Analise de vibrações em altas frequencias por metodos de energia

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Edmilson Ricardo de Oliveira
Data de Publicação: 2006
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1604998
Resumo: Orientador: Jose Maria Campos dos Santos
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spelling Analise de vibrações em altas frequencias por metodos de energiaHigh frequency vibration analysis by energy methodsAnálise espectralMétodo dos elementos finitosEstatística - AnáliseVibraçãoPropagação de ondasSpectrum analysisFinite element methodStatistical - AnalysisVibrationWave propagationOrientador: Jose Maria Campos dos SantosTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: Nesta tese, uma avaliação do comportamento vibracional médio em freqüência-espaço é realizada com o objetivo de identificar como as vibrações se propagam através de uma estrutura em altas freqüências. Para isso, utilizaram-se equações diferenciais de energia, assim como equações diferenciais de movimento para propagação de ondas transversais e longitudinais no plano (x,y), as quais foram numericamente resolvidas. As metodologias empregadas para resolver as equações diferenciais parciais de energia são: Analiso de Fluxo de Energia ("Energy Flow Analysis - EFA"), Método do Fluxo de Energia utilizando Elementos Finitos ("Energy Finite Element Method - EFEM"), Método do Elemento Espectral de Energia ("Energy Spectral Element Method - ESEM"). Para resolver numericamente as equações diferenciais de propagação de ondas foi utilizado o Método dos Elementos Espectrais ("Spectral Element Method - SEM"). O foco principal desta tese é determinar os fluxos e densidades médios totais e parciais por EFEM e ESEM para estruturas simples como barras e vigas colineares, vigas acopladas em ângulos arbitrários e vigas acopladas na forma de um T. Na formulação do EFEM está incluso um mecanismo {matriz de elemento de junta) que modela o acoplamento entre elementos estruturais das estruturas mencionadas anteriormente. A matriz de elemento de junta é única para cada tipo de junta, e necessita de procedimento especial para ser inserida na matriz global do sistema de equações do EFEM. ESEM é uma formulação matricial baseada na solução geral da equação diferencial parcial de energia, assim sendo, o elemento espectral de energia é equivalente a um número infinito de elementos finitos de energia. Finalmente, o último método, SEM, é obtido a partir da solução exata da equação diferencial de propagação da onda, e portanto, não existe aproximação implícita na discretização como no caso do EFEM. Assim, os resultados obtidos por SEM foram utilizados para comparação com os resultados obtidos por EFEM e ESEM. Uma investigação experimental do comportamento vibracional de uma estrutura composta por duas barras colineares e uma outra composta por vigas conectadas na forma de T no sistema (x,y) foi realizada para verificar os resultados de EFEM, ESEM e SEM. Também foram estimados os Fatores de Perda por Acoplamento ("Coupling Loss Factor - CLFs") experimentais da Análise Estatística de Energia ("Statistical Energy Aiialysis - SEA") usando a técnica do Método da Potência Injetada ("Power Injection Method - PIM") com as respostas vibracionais medidas ao longo da viga TAbstract: In this thesis, an evaluation of space frequency average vibrational behavior has been done with the aim of identifying how vibrations are propagating through a structure in high frequencies. For this purpose, energy differential equations were used, as well as equilibrium differential equations for the propagation transversal and longitudinal of waves in the plane (x,y), which were numerically solved. The methodologies used to solve the energy partial differential equations are Energy Flow Analysis (EFA), Energy Finite Element Method (EFEM), Energy Spectral Element Method (ESEM). The equilibrium differential equations for the propagation of waves were solved by Spectral Element Method (SEM). The main focus of this work is to determine the total and partial averages of flow and energy densities by EFEM and ESEM for simple structures such as colinear rods and beams, coupled beams in arbitrary angles and a T-beam. In the formulation of EFEM the mechanism (joint element matrix) that models the coupling among structural elements of the structures mentioned previously is included. The joint element matrices are unique for each type of joint, and a special procedure to be inserted into global matrix equation systems of the EFEM. ESEM is the matricial formulation based on the general solution of the partial differential equation of energy, therefore, the energy spectral element is equivalent to an infinite number of energy finite elements. Finally, the last method, SEM, is obtained from the exact solution for the differential equation of wave propagation, and, therefore, no implicit approximation as in EFEM case. The results obtained by SEM were used to compare with the results obtained by EFEM and ESEM. Experimental investigation of vibrational behavior of two coupled collinear rods and a T shaped beam structure was performed to verify the results of EFEM, ESEM and SEM. Also, an estimation of the coupling loss factor (CLFs) of Statistical Energy Analysis (SEA), was performed using the Power Injection Method from vibrational response measured along the T-beamDoutoradoMecânica dos Sólidos e Projeto MecânicoDoutor em Engenharia Mecânica[s.n.]Santos, José Maria Campos dos, 1953-Arruda, José Roberto de FrançaAlbuquerque, Eder Lima deLenzi, ArcanjoZindeluk, MoysesUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSantos, Edmilson Ricardo de Oliveira20062006-04-24T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf154p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1604998SANTOS, Edmilson Ricardo de Oliveira. Analise de vibrações em altas frequencias por metodos de energia. 2006. 154p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1604998. 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