High frequency vibration analysis by energy methods / Analise de vibrações em altas frequencias por metodos de energia

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Nesta tese, uma avaliação do comportamento vibracional médio em freqüência-espaço é realizada com o objetivo de identificar como as vibrações se propagam através de uma estrutura em altas freqüências. Para isso, utilizaram-se equações diferenciais de energia, assim como equações diferenciais de movimento para propagação de ondas transversais e longitudinais no plano (x,y), as quais foram numericamente resolvidas. As metodologias empregadas para resolver as equações diferenciais parciais de energia são: Analiso de Fluxo de Energia ("Energy Flow Analysis - EFA"), Método do Fluxo de Energia utilizando Elementos Finitos ("Energy Finite Element Method - EFEM"), Método do Elemento Espectral de Energia ("Energy Spectral Element Method - ESEM"). Para resolver numericamente as equações diferenciais de propagação de ondas foi utilizado o Método dos Elementos Espectrais ("Spectral Element Method - SEM"). O foco principal desta tese é determinar os fluxos e densidades médios totais e parciais por EFEM e ESEM para estruturas simples como barras e vigas colineares, vigas acopladas em ângulos arbitrários e vigas acopladas na forma de um T. Na formulação do EFEM está incluso um mecanismo {matriz de elemento de junta) que modela o acoplamento entre elementos estruturais das estruturas mencionadas anteriormente. A matriz de elemento de junta é única para cada tipo de junta, e necessita de procedimento especial para ser inserida na matriz global do sistema de equações do EFEM. ESEM é uma formulação matricial baseada na solução geral da equação diferencial parcial de energia, assim sendo, o elemento espectral de energia é equivalente a um número infinito de elementos finitos de energia. Finalmente, o último método, SEM, é obtido a partir da solução exata da equação diferencial de propagação da onda, e portanto, não existe aproximação implícita na discretização como no caso do EFEM. Assim, os resultados obtidos por SEM foram utilizados para comparação com os resultados obtidos por EFEM e ESEM. Uma investigação experimental do comportamento vibracional de uma estrutura composta por duas barras colineares e uma outra composta por vigas conectadas na forma de T no sistema (x,y) foi realizada para verificar os resultados de EFEM, ESEM e SEM. Também foram estimados os Fatores de Perda por Acoplamento ("Coupling Loss Factor - CLFs") experimentais da Análise Estatística de Energia ("Statistical Energy Aiialysis - SEA") usando a técnica do Método da Potência Injetada ("Power Injection Method - PIM") com as respostas vibracionais medidas ao longo da viga T

ASSUNTO(S)

metodo dos elementos finitos spectrum analysis wave propagation vibration estatistica - análise analise espectral statistical vibração finite element method propagação de ondas

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