| Summary: | Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais === In the context of the so-called smart materials, shape memory alloys (SMA) have been
extensively investigated aiming at various applications in different types of engineering
prob- lems as well as interdisciplinary problems. Specifically, SMAs have been used for the
mitiga- tion of mechanical vibrations, owing to their characteristic pseudoelastic effect,
which is re- sponsible for the occurrence of hysteresis. Another relevant feature of these
materials is the coexistence of two crystallographic phases (martensite and austenite),
which have dissimilar mechanical properties, whose relative fractions depend on temperature
and stress. In the present dissertation, this latter feature is explored in association with a
strategy of passive vibration control which is based on tunable dynamic vibration
absorbers (TDVA). These de- vices, once connected to a vibrating structure, can have
their inertia and/or stiffness and/or damping adjusted to match the excitation frequency.
Specifically, such tuning is achieved by controlling the martensite/austenite fraction by
applying convenient thermal loads. By means of numerical simulations, which include the
integration of the equations of motion, it is put in evidence the possibility of tuning a TDVA
applied to a single degree-of-freedom system, with- in a given frequency band using two
configurations of the resilient element (SMA rod and helicoidal spring). The results
enable to evaluate the levels of vibration mitigation achieved and confirm that the
strategy investigated can provide improved performance in terms of vibration attenuation. === No contexto dos chamados materiais inteligentes, as ligas com memória
de forma (Shape Memory Alloys SMA) vêm sendo intensivamente investigadas com
vistas a aplicações em diversos tipos de sistemas de engenharia e em problemas
interdisciplinares. Especificamente, as SMA têm sido utilizadas para a mitigação de
vibrações mecânicas, graças ao chamado efeito pseudoelástico, responsável pela
ocorrência de histerese. Outra característica relevante desses materiais é a coexistência de
duas fases cristalográficas (martensita e austenita), com propriedades mecânicas
distintas, cujas frações relativas dependem da temperatura e da tensão. No
presente trabalho, esta última característica é explorada em associação com uma
estratégia de controle passivo de vibrações, baseada nos chamados absorvedores
dinâmicos de vibrações sintonizáveis (ADV), que são dispositivos conectados à estrutura
vibratória, cuja rigidez e/ou inércia podem ser ajustados em conformidade com a
frequência de excitação, de modo que a vibração da estrutura seja altenuada.
Especificamente, explora-se a possibilidade de confecção de ADVs sintonizáveis cuja
rigidez pode ser ajustada por meio de variações controladas da fração relativa
martensita/austenita induzidas por alterações da temperatura. Por meio de simulações
numéricas, evidencia-se a possibilidade de sintonizar um ADV aplicado a um sistema
vibratório de um grau de liberdade, dentro de uma dada faixa de valores de frequência,
utilizando duas configurações do elemento resiliente (barra e mola helicoidal de SMA), e
quantificam-se as reduções de amplitudes obtidas. Os resultados das simulações confirmam
o aumento da eficiência na atenuação de vibrações proporcionado pela estratégia
empregada. === Mestre em Engenharia Mecânica
|
|---|
