Tese
Contribuição ao estudo dos absorvedores dinâmicos de vibrações não-lineares
A contribution to the study of Nonlinear Vibration Absorbers
Registro en:
BORGES, Romes Antonio. A contribution to the study of Nonlinear Vibration Absorbers. 2008. 154 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2008.
Autor
Borges, Romes Antonio
Institución
Resumen
In their simplest form, dynamic vibration absorbers (DVAs) are essentially devices of lumped
parameters of mass-stiffness-damping that once connected in a given primary structure are
capable of absorbing the vibratory energy at the connecting point, providing a reduction of
the vibration level. These devices can be used in various configurations and find a number of
applications in several areas of engineering. Unfortunately, in the context of nonlinear
dynamics, few works had been proposed in the context of the modelling strategies and
applications of nonlinear dynamic vibration absorbers (nDVAs). The great advantage of this
type of absorber has to do with the suppression bandwidth that is amplified with respect to
the one find for the linear absorbers. In the present work, the nonlinear effect is introduced in
the stiffness of the system. Then, the interest is devoted to analyzing how this effect can
increase the efficiency of this device, for a given interest frequency band. By using the
frequency response function of the system, a sensitivity analysis is performed, leading to the
most important parameters for design purposes and optimization. Finally, by using genetic
algorithms the multi-objective optimization problem is solved, aiming at obtaining a
configuration that leads to the largest suppression bandwidth and the maximum vibration
reduction, simultaneously. The optimal robust solution is compared with the deterministic
one. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Doutor em Engenharia Mecânica Em sua forma mais simples, os absorvedores dinâmicos de vibrações são essencialmente
dispositivos de parâmetros concentrados de massa-mola-amortecedor que, quando
conectados a uma dada estrutura, absorvem grande parte da energia vibratória do sistema
no ponto de conexão, levando assim a uma redução do nível de vibração do mesmo. Estes
dispositivos podem ser usados em várias configurações e possuem grande aplicação em
diversas áreas da engenharia. Infelizmente, no contexto da dinâmica não linear existem
poucos trabalhos sobre absorvedores dinâmicos de vibração não lineares (ADVnl),
particularmente com relação às estratégias de modelagem e aplicações destes dispositivos.
A grande vantagem deste tipo de absorvedores está relacionada à banda de supressão, que
é ampliada em relação à encontrada para os absorvedores lineares. Neste trabalho, o efeito
da não linearidade é introduzido na rigidez do sistema e, a partir daí, verifica-se como tal
efeito pode aumentar a eficiência do dispositivo estudado, em uma banda de freqüência de
interesse. A partir da resposta em freqüência do sistema, é feita uma análise de
sensibilidade, resultando os parâmetros mais importantes para fins de projeto e otimização.
Finalmente, usando algoritmos genéticos, resolve-se o problema de otimização
multiobjetivo, buscando uma solução que atenda tanto o aumento da banda de supressão
como a máxima redução da vibração, simultaneamente. A solução ótima robusta é
comparada com a solução determinística.