Modelagem por elementos finitos de sistemas dinâmicos combinando materiais viscoelásticos e materiais com memória de forma para o controle passivo de vibrações e ruído

Finite element modeling of dynamic systems combining viscoelastic materials and shape memory materials for the passive control of vibration and noise

dc.contributorRade, Domingos Alves
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781681T7
dc.contributorLima, Antônio Marcos Gonçalves de
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4766019D6
dc.contributorAraújo, Cleudmar Amaral de
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782336A0
dc.contributorLacerda, Helder Barbieri
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785341P8
dc.contributorTita, Volnei
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4792744J0
dc.creatorGuaraldo Neto, Bruno
dc.date2016-06-22T18:40:24Z
dc.date2013-08-12
dc.date2016-06-22T18:40:24Z
dc.date2012-04-05
dc.date.accessioned2023-09-28T21:19:01Z
dc.date.available2023-09-28T21:19:01Z
dc.identifierGUARALDO NETO, Bruno. Finite element modeling of dynamic systems combining viscoelastic materials and shape memory materials for the passive control of vibration and noise. 2012. 121 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2012.212
dc.identifierhttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14923
dc.identifierhttps://doi.org/10.14393/ufu.di.2012.212
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9067721
dc.descriptionIt is widely known that the damping mechanisms of most traditional damping materials applied as passive control of vibrations such as elastomers are highly dependent upon environmental and operational parameters such as the excitation frequency and temperature. Regarding this later, variations due to the self-heating phenomenon can jeopardize the damping capability in critical systems, which lead to the requirement of conceiving damping systems with the desired effectiveness at higher temperatures. Shape memory alloys present potential advantages over the traditional elastomers due to their large pseudoelastic hysteresis loop in stress-strain relationship and it can be used as damping material and structural elements in various engineering applications. In this work, a time-domain modeling procedure of structures containing viscoelastic materials and shape memory alloys is addressed. The main goal is the development of methodology based on FEM, implemented in Matlab, in order to perform the analysis of engineering structures treated by passive constraining damping layers and pseudoelastic shape memory alloy wires for passive damping augmentation. Since the mechanical properties of viscoelastic materials are frequency- and temperature-dependent, a four-parameter fractional derivative model has been retained. To model the hysteresis response of the shape memory alloy, a suitable phenomenological simplified model for performing the parametric study of such dynamic system has been used. After the discussion of various theoretical aspects, the time-domain responses are calculated for a three-layer sandwich beam containing viscoelastic materials and shape memory alloy wires and the main features of the methodology are highlighted.
dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.descriptionMestre em Engenharia Mecânica
dc.descriptionÉ sabido que o mecanismo de amortecimento dos materiais tradicionais utilizados para o controle passivo de vibrações, tais como os elastômeros, são fortemente dependentes de parâmetros ambientais e operacionais como frequência e temperatura de operação. Com relação à temperatura, um aspecto importante a ser considerado é o fenômeno de autoaquecimento interno, que pode comprometer significativamente a capacidade dissipativa em sistemas críticos tornando-se necessária a utilização de dispositivos amortecedores que sejam eficazes em altas temperaturas. As ligas com memória de forma apresentam vantagens significativas em relação aos elastômeros em razão de seu comportamento pseudoelástico em um diagrama tensão-deformação, o que permite seu emprego como dispositivos dissipadores de energia e elementos estruturais em várias aplicações de engenharia. Neste trabalho é apresentado um procedimento de modelagem no domínio do tempo, de estruturas contendo materiais viscoelásticos e ligas com memória de forma. O principal objetivo é o desenvolvimento de uma metodologia, implementada via Matlab, baseada no método dos elementos finitos para a realização de análises de estruturas de engenharia tratadas com camada restrita passiva a e fios discretos de ligas com memória de forma visando o aumento de amortecimento passivo nas mesmas. Uma vez que as propriedades mecânicas dos materiais viscoelásticos são dependentes da frequência e da temperatura foi utilizado o modelo derivativo fracionário caracterizado por quatro parâmetros. Para a modelagem das respostas histeréticas das ligas com memória de forma, fez-se uso de um modelo fenomenológico simplificado adequado à realização de estudos paramétricos dos sistemas dinâmicos propostos. Após a discussão de vários aspectos teóricos, respostas no domínio do tempo são calculadas para uma viga sanduíche de três camadas combinando material viscoelástico e fios de ligas com memória de forma e os principais aspectos da metodologia são destacados.
dc.formatapplication/pdf
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândia
dc.publisherBR
dc.publisherPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
dc.publisherEngenharias
dc.publisherUFU
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectControle passivo
dc.subjectAmortecimento viscoelástico
dc.subjectLigas com memória de forma
dc.subjectMétodo dos elementos finitos
dc.subjectAmortecimento (Mecânica)
dc.subjectVibração
dc.subjectPassive control
dc.subjectViscoelastic damping
dc.subjectShape memory alloys
dc.subjectFEM
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
dc.titleModelagem por elementos finitos de sistemas dinâmicos combinando materiais viscoelásticos e materiais com memória de forma para o controle passivo de vibrações e ruído
dc.titleFinite element modeling of dynamic systems combining viscoelastic materials and shape memory materials for the passive control of vibration and noise
dc.typeDissertação


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