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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17649
metadata.dc.type: | Tese |
Issue Date: | 28-May-2024 |
metadata.dc.creator: | PORFÍRIO, Rogilson Nazaré da Silva |
metadata.dc.description.affiliation: | IFPA - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará |
metadata.dc.contributor.advisor1: | QUARESMA, João Nazareno Nonato |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | MACÊDO, Emanuel Negrão |
Title: | Análise de vibrações mecânicas em estruturas esbeltas e flexíveis, como cordas e vigas, sujeitas à movimentação axial utilizando a técnica da transformada integral generalizada |
Other Titles: | Analysis of mechanical vibrations in slender and flexible structures, such as ropes and beams, subject to axial motion using the generalized integral transform technique |
Citation: | PORFÍRIO, Rogilson Nazaré da Silva. Análise de vibrações mecânicas em estruturas esbeltas e flexíveis, como cordas e vigas, sujeitas à movimentação axial utilizando a técnica da transformada integral generalizada. Orientador: João Nazareno Nonato Quaresma. 2024. 164 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém,2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17649. Acesso em:. |
metadata.dc.description.resumo: | A análise dinâmica das vibrações em estruturas flexíveis é de extrema importância na engenharia e representa um desafio significativo para sua resolução. Este estudo tem como objetivo investigar estruturas esbeltas e flexíveis, como cordas e vigas, que oscilam em apoios do tipo engastado-engastado e engastado-massa concentrada, os quais determinam as condições de contorno do problema em análise. Utilizando a Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT), para converter a equação diferencial parcial desenvolvida nessa pesquisa pelo método de Hamilton em uma equação diferencial ordinária, otimiza o processo numérico e controla eficientemente o erro relativo dos cálculos. Neste estudo, desenvolveu-se e aplicou-se um método inovador que trata as condições de contorno sem recorrer ao uso de filtros para homogeneizar a equação. A metodologia de cálculo estabelecida foi implementada em Fortran, utilizando a sub-rotina DIVPAG da IMSL. Uma análise abrangente da convergência e estabilidade do método foi conduzida, considerando o comportamento de quatro modelos de cordas e dois modelos de vigas como referência. A validação do método abordou aspectos funcionais, como deslocamento transversal, velocidades do sistema, frequências e amortecimento, comparando os resultados obtidos pela GITT com outros estudos anteriores que empregaram as mesmas condições de simulação. Os resultados foram satisfatórios, evidenciando a relevância da aplicação dessa técnica de análise. Além disso, avaliou-se a aplicabilidade do método em diferentes configurações vibracionais de cada modelo, demonstrando seu grande potencial como uma solução para problemas envolvendo as estruturas analisadas. Portanto, este estudo representa uma contribuição significativa para o avanço do conhecimento na modelagem dinâmica de estruturas esbeltas e flexíveis e destacar a influência das condições de contorno nas características vibracionais dessas estruturas. Além disso, introduz uma metodologia inovadora ao tratar as condições de contorno sem o uso de filtros, ampliando as possibilidades de análise e compreensão desse campo específico da engenharia. |
Abstract: | The dynamic analysis of vibrations on flexible structures is of an extreme importance in engineering and its solution represents a significant challenge to be tackled. This study has the objective to investigate thin and flexible structures such as beams and ropes, that oscillate in supports clamped-clamped and clamped-concentrated mass, which determine the boundary conditions of the analysis problem. Using the generalized integral transformation technique (GITT) that converts the partial differential equation (PDE) developed by the Hamiltonian method in an Ordinary Differential Equation (ODE), it optimizes the numerical process andcontrols efficiently the relative error of the calculations. In this study, it was developed and applied an innovative method that treats the boundary conditions without the use of filters to homogenize the equations. The calculations methodology was implemented in Fortran, utilizing a sub-routine DIVPAG of IMSL. As reference, a thorough analysis of convergence and stableness was applied, considering the behavior of four different models of ropes and two models of beams. The validation of methodology was approached comparing functional aspects such as transversal displacement, system velocities, frequencies, and damping, with results obtained by GITT and other studies that applied the same simulation conditions. The results of this study were found to be satisfactory, which highlights the relevancy of application of this vibration analysis method. It was also assessed the application of this method in different vibration configurations in each model, which exemplifies its broad potential in problems involving the structures analyzed. Therefore, this study represents a significant contribution to the advance of knowledge in dynamic modeling of thin and flexible structures and highlights the influence of boundary conditions in vibrational characteristics of these structures.Furthermore, it introduces an innovative methodology for treating boundary conditions without the use of filters, expanding the analysis possibilities in this field of engineering. |
Keywords: | Vibrações mecânicas Estruturasa esbeltas e flexíveis Vibrações em cordas e vigas GITT - Técnica da transformada Integral Generalizada |
metadata.dc.subject.areadeconcentracao: | USO E TRANSFORMAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS |
metadata.dc.subject.linhadepesquisa: | MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE PROCESSOS |
metadata.dc.subject.cnpq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal do Pará |
metadata.dc.publisher.initials: | UFPA |
metadata.dc.publisher.department: | Instituto de Tecnologia |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia |
metadata.dc.rights: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
metadata.dc.source.uri: | Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br |
metadata.dc.source: | 1 CD-ROM |
Appears in Collections: | Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC |
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