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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36718| Título: | Comportamento dinâmico de pórticos metálicos ao acoplar absorvedores dinâmicos de vibrações do tipo viga com massa na ponta |
| Título(s) alternativo(s): | Dynamic behavior of metal gantries when coupling beam-type dynamic vibration absorbers with massat the point |
| Autor(es): | Zenatti, Carlos Natã |
| Orientador(es): | Novak, Paulo Rogerio |
| Palavras-chave: | Construção metálica Vibração Pórticos estruturais Análise modal Building, Iron and steel Vibration Structural frames Modal analysis |
| Data do documento: | 27-Fev-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | ZENATTI, Carlos Natã. Comportamento dinâmico de pórticos metálicos ao acoplar absorvedores dinâmicos de vibrações do tipo viga com massa na ponta. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2025. |
| Resumo: | Este trabalho investiga o comportamento dinâmico de sistemas estruturais metálicos aporti-cados com absorvedores dinâmicos de vibrações (ADVs) do tipo viga com massa na ponta, visando o controle de vibrações e a melhoria do desempenho estrutural. A pesquisa é dividida em dois casos: no primeiro (Caso 1), realizou-se uma análise numérica utilizando o Método de Elementos Finitos (MEF) para modelar de forma simplificada o pórtico do Caso 2 e avaliar a eficiência de oito ADVs dimensionados pelos métodos de deflexão máxima e razão de massas. Além disso, o estudo visa propor um modelo analítico simplificado de 3 graus de liberdade (GDL) para comparar com resultados numéricos. Assim, no modelo numérico, os resultados demonstraram uma redução significativa na amplitude de aceleração da primeira frequência natural, além de evidenciar a influência de ADVs com maiores massas na dinâmica estrutural. Já no modelo analítico, os resultados indicam uma boa convergência com o modelo numérico, sendo que as discordâncias estão correlacionadas ao método da superposição modal e ao baixo número de GDL. No segundo caso (Caso 2), foi realizada uma análise modal experimental em um pórtico, validando o modelo numérico (mais complexo que o do Caso 1) com um erro de apenas 0,01% na frequência alvo. Quatro ADVs foram dimensionados e testados numericamente, com resultados indicando alta eficiência mesmo para ADVs com massas menores. Um dos ADVs foi fabricado e aplicado experimentalmente, resultando em uma redução da amplitude de aceleração da primeira frequência natural, além de atenuar as amplitudes em todos os modos da direção alvo. Os resultados confirmam a eficácia do uso de ADVs na atenuação de vibrações em estruturas metálicas, contribuindo para avanços no controle dinâmico de sistemas estruturais e na segurança de aplicações práticas. |
| Abstract: | This work investigates the dynamic behavior of metallic structural systems supported by Tuned Mass Damper (TMDs) of the beam type with mass at the tip, with a view to controlling vibrations and improving structural performance. The research is divided into two cases: in the first (Case 1), a numerical analysis using the Finite Element Method (FEM) was carried out to model the Case 2 frame in a simplified way and to evaluate the efficiency of eight TMDs designed using the maximum deflection and mass ratio methods. In addition, the study aims to propose a simplified analytical model with 3 Degrees Of Freedom (DOF) to compare with numerical results. Thus, in the numerical model, the results showed a significant reduction in the acceleration amplitude of the first natural frequency, as well as highlighting the influence of TMDs with greater masses on structural dynamics. As for the analytical model, the results indicate good convergence with the numerical model, with the disagreements being correlated to the modal superposition method and the low number of DOF. In the second case (Case 2), an experimental modal analysis was carried out on a frame, validating the numerical model (more complex than Case 1) with an error of only 0.01% in the target frequency. Four TMDs were designed and tested numerically, with results indicating high efficiency even for TMDs with smaller masses. One of the TMDs was manufactured and applied experimentally, resulting in a reduction in the acceleration amplitude of the first natural frequency, as well as attenuating the amplitudes in all modes of the target direction. The results confirm the effectiveness of using TMDs to attenuate vibrations in metallic structures, contributing to advances in the dynamic control of structural systems and the safety of practical applications. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36718 |
| Aparece nas coleções: | PB - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
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