Título: MODELAGEM DINÂMICA DE UMA ESTRUTURA MULTI-PAVIMENTOS FLEXÍVEL PARA INVESTIGAÇÃO TEÓRICO-EXPERIMENTAL E ANÁLISE DE SENSIBILIDADE PARAMÉTRICA

Título alternativo: DYNAMIC MODELING OF A FLEXIBLE MULTI-STOREY STRUCTURE FOR THEORETICAL-EXPERIMENTAL RESEARCH AND PARAMETRIC SENSITIVITY ANALYSIS

Autoria de: Luiz Renato Felippe

Orientação de: Henrique Leandro Silveira

Coorientação de: Belisario Nina Huallpa

Presidente da banca: Henrique Leandro Silveira

Primeiro membro da banca: Belisário Nina Huallpa

Segundo membro da banca: Wander Gustavo Rocha Vieira

Terceiro membro da banca: Mauricio Francisco Caliri Junior

Palavras-chaves: Identificação paramétrica, modelo de parâmetros concentrados, sensibilidade de autovalor, função de resposta em frequência, método de elementos finitos

Data da defesa: 03/07/2023

Semestre letivo da defesa: 2023-1

Data da versão final: 24/07/2023

Data da publicação: 24/07/2023

Referência: Felippe, L. R. MODELAGEM DINÂMICA DE UMA ESTRUTURA MULTI-PAVIMENTOS FLEXÍVEL PARA INVESTIGAÇÃO TEÓRICO-EXPERIMENTAL E ANÁLISE DE SENSIBILIDADE PARAMÉTRICA. 2023. 49 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: Este trabalho apresenta o estudo de modelagem de uma estrutura multi-pavimentos esbelta, composta por pavimentos rígidos conectados por colunas flexíveis, que são barras roscadas de aço zincado. A identificação do módulo de elasticidade do material das colunas foi feita a partir de uma norma ASTM E1876-09 e o diâmetro útil das colunas foi ajustado via análise modal experimental, pela comparação das frequências naturais teóricas com as experimentais. Um modelo analítico considerando a massa das colunas foi proposto e validado através da comparação do modelo de resposta analítico e experimental. Os resultados encontrados apontam que quando a massa das colunas não é desprezível em relação a massa dos pavimentos, estas devem ser consideradas na modelagem. Inserindo as massas das colunas no modelo, o erro encontrado em comparação analítica-experimental foi reduzido quando comparado aos resultados encontrados no modelo de parâmetro concentrados usualmente encontrado na literatura, que desconsidera a massa das colunas. Tendo em vista a necessidade de compreender o impacto qualitativo e quantitativo da variação das características geométricas e de material no comportamento dinâmico da estrutura, é apresentado o estudo da sensibilidade paramétrica do modelo proposto. São analisadas variações nas frequências naturais de translação e torção e a sensibilidade destas devido à variação do comprimento entre pavimentos, diâmetro das colunas, massa dos pavimentos, massa das colunas e posicionamento das colunas em relação ao centro dos pavimentos, variando cada parâmetro individualmente de forma percentual em relação ao modelo original e mantendo os demais parâmetros constantes. Os resultados da análise de sensibilidade apontam ser possível alterar a ordem em que as frequências de torção ocorrem em relação às de translação, mantendo estas inalteradas, apenas variando a configuração geométrica do posicionamento das colunas nos pavimentos.

Abstract: This work presents the modeling study of a slender multi-story structure, composed of rigid floors connected by flexible columns, which are threaded bars of galvanized steel. The identification of the Youngs modulus of the columns was made from an ASTM E1876-09 standard and the equivalent diameter of the columns was adjusted by experimental modal analysis, by comparing the theoretical natural frequencies with the experimental ones. An analytical model considering the mass of the columns was proposed and validated by comparing the analytical and experimental frequency response models. The results found indicate that when the mass of the columns is not negligible compared to the mass of the floors, these must be considered in the modeling. By inserting the masses of the columns in the model, the error found in the analytical-experimental comparison was reduced when compared to the results found in the lumped parameter model usually found in the literature, which disregards the mass of the columns. Bearing in mind the need to understand the qualitative and quantitative impact of the variation of geometric and material characteristics on the dynamic behavior of the structure, a parametric sensitivity study of the proposed model is presented. Variations in the natural frequencies of translation and torsion and their sensitivity due to the variation in length between floors, diameter of the columns, mass of the floors, mass of the columns and positioning of the columns in relation to the center of the floors are analyzed, varying each parameter individually in a way percentage in relation to the original model and keeping the other parameters constant. The results of the sensitivity analysis indicate that it is possible to change the order in which the torsion frequencies occur in relation to the translational ones, keeping these unchanged, just by varying the geometric configuration of the positioning of the columns on the floors.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_mecanica/20231201521076

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G032 - ENGENHARIA MECÂNICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Luiz Renato Felippe e Universidade Federal de Lavras

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