Raimundo Pereira de Vasconcelos

Título



Controle Dinâmico Estrutural Via Mecanismos Visco-Elásticos

Orientador(es)



Ronaldo Carvalho Battista

Resumo



Uma estrutura sob ação de carga dinâmica pode experimentar vibrações excessivas levando a ocorrência de danos e, por conseqüência, a problemas de segurança estrutural ou de desconforto de seus usuários. Para contornar esses problemas, dispositivos mecânicos podem ser instalados na estrutura com a finalidade de reduzir e controlar as amplitudes de vibração. Dentre esses, se destacam os que utilizam materiais viscoelásticos (MVE’s) como núcleo amortecedor, como por exemplo, os componentes estruturais tipo sanduíche. Esses materiais viscoelásticos têm propriedades mecânicas dependentes da temperatura e principalmente da freqüência, o que em geral impossibilita a análise de estruturas com esses mecanismos de forma eficiente por programas disponíveis no mercado. Neste trabalho apresentam-se uma extensão da formulação de Golla-Hughes por meio de superposição modal com amortecimento ponderado e uma ferramenta numérica computacional que permite a análise no domínio do tempo e da freqüência de estruturas sanduíche com MVE, possibilitando também o projeto de mecanismos viscoelásticos para o controle de vibrações estruturais. Além disso, apresenta-se um estudo das propriedades de materiais viscoelásticos; o conhecimento das quais é essencial para a utilização dos MVE’s no projeto e aplicação de mecanismos de redução e controle dos níveis de vibração em estruturas.

Abstract



A structure under action of a dynamic load may experience an excessive level of vibration that may lead to severe damages and consequent problems of structural safety or lack of comfort for the users. Then, to get around these problems, mechanical devices can be installed on the structure to reduce and control the amplitudes of vibration. Among these devices one may point out those which make use of viscoelastic materials (VEM) as a damping core, as for example, the sandwich type of structural components. These viscoelastic materials have their mechanical properties dependent on the temperature and particularly on the frequency, what in general make impossible the use of known available programs to analyze structures with these devices. This work presents an extension to the Golla-Hughes formulation by using modal superposition with weighed damping and also a numerical-computational tool, which allows time and frequency domain analyses to be performed for these structural systems, and moreover aid to design viscoelastic devices to control structural vibration. In addition, this work presents a study of the properties of viscoelastic material, the knowledge of which is essential in the design and application of VEM devices to reduce and control the levels of vibration in structures.

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