Amortecedor Sintonizado Coluna de Líquido com MR Aplicado em um Sistema Predial de Dois Andares Excitado por uma Fonte Não-Ideal

Resumo

A exploração de amortecedores líquidos para atenuar as vibrações de estruturas flexíveis como edifícios altos, pontes, plataformas e torres eólicas ao longo das últimas décadas tem exercido um profundo impacto sobre a comunidade cientifica melhorando para dispositivos de tipo passivo, ativo ou semiativo. Neste trabalho é apresentado um estudo acerca do emprego de um amortecedor do tipo coluna de liquido sintonizado utilizando um fluido com características magneto reológico, em uma estrutura que representa um prédio de dois andares, excitado por uma fonte não-ideal, com objetivo de reduzir as amplitudes de oscilação, eliminar o comportamento caótico e o Efeito de Sommerfeld da estrutura. Um amortecedor de coluna de líquido sintonizado (TLCD) consiste basicamente de um tubo em "U", com um orifício de passagem de liquido, por meio do qual será aplicado um campo magnético ao fluido, neste caso um fluido inteligente. Um fluido magneto reológico é classificado como um material inteligente, pois tem a capacidade de modificar suas propriedades quando submetido a um campo magnético, e retornar ao seu estado inicial quando deixar de sofrer a ação deste campo. A fonte de excitação não-ideal consiste de um motor elétrico de desbalanceado de potência limitada. Será apresentado o sistema de equações diferenciais que representam o movimento do sistema, resultantes da modelagem matemática do problema, e será analisado o comportamento dinâmico do sistema através das ferramentas da dinâmica não-linear, como Retratos de Fase, Séries Temporais, Diagramas de Frequências, Expoentes de Lyapunov e FFT (Fast Fourier Transform). Os resultados da simulação, demonstrados a partir do método de Runge-Kutta com passo variável implementado no ambiente computacional do MATLAB®. Os diagramas de frequência, retratos de fase e series temporais mostram que o TLCD atende ao propósito para o qual foi proposto reduzindo as amplitudes de oscilação da estrutura e eliminado o efeito de Sommerfeld (salto), e os expoentes de Lyapunov e FFT, mostram que o comportamento caótico do sistema foram eliminados. Os resultados também foram comprovados, comparando-se com resultados encontrados na literatura.