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Supressão passiva do problema de excitação paramétrica por meio de um absorvedor não-linear de vibração: influência das condições iniciais

Processo: 19/15046-2
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Vigência (Início): 11 de dezembro de 2019
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Naval e Oceânica - Hidrodinâmica de Navios e Sistemas Oceânicos
Pesquisador responsável:Guilherme Rosa Franzini
Beneficiário:Guilherme Rosa Franzini
Anfitrião: Stefano Lenci
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa: Università Politecnica delle Marche (UNIVPM), Itália  
Assunto(s):Absorvedores de vibrações   Supressão   Estimação paramétrica   Equações não lineares

Resumo

O problema de excitação paramétrica pode ser modelado na forma de uma equação não-autônoma e homogênea sendo caracterizado, portanto, por parâmetros da equação de movimento que dependem explicitamente do tempo. Um particular caso bastante estudado na literatura é aquele onde a rigidez varia harmonicamente com o tempo ao redor de um valor médio, sendo descrito por uma equação de Mathieu. Dependendo dos valores de amplitude e frequência de variação da rigidez, respostas limitadas ou ilimitadas podem ser obtidas. As soluções ilimitadas decorrem da chamada instabilidade paramétrica. A excitação paramétrica se faz presente em diversas aplicações tecnológicas, entre elas a dinâmica de cabos. Nessas estruturas, a rigidez ao movimento lateral é governada pela força de tração (rigidez geométrica). Caso alguma ação ambiental leve à variação temporal da força normal, a estrutura pode oscilar lateralmente em decorrência da instabilidade paramétrica. Tendo em vista sua importância tecnológica, a supressão da excitação paramétrica é um tópico que merece estudos. Em particular, este projeto visa o estudo numérico da supressão passiva da excitação paramétrica em um cilindro rígido montado em base elástica com rigidez dependente do tempo por meio de um absorvedor não-linear de vibração (NVA) do tipo rotativo. O objeto da pesquisa aqui proposta já foi tema de um projeto anterior apoiado pela FAPESP (ver processo 2016/20929-2). No projeto já concluído, mostrou-se que o supressor adotado é capaz de suprimir as vibrações decorrentes da instabilidade paramétrica. Embora a capacidade de supressão tenha sido verificada numericamente, apenas uma condição inicial foi estudada. Tendo em vista o caráter não-linear das equações descritivas do problema de supressão passiva, as condições iniciais podem ser relevantes na resposta do sistema. Assim, o objetivo deste projeto de pesquisa é a avaliação numérica da influência das condições iniciais na capacidade de supressão passiva da excitação paramétrica por meio de um NVA rotativo. Nesse sentido, a colaboração com o grupo do Prof. Stefano Lenci, da Università Politecnica delle Marche é essencial, uma vez que o Prof. Lenci é reconhecido como um dos maiores especialistas mundiais no campo de sensibilidade de sistemas não-lineares à variação nas condições iniciais. Ao final do projeto, pretende-se obter um conjunto de ferramentas numéricas que permitam quantificar a eficiência de um NVA rotativo como função das condições iniciais do modelo matemático. Espera-se, ainda, obter alguns resultados preliminares. (AU)

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