Análise de desempenho de absorvedores de vibrações por impacto

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bachega, Matheus Castro, 1995-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640231
Resumo: Orientador: Robson Pederiva
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spelling Análise de desempenho de absorvedores de vibrações por impactoPerformance analysis of impact dampersVibraçãoImpactoAbsorvedoresPartículasVibrationImpactDampersParticlesOrientador: Robson PederivaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Absorvedores de vibrações por efeito de impacto, conhecidos por Impact Damper (ID), são dispositivos de controle passivo que reduzem a amplitude de vibração do sistema através da combinação de mecanismos de amortecimento por fricção e impacto. O dispositivo é formado por uma estrutura principal que vibra em determinada amplitude e frequência com uma cavidade preenchida por partículas. A sequência de impactos entre a parede interna da cavidade e as partículas promovem a atenuação da vibração da estrutura principal. Logo, os ID's são capazes de diminuir o nível de vibração do sistema pela dissipação de energia provocada pelo conjunto de partículas nos impactos. O modelo matemático que descreve o movimento do sistema é fortemente não-linear, de modo que uma pequena variação dos parâmetros do sistema altera significativamente sua resposta temporal. Este trabalho traz uma abordagem de análise em termos de energia (análise energética) do mecanismo com a finalidade de obter um entendimento adequado acerca dos fenômenos envolvidos no funcionamento do ID, em especial na sua região ótima de operação. Foram estudados os principais meios de saída e entrada de energia do sistema, bem como a influência de parâmetros como: coeficiente de restituição; folga; razão de massas entre partículas e estrutura principal; número de partículas. A análise das simulações numéricas mostra que, mesmo para um sistema sem amortecimento e com impactos perfeitamente elásticos, submetido a uma força externa atuando na frequência natural, observa-se atenuação na amplitude de vibração da estrutura principal. O movimento da partícula interagindo com a estrutura provoca alterações nos ângulos de fase entre o movimento da mesma e força aplicada em cada instante de tempo. Esse comportamento é altamente influenciável pelos parâmetros de configuração do sistema. Estudos realizados a partir dos resultados das simulações indicam que o desempenho do ID está fortemente relacionado com a taxa de energia dissipada pelo impacto e pelo trabalho realizado pela força externaAbstract: Vibration absorbers that use impact effects, known as Impact Dampers (IDs), are passive control devices that reduce the system's vibration amplitude through the combination of friction and impact damping mechanisms. The device features a main structure that vibrates at a given amplitude and frequency with a cavity filled with particles. The sequence of impacts between the cavity's internal wall and the particles promote vibration attenuation of the main structure. Therefore, the IDs are capable of decreasing the system vibration level by transferring energy to the particles. The mathematical model, which describes the system dynamics, is strongly non-linear in such a way that even a small variation of the system parameters changes significantly its time response. This dissertation brings an energy analysis approach of the mechanism with the purpose to understand the phenomena involved on the ID functioning, especially on its optimal operation region. The main input and output energy paths have been studied, as well as the influence of parameters such as the restitution coefficient, clearance, mass ratio between the particles and the main structure and, finally, the number of particles. Numeric simulation results indicated that, even for a non-damped system with perfectly elastic impacts submitted to an external force acting on its natural frequency, the main structure vibration amplitude attenuation is noticeable. The particle motion interacting with the structure causes the modification of phase angles between its own movement and the applied force on each time step. This behavior is highly controlled by the system configuration parameters. The results indicate the ID optimization is related with the impact energy dissipation rate and input by the external force, assuming an optimal synchronism between the system response and the impact sequenceMestradoMecânica dos Sólidos e Projeto MecânicoMestre em Engenharia MecânicaCAPES88882.435234/2019-01[s.n.]Pederiva, Robson, 1957-Dias Junior, MiltonSales, Thiago de PaulaUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBachega, Matheus Castro, 1995-20202020-02-28T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (83 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640231BACHEGA, Matheus Castro. Análise de desempenho de absorvedores de vibrações por impacto. 2020. 1 recurso online (83 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1640231. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1157960Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-02-01T15:05:59Zoai::1157960Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-02-01T15:05:59Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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