62ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 3. Engenharia Civil

ANÁLISE NUMÉRICO-COMPUTACIONAL DE UM SISTEMA DE CONTROLE PASSIVO PARA REDUÇÃO DE VIBRAÇÕES EM ESTRUTURAS

Fabricio Cassaro Furtado de Azevedo 1 Felipe Rodrigues de Souza 1 Iuri Moreno de Medeiros 1 Flávio de Souza Barbosa 2

1. Depto. de Mecânica Aplicada e Computacional / UFJF 2. Prof. Dr. Orientador / Depto. de Mecânica Aplicada e Computacional / UFJF

INTRODUÇÃO:

Este trabalho tem como objetivo divulgar os resultados obtidos em um projeto de iniciação científica da Universidade Federal de Juiz de Fora, que tem como proposta principal o desenvolvimento de um protótipo de sistema passivo de redução de vibrações para estruturas, bem como a análise e modelagem numérico-computacional do seu comportamento dinâmico, visando comparar os resultados e verificar sua eficácia. O protótipo foi projetado para simular o comportamento de uma estrutura delgada submetida a um carregamento externo e provida de sistema de amortecimento do tipo freqüência sintonizada. Este protótipo foi simulado através de modelos numéricos, implementados no MatLab, tendo como base a equação diferencial do movimento. Os resultados obtidos em laboratório foram comparados aos da modelagem numérica, comprovando assim a eficiência do protótipo desenvolvido.

METODOLOGIA:

Para desenvolvimento deste trabalho implementou-se um algoritmo partindo das equações diferenciais de equilíbrio dinâmico, integradas no tempo utilizando uma discretização via diferenças finitas. A partir das simulações numéricas, foi construído um protótipo de uma estrutura delgada dotada de um sistema de amortecimento de freqüência sintonizada. Este sistema pode estar associado, por exemplo, a uma torre delgada com um sistema passivo de controle de vibrações instalado no seu topo. Na fase seguinte do trabalho, medições das amplitudes de vibrações foram realizadas através de acelerômetros, para posteriormente se avaliar o comportamento dinâmico da estrutura analisada.

RESULTADOS:

Percebe-se que o modelo computacional se comporta de forma bem parecida ao que foi encontrado no ensaio com o acelerômetro. Observa-se ainda uma pequena defasagem entre os resultados do modelo numérico-computacional e o do aferido por acelerômetro, que pode ter sido causada pela dificuldade de obtenção de valores precisos das constantes do protótipo. O modelo real apresenta uma queda de oscilação última menos eficaz do que o esperado pelo modelo numérico-computacional, principalmente devido à presença de atrito entre a massa e seu suporte.

CONCLUSÃO:

Conclui-se que o objetivo deste trabalho foi alcançado com certa eficiência. Houve considerável redução de vibração na estrutura quando da utilização do sistema de amortecimento, justificando a utilização de amortecedores passivos do tipo freqüência sintonizada.

Instituição de Fomento: Cons. Nac. de Desenv. Científico e Tecnológico - CNPq/Fund. de Amparo à Pesquisa de MG - Fapemig/Coord. de Aperf. de Pessoal de Nível Superior - Capes

Palavras-chave: Análise experimental dinâmica, Modelagem computacional, Controle passivo.