Estudo de técnicas para a determinação da matriz de amortecimento em sistemas estruturais

• Autor(a) principal: Garbin, Nayane Lais Schran
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15131
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS; Análise modal; Dinâmica estrutural; Autovalores; Análise estrutural (Engenharia); Modal analysis; Structural dynamics; Eigenvalues; Structural analysis (Engineering)

O presente trabalho visa à aplicação de métodos para a determinação da matriz de amortecimento em estruturas, com base nos trabalhos desenvolvidos teoricamente, por Adhikari (2000) e Pilkey (1998). O amortecimento é utilizado no monitoramento de estruturas, auxilia no controle de vibração de sistemas mecânicos, controle de propagação de trincas nos materiais, influencia no ajuste de modos de vibração e na redução da taxa de dissipação de energia em estruturas. Além disso, é de extrema importância na redução de ruídos e níveis de vibração em estruturas metálicas diversas. Por esses, dentre outros motivos, é de extrema importância o estudo do amortecimento em sistemas mecânicos. A metodologia para estimar a matriz de amortecimento trabalha com uma análise semi-empírica, baseada em resultados de simulação numérica via método de elementos finitos e análise modal experimental. As matrizes de massa e rigidez utilizadas na metodologia, são determinadas pelo método de elementos finitos, e os autovalores e autovetores são advindos de uma análise modal experimental. A maior dificuldade da metodologia é trabalhar com a ordem de modelo experimental divergente, uma vez que o método de elementos finitos possui uma ordem matricial muito maior que as técnicas utilizadas experimentalmente. Desta forma, um método de redução de modelos foi utilizado para a solução de problemas. A fim de possibilitar a aplicação dos métodos, foi utilizado como estudo de caso um sistema composto por uma viga engastada em uma de suas extremidades presa por uma morsa e a outra livre, onde no sistema foram aplicadas excitações externas. São determinados os parâmetros físicos e geométricos do sistema e aplicadas técnicas preparatórias para a determinação do amortecimento presente na estrutura a partir da aplicação de métodos de determinação do amortecimento posteriormente discutidos. Portanto, são obtidos os resultados de massa e rigidez do sistema, bem como o amortecimento do material, ambos expressos em forma matricial. Com estes é possível determinar a equação geral do movimento do sistema, que são os objetivos finais do trabalho.