Isolamento de vibrações em estruturas de ponte utilizando elastômero magneto-reológico

Abstract

Nos últimos anos, a implementação de sistemas de amortecimento em estruturas civis vem ganhando uma atenção considerável, com particular ênfase em projetos de obras especiais. Por esta razão, sistemas compostos por materiais inteligentes vêm sendo desenvolvidos a fim de otimizar o comportamento das estruturas de pontes sob carregamentos dinâmicos. Devido à simplicidade mecânica e capacidade de propriedades controláveis, os elastômeros Magneto-Reológicos (MRE) se destacam por fornecerem uma alternativa interessante para isolamento de vibrações. Neste trabalho avalia-se numericamente a eficiência de um sistema de amortecimento utilizando MRE aplicado a um modelo de uma ponte em viga submetida a sismos. Sob um campo magnético variável, foi possível modificar os padrões de rigidez e amortecimento do sistema alterando a frequência natural da estrutura. Dessa forma, se torna possível amenizar as amplitudes de vibração numa faixa de frequência crítica tornando a passagem pela ressonância menos danosa.

In the last years, the implementation of intelligent systems in civil structures has been gaining considerable attention, with emphasis on bridge designs. For this reason, systems composed of intelligent materials have been developed in order to optimize the behavior of bridge structures under dynamic loading. Due to their mechanical simplicity and controllable properties, magnetorheological elastomers (MRE) stand out for providing an interesting alternative for vibration isolation. In this study, the efficiency of a damping system is numerically evaluated using MRE applied to a beam bridge model subjected to earthquakes. Under a variable magnetic field, it was possible to modify the system's stiffness and damping patterns by changing the natural frequency of the structure. Thus, it becomes possible to soften vibration amplitudes in a critical frequency range, making a passage through the resonance less harmful.