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Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Contribuição aos métodos de redução de modelos de sistemas dinâmicos não lineares estocásticos
Alternate title (s): Contribution to the reduction methods applied to nonlinear dynamic stochastic systems
Author: Belonsi, Marcelo H.
First Advisor: de Lima, Antonio M. G.
First member of the Committee: Cavalini Junior, Aldemir Ap.
Second member of the Committee: Finzi Neto, Roberto Mendes
Third member of the Committee: de Lima Junior, Jose Juliano
Fourth member of the Committee: Borges, Romes Antônio
Summary: Este trabalho enfoca os procedimentos de modelagem por elementos finitos determinísticos e estocásticos de sistemas estruturais do tipo placas finas sujeitas a não linearidades distribuídas e discretas na presença de incertezas. Neste caso, o método de Newmark não linear combinado com o método de Newton-Raphson foi utilizado para resolução direta das equações do movimento e obtenção dos envelopes das respostas no tempo dos sistemas não lineares. Com o objetivo de reduzir o esforço computacional requerido para resolver os problemas não lineares, especialmente para os casos envolvendo a presença de incertezas, foi proposto o método modal enriquecido e o método das aproximações combinadas melhorado. No que diz respeito à consideração da inserção de incertezas no modelo determinístico optou-se pela construção de um modelo estocásticos do sistema com não linearidades distribuídas, utilizando-se para isto da técnica de discretização de campos aleatórios de Karhunen-Loève para sistemas bi-dimensionais. Já, para a obtenção das respostas dinâmicas aleatórias, foi utilizado o método de simulação Hyper-Cubo-Latino. Através dos vários exemplos de simulações com estruturas do tipo placas finas não amortecidas e amortecidas sujeitas a diferentes níveis de força e condições de contorno, pode-se ilustrar os desenvolvimentos abordados ao longo deste trabalho. Em particular, pode-se concluir sobre a eficiência e necessidade da utilização de métodos de redução para a avaliação dinâmica de sistemas não lineares, principalmente para sistemas não lineares mais complexos ou na presença de incertezas. Por fim, deve-se salientar a importância de se considerar as incertezas na análise e no projeto de sistemas não lineares para lidar com situações mais realísticas de interesse prático
Abstract: This work is devoted to the deterministic and stochastic finite element modeling of thin flat plates under large displacements and subjected to geometric and discrete non-linearities. In order to solve the resulting non-linear equations of motion in the time-domain, the non-linear Newmark strategy combined with the Newton-Raphson method has been used herein. With the aim of reducing the computational cost required to solve the non-linear problems, especially for the cases in which the uncertainties are considered, the modal method based on the construction of an enriched reduction basis and an improved version of the combined approximations technique have been retained in the present study. With regard to the insertion of uncertainties in the deterministic model opted by the construction of a stochastic model of the system with no distributed linearity, using for this the Karhunen-Loève expansion technique in bi-dimensional form. In order to generate the envelopes of the dynamic responses of the non-linear systems in time-domain, it has been used the so-called Hyper-Cube-Latino. Based on the numerical simulations with plate structures subjected to various levels of excitation and boundary conditions it is possible to illustrate the methodology presented in this work. In particular, it can be concluded about the efficiency and necessity of performing efficient and accurate model reduction methods to deal with non-linear systems. Finally, it is also important to discuss about the interest in considering uncertainties in the analysis and design of non-linear systems in order to deal with more realistic non-linear situations
Keywords: Sistemas não lineares
Non-linear systems
Redução de modelos
Reduction methods
Incertezas paramétricas
Parametric uncertainties
Elementos finitos estocásticos
Stochastic finite element
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: BELONSI, Marcelo Henrique, Contribuição aos métodos de redução de modelos de sistemas dinamicos não lineares estocásticos - Uberlandia. 2017. 120 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecanica) - Universidade Federal de Uberlandia, Uberlandia, 2017.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.32
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20869
Date of defense: 27-Nov-2017
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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