Publicação
Melhoramento de modelos dinâmicos de elementos finitos identificados experimentalmente
| Resumo: | O presente trabalho tem como objectivo principal obter um modelo de elementos finitos simplificado e um modelo analítico para representação de juntas rebitadas em análise dinâmica de estruturas usando uma ferramenta de melhoramento de modelos de elementos finitos. Foram realizados ensaios experimentais de análise modal em modelos semelhantes aos modelos de elementos finitos desenvolvidos. Foram extraídas destes ensaios as respostas modais que foram utilizadas como referência para possibilitar a comparação com os modelos de elementos finitos desenvolvidos. Para responder ao objetivo deste trabalho, procedeu-se ao melhoramento de um programa de melhoramento de modelos de elementos finitos implementado em MatLab®, já desenvolvido. As evoluções implementadas passaram por dotar o programa com um otimizador de procura global baseado nos métodos estocásticos. É também apresentado um método sequencial de duas etapas para modificação estrutural e melhoramento de modelos de elementos finitos, baseado numa função de otimização multi-objetivo. Este método apresenta novidades no sentido de que é possível otimizar os modelos com base na geometria, comportamento estático e comportamento dinâmico dos modelos. O processo é desenvolvido e implementado em MatLab®, e uma função multi-objetivo é usada para avaliar a proximidade entre o modelo a melhorar e o modelo de referência após cada iteração do processo. É proposta uma nova abordagem para representação simplificada de juntas rebitadas em elementos finitos em análise dinâmica de estruturas. A nova abordagem compreende a representação do rebite em elementos finitos com recurso a elementos mola-amortecedor. São obtidos valores de constante de rigidez para as molas que representam o rebite em vários modelos de juntas rebitadas, usando as ferramentas de melhoramento de modelos de elementos finitos desenvolvidas. Com base nesses valores, é efetuado o desenvolvimento matemático de uma equação que permite definir por meio analítico o valor da constante de rigidez das molas que representam o rebite em elementos finitos. |
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| Autores principais: | Dourado, Marco Daniel Malheiro |
| Assunto: | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica |
| Ano: | 2016 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | O presente trabalho tem como objectivo principal obter um modelo de elementos finitos simplificado e um modelo analítico para representação de juntas rebitadas em análise dinâmica de estruturas usando uma ferramenta de melhoramento de modelos de elementos finitos. Foram realizados ensaios experimentais de análise modal em modelos semelhantes aos modelos de elementos finitos desenvolvidos. Foram extraídas destes ensaios as respostas modais que foram utilizadas como referência para possibilitar a comparação com os modelos de elementos finitos desenvolvidos. Para responder ao objetivo deste trabalho, procedeu-se ao melhoramento de um programa de melhoramento de modelos de elementos finitos implementado em MatLab®, já desenvolvido. As evoluções implementadas passaram por dotar o programa com um otimizador de procura global baseado nos métodos estocásticos. É também apresentado um método sequencial de duas etapas para modificação estrutural e melhoramento de modelos de elementos finitos, baseado numa função de otimização multi-objetivo. Este método apresenta novidades no sentido de que é possível otimizar os modelos com base na geometria, comportamento estático e comportamento dinâmico dos modelos. O processo é desenvolvido e implementado em MatLab®, e uma função multi-objetivo é usada para avaliar a proximidade entre o modelo a melhorar e o modelo de referência após cada iteração do processo. É proposta uma nova abordagem para representação simplificada de juntas rebitadas em elementos finitos em análise dinâmica de estruturas. A nova abordagem compreende a representação do rebite em elementos finitos com recurso a elementos mola-amortecedor. São obtidos valores de constante de rigidez para as molas que representam o rebite em vários modelos de juntas rebitadas, usando as ferramentas de melhoramento de modelos de elementos finitos desenvolvidas. Com base nesses valores, é efetuado o desenvolvimento matemático de uma equação que permite definir por meio analítico o valor da constante de rigidez das molas que representam o rebite em elementos finitos. |
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