à caracterização de seu comportamento sem e com efeitos térmicos. Os resultados experimentais confirmaram a influência significativa das tensões térmicas sobre o comportamento dinâmico do ADV e a possibilidade de obter sua sintonização. |
id |
UFU_1bd3a61ed344d856b94ebf60607282d9 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufu.br:123456789/18666 |
network_acronym_str |
UFU |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFU |
repository_id_str |
|
spelling |
2017-05-17T16:41:35Z2017-05-17T16:41:35Z2016-02-22DEL CLARO, Vergilio Torezan Silingardi. Concepção e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável. 2016. 100 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.91https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18666http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.91A presente dissertação trata do estudo de um absorvedor dinâmico de vibrações (ADV) sintonizável por meio da geração voluntária de tensões induzidas por campos de temperatura aplicados a estruturas do tipo placas finas, explorando o efeito conhecido por enrijecimento por tensões (stress stiffening). Após apresentação da teoria subjacente aos absorvedores dinâmicos de vibrações e à modelagem numérica do comportamento dinâmico de placas sob a ação de tensões de origem térmica, foram realizadas simulações numéricas baseadas em discretização por elementos finitos visando à caracterização do comportamento dinâmico de placas retangulares sujeitas a diferentes tipos de carregamento térmico e condições de contorno mecânicas. Para este efeito, foi desenvolvido um procedimento de modelagem multifísica utilizando um programa comercial de análise por elementos finitos que permite considerar formas arbitrárias de carregamento térmico e condições de contorno térmicas e mecânicas. Os resultados destas simulações comprovaram que variações substanciais dos valores das frequências naturais de vibração podem resultar das tensões induzidas por campos térmicos. Com base nestes resultados, foi projetado um ADV consistindo de uma placa metálica fina circular confinada em sua borda externa por dois anéis metálicos, de sorte que a frequência natural correspondente ao primeiro modo de flexão axissimétrico possa ser ajustada pela diferença entre as temperaturas impostas à placa e aos anéis. Diversas simulações numéricas baseadas em elementos finitos foram realizadas visando à otimização da geometria e previsão do desempenho do ADV. Um protótipo do absorvedor dinâmico foi construído, dispondo de aquecedores resistivos de película para aquecimento independente e controlado de seus componentes. Diversos ensaios dinâmicos foram realizados com o protótipo visando à caracterização de seu comportamento sem e com efeitos térmicos. Os resultados experimentais confirmaram a influência significativa das tensões térmicas sobre o comportamento dinâmico do ADV e a possibilidade de obter sua sintonização.The present work is devoted to the study of a dynamic vibration absorber (DVA) that can be tuned by the voluntary introduction of stress induced by temperature distributions in plate-like structures, based on the effect known as stress-stiffening. After summarizing the underlying theory of dynamic vibration absorbers and modeling the dynamic behavior of thin plates in the presence of thermally-induced stresses, numerical simulations based on finite element discretization have been made to characterize the dynamic behavior of rectangular plates under different thermal loads and mechanical boundary conditions. For this purpose, a general multiphysic modeling procedure based on a finite element commercial code has been developed, enabling to considerer all the possible forms of thermal load and thermal and mechanical boundary conditions. The results of these simulations have shown that significant variations of the natural frequencies can result from the induction of thermal stresses. Based on these results, a DVA has been designed, consisting of a thin circular metallic plate constrained at its outer border by thick metallic rings, in such a way that the natural frequency associated to the first axissymmetric bending mode can be adjusted according to the difference between the temperatures of the plate and the rings. A number of numerical simulations based on finite elements have been made aiming at optimizing the geometry and predicting the performance of the DVA. A prototype of the absorber has been built, having foil resistive heaters for the controlled application of heat to the plate and the rings. Dynamic tests have been carried-out on the prototype for the characterization of its dynamic behavior with and without thermal effects. The experimental results confirmed the significant influence of the thermal stresses on the natural frequencies of the DVA and the possibility of achieving frequency tuning.Dissertação (Mestrado)porUniversidade Federal de UberlândiaPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAEngenharia mecânicaVibraçãoAbsorvedor dinâmico de vibraçãoVibrações mecânicasControle de vibraçõesADV adaptativoDynamic vibration absorbersMechanical vibrationsVibration controlAdaptive DVAConcepçâo e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizávelConception and numerical and experimental evaluation of a thermo-tunable dynamic vibration absorberinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisRade, Domingos Alveshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781681T7Steffen Junior, Valderhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721546Y4Cavalini Junior, Aldemir Aparecidohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4235430Y7Brennan, Michael Johnhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4439032A5http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4441436T8Del Claro, Vergilio Torezan Silingardi100info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFUTHUMBNAILConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdf.jpgConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1590https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/18666/6/ConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdf.jpg8367890f6818ed55e19914a4b0d40ac7MD56ORIGINALConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdfConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdfDissertaçãoapplication/pdf11299288https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/18666/4/ConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdfd18f796d836c2513a39aae778f0a76e4MD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81792https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/18666/2/license.txt48ded82ce41b8d2426af12aed6b3cbf3MD52TEXTConcepcaoAvaliacaoConcentradores.pdf.txtConcepcaoAvaliacaoConcentradores.pdf.txtExtracted texttext/plain221918https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/18666/3/ConcepcaoAvaliacaoConcentradores.pdf.txt17a4f85f53b85de614f4045a5cd30618MD53ConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdf.txtConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdf.txtExtracted texttext/plain107303https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/18666/5/ConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdf.txt376d258e294e165ff81c77fd1b1b22dbMD55123456789/186662020-09-23 16:34:45.354oai:repositorio.ufu.br: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Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2020-09-23T19:34:45Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Concepçâo e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável |
