Projeto de controle hibrido aplicado a vibrações excessivas em uma estrutura

• DIOGO BATISTA FERNANDES ^[1] ; FÁBIO ROBERTO CHAVARETTE ^[1]
  1. [1] UNESP
• Localización: Revista iberoamericana de ingeniería mecánica, ISSN 1137-2729, Vol. 21, Nº 1, 2017, págs. 13-22
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Hybrid control project applied to excessive vibrations in a structure
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  • English

    Tuned Mass Dampers tuned (TMD) or Dynamic Absorbers are devices for passive control of vibration in machinery, buildings or other structures. Over the years these devices have improved and become more versatile. In this work, we consider a device with a cubic dependence on displacement in the rigidity of the elastic member coupled to the main mass and connected to the apparatus, both in parallel with a linear viscous damping. The problem is modelled using nonlinear ordinary differential equations to be linearized around its equilibrium point. As a way to excite the TMD, a seismic excitation was used and this is a real spectral function, Tajimi-Kanai spectrum, as in a real situation, the local soil properties produce change in the dynamic properties, thus causing instability in the structure where parameters were used to find a chaotic behaviour in the system. In order to minimize the vibrations caused by seismic excitation was proposed a structural hybrid control. The structural control, basically promotes changes in stiffness and damping of the structure, or by adding external devices, either by the action of external forces. The control technique that is coupled to the TMD is the semiactive control, the magneto rheological damper absorber, in order to minimize vibrations and reduce the chaotic motion of the system to a stable point. The hybrid control strategy adopted demonstrates efficiency for this type of problem and can be used as a way to prevent property loss, damage or buildings ruins.

  • português

    Amortecedores de massa sintonizados (AMS) ou Absorvedores Dinâmicos são dispositivos para controle passivo de vibrações em máquinas, prédios ou outras estruturas. Com o passar dos anos esses dispositivos foram aprimorados e tornaram-se mais versáteis. Neste trabalho, será abordado um dispositivo considerando uma dependência cúbica do deslocamento na rigidez do elemento elástico acoplado à massa principal e conectada ao aparelho, ambos em paralelo com um amortecimento viscoso linear. O problema é modelado através de equações diferenciais ordinárias não lineares que serão linearizadas em torno de seu ponto de equilíbrio. Como forma de excitar o AMS, foi utilizada uma excitação sísmica sendo esta uma função espectral real, o espectro Tajimi-Kanai, já que em uma situação real, as propriedades do solo local produzem alteração nas propriedades dinâmicas, causando assim uma instabilidade na estrutura onde foram utilizados parâmetros para encontrar um comportamento caótico no sistema. Como forma de minimizar as vibrações causadas pela excitação sísmica foi proposta um controle hibrido estrutural. O controle estrutural, basicamente promove alterações nas propriedades de rigidez e amortecimento da estrutura, seja pela adição de dispositivos externos, seja pela ação de forças externas.

    A técnica de controle que será acoplada ao AMS é o controle semiativo, o amortecedor magneto reológico, com o objetivo de minimizar as vibrações e reduzir o movimento caótico do sistema a um ponto estável. A estratégia de controle hibrido adotado demonstra uma eficiência para este tipo de problema e pode ser utilizada como forma de se prevenir perdas materiais, danos ou ruínas de construções.