Análise de uma Estrutura Não-Ideal com Absorvedor Dinâmico de Vibrações Viscoelástico com Materiais Inteligentes e Não-lineares

Resumo

A exploração dos osciladores não-ideais com materiais não-lineares e inteligentes ao longo das últimas décadas tem exercido um profundo impacto sobre a ciência como um todo, pois está nos obrigando a reavaliar algumas noções muito básicas sobre as relações entre um modelo matemático e os fenômenos que ele descreve. Este trabalho trata de um estudo acerca de um oscilador modelo com materiais não lineares e inteligentes, excitado por uma fonte não-ideal. O oscilador consiste basicamente de um pórtico, onde será implementado um absorvedor dinâmico de vibrações. Este absorvedor dinâmico de vibrações consiste de uma massa secundária que é conectada a estrutura principal por meio de uma barra de material viscoelástico. Os materiais viscoelásticos são classificados como materiais inteligentes, pois possuem a capacidade de modificar suas propriedades físicas de forma controlada mediante as variações do meio externo como variações de temperaturas, aplicação de campos magnéticos e elétricos. Neste caso, o material viscoelástico consiste de uma barra de material polimérico, o qual substituirá a mola e amortecedor viscoso, que tem a sua rigidez fortemente influenciada pela variação de temperatura. Uma fonte de excitação não-ideal é aquela que recebe uma resposta reciproca da estrutura ao mesmo tempo que age sobre a mesma, neste caso a fonte de excitação não-ideal, consiste de um motor elétrico de potência limitada. Após a obtenção do sistema de equações que regem o movimento da estrutura e do absorvedor dinâmico, são utilizadas, para a análise destes movimentos, as ferramentas da dinâmica não-linear e caótica como Diagramas de frequências, Series no domínio do tempo, Retratos de fase, Expoentes de Lyapunov e FFT (Fast Fourier Transform). Serão analisadas as respostas do sistema em regime permanente e do caos e comparados os resultados das simulações com resultados teóricos de um absorvedor dinâmico clássico (mola-amortecedor viscoso), e desta maneira os resultados mostram a eficiência do Absorvedor Dinâmico Viscoelástico na redução das amplitudes de oscilações, tanto da estrutura, quanto da fonte de excitação (motor), bem como a eliminação do Efeito Sommerfeld e de salto na passagem pela região de ressonância do oscilador.