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Tipo: Dissertação de Mestrado
Título: Análise dinâmica não linear de problemas envolvendo massas móveis aplicadas em cabos e elementos de viga
Autor(es): Flavio Marcilio de Oliveira
primer Tutor: Marcelo Greco
primer miembro del tribunal : Estevam Barbosa de Las Casas
Segundo miembro del tribunal: Marcílio Alves
Resumen: Esta dissertação irá trabalhar com as análises dinâmicas não lineares de massas móveis aplicadas em cabos e elementos de viga. Esse tipo de sistema mecânico é muito empregado em sistemas de transporte de passageiros como trens, e também possibilita a utilização de sistemas autônomos na inspeção e manutenção dos cabos de linhas de transmissão. Os sistemas estruturais são modelados numericamente com o auxílio de uma formulação baseada no método dos elementos finitos. Existem artigos recentes que trabalham essas análises utilizando vários métodos de solução, porém todos apresentam um alto nível de dificuldades na hora da discretização das equações governantes e na implementação dos algoritmos. Tais métodos, utilizando o conceito básico do Método dos Elementos Finitos dos sistemas de coordenadas locais e globais, são obrigados a trabalhar com um número maior de termos nas equações governantes. Assim, torna-se necessário o desenvolvimento de métodos numéricosde alta precisão, mas também simples para formulação não linear dinâmica. Portanto, o objetivo principal deste trabalho é apresentar uma abordagem numérica do sistema acoplado massa-cabo e massa-viga utilizando o conceito de não linearidade geométrica posicional.Usando esta metodologia, serão apresentadas análises com massas móveis movendo-se com velocidades constantes ou variáveis em problemas adimensionais e físicos reais. Para estes problemas, um conjunto de resultados será apresentado para análises do comportamento mecânico, como vibração no centro do vão durante o curso da massa ao longo do sistema estrutural (vibrações forçadas) e após a massa terminar seu curso (vibrações livres). Os resultados preliminares apontam para o enrijecimento do sistema acoplado massa-cabo durante o trajeto da massa, com o aumento da velocidade da massa. Esse fenômeno não é observado no sistema massa-viga.
Abstract: This dissertation deals with the nonlinear dynamic analysis of moving masses applied on cables and beam elements. This mechanical system is often used in systems for transport of passenger, such as trains, and also enables the use of autonomous systems used for inspectionand maintenance of cable structures. The structural systems are modeled numerically with the aid of a formulation based on the Finite Element Method. There are recent articles that work these analyzes using various solutions methods, but all show a high level of difficulty at thetime of discretization of the governing equations and the implementation of the algorithms. Such methods, using the basic concept of the Finite Element Method of the local and global coordinate systems, are forced to work with a larger number of terms in the governing equations. Thus, it becomes necessary the development of simple methods with morenumerical accuracy, for the dynamic nonlinear formulation. Therefore, the main objective of this work is to present a numerical approach of the system mass-cable and mass-beam using the concept of positional geometrical nonlinearity. Using this methodology, the analysis willbe presented to moving masses traveling with constant or variable velocities in dimensionless or real physical problems. For these problems, sets of results will be presented for the mechanical behavior analyses, as the midspan vibration during the course of the mass alongthe structural system (forced vibrations) and after the mass finishing their entire course (free vibrations). Preliminary results point to the increase of stiffness of the system mass-cable during the course of the mass, with the increase of mass velocity. This phenomenon is notobserved in beam-mass system.
Asunto: Engenharia de estruturas
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Tipo de acceso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-92WGA8
Fecha del documento: 21-sep-2012
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