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Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acceso: Acesso Aberto
Título: Análise da confiabilidade de estruturas sujeitas a controle passivo e ativo de vibrações
Título (s) alternativo (s): Reliability analysis of structures passively and actively controlled for vibration mitigation
Autor: Cunha, Leandro Rodrigues
Primer orientador: Rade, Domingos Alves
Primer coorientador: Saad, Núbia dos Santos
Primer miembro de la banca: Oliveira, Sônia Aparecida Goulart
Segundo miembro de la banca: Silva, Rita de Cássia
Resumen: Esta Dissertação versa sobre a análise de confiabilidade de estruturas sujeitas a controle ativo e passivo de vibrações, com ênfase na aplicação dos métodos de confiabilidade de primeira ordem (FORM, First Order Reliability Method) e segunda ordem (SORM, Second Order Reliability Method). Esses são usados para calcular o índice de confiabilidade e, consequentemente, a probabilidade de falha de estruturas, considerando variáveis aleatórias modeladas segundo funções densidade de probabilidade. Três técnicas de controle são avaliadas: controle ativo empregando atuadores piezelétricos; controle passivo por absorvedores dinâmicos de vibrações e controle passivo baseado em atuadores piezelétricos conectados a circuitos shunt ressonantes. Para cada caso, são definidas funções de estado limite que descrevem limites operacionais e/ou requisitos de projeto, cuja avaliação é baseada em respostas obtidas por meio de modelos de elementos finitos das estruturas analisadas. Para cada uma das técnicas de controle, aplicações numéricas dos métodos FORM e SORM são realizadas considerando como estrutura principal uma treliça plana. Para efeito de avaliação da precisão das estimações de confiabilidade fornecidas por estes métodos, foram também utilizadas Simulações de Monte Carlo. A partir dos resultados, são discutidas as características específicas observadas para cada técnica de controle. Em específico, para duas delas foram identificados domínios de segurança e de falha de formas atípicas, em cujos casos, fica inviabilizado o uso dos métodos FORM e SORM. De modo geral, os resultados confirmam a importância e a conveniência de se aplicarem os métodos de análise de confiabilidade a estruturas sujeitas a procedimentos de controle de vibrações.
Abstract: This dissertation is devoted to the reliability analysis of structures subjected to active and passive vibration control, with emphasis on the use of First Order Reliability Method (FORM) and Second Order Reliability Method (SORM). These methods are used to evaluate the reliability indices and the associated failure probability, considering that the random variables are modeled by probability density functions. Three techniques of vibration control are considered, namely: active control using PZT stack actuators, passive control based on dynamic vibration absorbers, and passive control based on piezoelectric transducers connected to resonant shunt circuits. For each technique, limit state functions are defined related to the operational limitations or design requirements. Their evaluation is made from structural responses obtained from finite element models. For each control technique, numerical applications of FORM and SORM are carried-out for a two-dimensional truss, defined as the structure of interest. To assess the accuracy of the reliability estimations provided by those methods, Monte Carlo Simulations are also performed. The numerical results enable to put in evidence specific characteristics of each control technique as related to reliability. Specifically, for two of them it is verified the occurrence of atypical geometrical forms of the safety and failure domains, which preclude the use of FORM and SORM. In general, the results confirm the importance and convenience of performing reliability assessment of structures subjected to vibration control procedures.
Palabras clave: Engenharia mecânica
Vibração
Método de Monte Carlo
Confiabilidade estrutural
Structural reliability
Métodos FORM e SORM
Methods FORM and SORM
Simulação de Monte Carlo
Monte Carlo simulation
Controle ativo de vibrações
Active vibration control
Controle passivo de vibrações
Passive vibration control
Área (s) del CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::DINAMICA DOS CORPOS RIGIDOS, ELASTICOS E PLASTICOS
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Cita: CUNHA, Leandro Rodrigues. Análise da confiabilidade de estruturas sujeitas a controle passivo e ativo de vibrações. 2013. 156 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013.
Identificador del documento: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1107
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21211
Fecha de defensa: 13-sep-2013
Aparece en las colecciones:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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