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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34081
ORCID: | http://orcid.org/0000-0002-8745-9919 |
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Estudo numérico-experimental de fadiga no domínio do tempo de vigas sanduíches viscoelásticas empregando o modelo fracionário com recorrência |
Alternate title (s): | Numerical-experimental study of fatigue in the time domain of viscoelastic sandwich beams using the fractional model with recurrence |
Author: | Garcia, Gabriella Faina |
First Advisor: | Lima, Antônio Marcos Gonçalves de |
First member of the Committee: | Gonçalves, Rogério |
Second member of the Committee: | Cunha Junior, Sebastião |
Summary: | A fadiga é um processo que envolve sucessivos danos acumulativos até a falha de uma peça em decorrência do carregamento cíclico imposto. Uma maneira de aumentar a vida em fadiga de uma estrutura é utilizando técnicas especializadas ou mesmo técnicas de controle de vibração. Dentre as técnicas de controle passivo de vibrações, os materiais viscoelásticos têm dispertado grande interesse da comunidade científica mundial e das indústrias aeronáuticas. Isto se deve em função do baixo custo de aplicação e manutenção desses materiais comparado com outras técnicas, além da sua grande eficiência. Entretanto, um inconveniente é a forte dependência do seu comportamento em relação à frequência da excitação e da temperatura de operação, o que impõe dificuldades para a modelagem de sistemas viscoelásticos, principalmente para o estudo da fadiga no tempo. Neste sentido, este trabalho apresenta uma estratégia promissora para o estudo da fadiga de sistemas viscoelásticos no domínio do tempo. Para tanto, é utilizado um modelo derivativo fracionário com uma fórmula de recorrência para representar o comportamento dinâmico do material viscoelástico no tempo. Para o estudo da fadiga, o modelo viscoelástico proposto aqui é combinado com os métodos de contagem Rainflow e Palmgren-Miner. Os resultados numéricos demonstram a eficácia da metodologia proposta, além de mostrar a influência de parâmetros ambientais e operacionais na eficiência do tratamento viscoelástico em termos da vida em fadiga. Por fim, com o intuito de verificar as implementações feitas no código próprio em MATLAB©, os resultados numéricos de uma viga sanduíche sujeita a uma excitação na base são confrontados com os obtidos de experimentos para uma dada condição de excitação e temperatura de operação. Através dos resultados obtidos, fica evidente a eficiência dos materiais viscoelásticos para o aumento da vida em fadiga de sistemas dinâmicos sujeitos a vibrações indesejáveis. Além disso, foi demonstrado a eficiência da metodologia proposta para o estudo da vida em fadiga no domínio do tempo de sistemas dinâmicos contendo materiais viscoelásticos. |
Abstract: | Fatigue is a process that involves successive damages accumulated until failure as a result of the imposed cyclic loading. One way to increase the fatigue life of a structure is by using specialized techniques or even vibration control techniques. Among the passive vibration control techniques worldwide, aeronautical materials are of great interest to the community and have aeronautical materials. This is due to the low cost of application and maintenance of these materials compared to other techniques, in addition to their great efficiency. However, a drawback is its strong in relation to the intensity of the intensification of the behavior and the operating temperature, which imposes difficulties in the modeling of viscoelastic systems, mainly for the study of fatigue over time. In this sense, this work presents a promising strategy for the study of fatigue of viscoelastic systems in the time domain. To use a dictionary-derived model with a recurrence formula to represent the behavior, both the viscoelastic material and time do not allow. For the study of fatigue, the viscoel model proposed here is combined with the Rainflow and Palmgren-Miner counting methods. efficient calculations in terms of proposal treatment efficiency, in addition to showing the influence of environmental and operational factors on the efficiency of life in viscoelastic. Finally, in order to verify the implementations made in the code itself, in MATLAB©, the numerical results, once they increase the base, are confronted with the experiments for the operating temperature. It increases the efficiency of the improved viscose materials, as is evident through the efficiency of the improved viscoelastic materials. In addition, an efficient study of the proposal for fatigue time in systems containing viscoelastic materials was demonstrated. |
Keywords: | Viscoelásticos FDM Fadiga Método Rainflow Regra de Palmgren-Miner Viscoelastic materials Fractional Derivative Model Fatigue Sandwich structures Rainflow method Palmgren-Miner rule |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::MECANICA DOS CORPOS SOLIDOS, ELASTICOS E PLASTICOS |
Subject: | Engenharia mecânica Sólidos elásticos Cálculos numéricos Viscosidade |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
Quote: | GARCIA, Gabriella Faina. Estudo numérico-experimental de fadiga no domínio do tempo de vigas sanduíches viscoelásticas empregando o modelo fracionário com recorrência. 2022. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.8 |
Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.8 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34081 |
Date of defense: | 31-Jan-2022 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica |
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