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Title: Modelagem e análise de protótipo de ponte estaiada sob cargas dinâmicas incorporando molas de nitinol superelásticas para supressão de vibrações.
Other Titles: Modeling and analysis of a cable-stayed bridge prototype under dynamic loads incorporating superelastic nitinol springs for vibration supression.
???metadata.dc.creator???: FONSECA JÚNIOR, Armando Wilmans Nunes da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: SILVA, Antônio Almeida.
???metadata.dc.contributor.referee1???: ARAÚJO, Carlos José de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: BORGES, Jader Morais.
Keywords: Ponte Estaiada;Controle de Vibrações;Ligas com Memória de Forma;Estruturas Inteligentes;Cable-Stayed Bridge;Vibration Control;Shape Memory Alloys;Smart Structures
Issue Date: 31-Aug-2018
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: FONSECA JÚNIOR, A. W. N. da. Modelagem e análise de protótipo de ponte estaiada sob cargas dinâmicas incorporando molas de nitinol superelásticas para supressão de vibrações. 2018. 184 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2018.
???metadata.dc.description.resumo???: No decorrer dos anos, com a construção de pontes cada vez mais longas e leves, o comportamento dinâmico passa a ser um fator limitante no projeto dessas estruturas. Portanto, é de grande interesse que sistemas de controle de vibrações estruturais sejam desenvolvidos. Entre os vários materiais utilizados atualmente para supressão de vibrações, estão as ligas com memória de forma (LMF). Estas vêm ganhando popularidade graças a sua capacidade de sofrer grandes deformações reversíveis, aliadas às suas propriedades de dissipação de energia. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo realizar o controle passivo de vibrações num protótipo de ponte estaiada, em escala reduzida, utilizando molas superelásticas de uma LMF Ni-Ti (Nitinol). Foram realizadas análises dinâmicas na estrutura utilizando ferramentas analíticas, numéricas e experimentais. Nos resultados experimentais, obteve-se uma redução de até 75% de transmissibilidade de força em vibração livre, em comparação com a estrutura com molas equivalentes, de aço. Em vibração forçada, o valor de redução de transmissibilidade de força chegou a um máximo de 85,5%. Os resultados numéricos mostraram boa coerência na determinação dos parâmetros modais da estrutura e na resposta em vibração livre, com maior erro associado aos resultados em vibração forçada, mais especificamente no segundo modo de vibrar do sistema. Concluiu-se que as molas de LMF têm capacidade de dissipação de energia vibracional para a aplicação em estruturas de pontes e os modelos numéricos permitem uma boa previsão da resposta da estrutura.
Abstract: Over the years, with the construction of increasingly longer and lighter bridges, dynamic behavior becomes a limiting factor in the design of these structures. Therefore, it is important that structural vibration control systems are developed. Among the various materials currently used for vibration suppression are the shape memory alloys (SMA). These have been gaining popularity as a result of their ability to undergo large reversible deformations, coupled with their energy dissipating properties. In this context, the objective of this dissertation is to perform the passive vibration control of a cable-stayed bridge prototype, in small scale, using SMA Ni-Ti (Nitinol) superelastic springs. Dynamic analyses were performed using analytical, numerical and experimental tools. In the experimental results, a reduction of 75% of force transmissibility in free vibration was obtained, compared to the structure with equivalent steel springs. In forced vibration, the value of reduction of force transmissibility reached a maximum of 85.5%. The numerical results showed good coherence in the determination of the modal parameters of the structure and the response of the latter in free vibration, with the largest error associated to the second mode of vibration of the structure, in forced vibration. It was concluded that the SMA springs have the capacity to dissipate vibrational energy, for the application in bridges structures, and the numerical models allow a good prediction of the structure response.
Keywords: Ponte Estaiada
Controle de Vibrações
Ligas com Memória de Forma
Estruturas Inteligentes
Cable-Stayed Bridge
Vibration Control
Shape Memory Alloys
Smart Structures
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Mecânica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1924
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