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv |
Conception and numerical and experimental evaluation of a thermo-tunable dynamic vibration absorber |
title |
Concepçâo e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável |
spellingShingle |
Concepçâo e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável Del Claro, Vergilio Torezan Silingardi CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA Engenharia mecânica Vibração Absorvedor dinâmico de vibração Vibrações mecânicas Controle de vibrações ADV adaptativo Dynamic vibration absorbers Mechanical vibrations Vibration control Adaptive DVA |
title_short |
Concepçâo e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável |
title_full |
Concepçâo e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável |
title_fullStr |
Concepçâo e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável |
title_full_unstemmed |
Concepçâo e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável |
title_sort |
Concepçâo e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável |
author |
Del Claro, Vergilio Torezan Silingardi |
author_facet |
Del Claro, Vergilio Torezan Silingardi |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Rade, Domingos Alves |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781681T7 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Steffen Junior, Valder |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721546Y4 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Cavalini Junior, Aldemir Aparecido |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4235430Y7 |
dc.contributor.referee3.fl_str_mv |
Brennan, Michael John |
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4439032A5 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4441436T8 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Del Claro, Vergilio Torezan Silingardi |
contributor_str_mv |
Rade, Domingos Alves Steffen Junior, Valder Cavalini Junior, Aldemir Aparecido Brennan, Michael John |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
topic |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA Engenharia mecânica Vibração Absorvedor dinâmico de vibração Vibrações mecânicas Controle de vibrações ADV adaptativo Dynamic vibration absorbers Mechanical vibrations Vibration control Adaptive DVA |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Engenharia mecânica Vibração Absorvedor dinâmico de vibração Vibrações mecânicas Controle de vibrações ADV adaptativo Dynamic vibration absorbers Mechanical vibrations Vibration control Adaptive DVA |
description |
A presente dissertação trata do estudo de um absorvedor dinâmico de vibrações (ADV) sintonizável por meio da geração voluntária de tensões induzidas por campos de temperatura aplicados a estruturas do tipo placas finas, explorando o efeito conhecido por enrijecimento por tensões (stress stiffening). Após apresentação da teoria subjacente aos absorvedores dinâmicos de vibrações e à modelagem numérica do comportamento dinâmico de placas sob a ação de tensões de origem térmica, foram realizadas simulações numéricas baseadas em discretização por elementos finitos visando à caracterização do comportamento dinâmico de placas retangulares sujeitas a diferentes tipos de carregamento térmico e condições de contorno mecânicas. Para este efeito, foi desenvolvido um procedimento de modelagem multifísica utilizando um programa comercial de análise por elementos finitos que permite considerar formas arbitrárias de carregamento térmico e condições de contorno térmicas e mecânicas. Os resultados destas simulações comprovaram que variações substanciais dos valores das frequências naturais de vibração podem resultar das tensões induzidas por campos térmicos. Com base nestes resultados, foi projetado um ADV consistindo de uma placa metálica fina circular confinada em sua borda externa por dois anéis metálicos, de sorte que a frequência natural correspondente ao primeiro modo de flexão axissimétrico possa ser ajustada pela diferença entre as temperaturas impostas à placa e aos anéis. Diversas simulações numéricas baseadas em elementos finitos foram realizadas visando à otimização da geometria e previsão do desempenho do ADV. Um protótipo do absorvedor dinâmico foi construído, dispondo de aquecedores resistivos de película para aquecimento independente e controlado de seus componentes. Diversos ensaios dinâmicos foram realizados com o protótipo visando à caracterização de seu comportamento sem e com efeitos térmicos. Os resultados experimentais confirmaram a influência significativa das tensões térmicas sobre o comportamento dinâmico do ADV e a possibilidade de obter sua sintonização. |
publishDate |
2016 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2016-02-22 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2017-05-17T16:41:35Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2017-05-17T16:41:35Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
DEL CLARO, Vergilio Torezan Silingardi. Concepção e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável. 2016. 100 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.91 |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18666 |
dc.identifier.doi.pt_BR.fl_str_mv |
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.91 |
identifier_str_mv |
DEL CLARO, Vergilio Torezan Silingardi. Concepção e avaliação numérica e experimental de um absorvedor dinâmico de vibrações termicamente sintonizável. 2016. 100 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.91 |
url |
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18666 http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.91 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFU instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU) instacron:UFU |
instname_str |
Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
instacron_str |
UFU |
institution |
UFU |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFU |
collection |
Repositório Institucional da UFU |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/18666/6/ConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdf.jpg https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/18666/4/ConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdf https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/18666/2/license.txt https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/18666/3/ConcepcaoAvaliacaoConcentradores.pdf.txt https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/18666/5/ConcepcaoAvaliacaoNumerica.pdf.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
8367890f6818ed55e19914a4b0d40ac7 d18f796d836c2513a39aae778f0a76e4 48ded82ce41b8d2426af12aed6b3cbf3 17a4f85f53b85de614f4045a5cd30618 376d258e294e165ff81c77fd1b1b22db |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
repository.mail.fl_str_mv |
diinf@dirbi.ufu.br |
_version_ |
1802110361384517632 |