Modelo de baixa dimensão para análise das vibrações não lineares de cascas cilíndricas com gradação funcional

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dc.contributor.advisor1Silva, Frederico Martins Alves da
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9929132527197884por
dc.contributor.referee1Silva, Frederico Martins Alves da
dc.contributor.referee2Soares, Renata Machado
dc.contributor.referee3Brito , Jose Luis Vital
dc.creatorMontes , Roger Otavio Pires
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5299851986010654por
dc.date.accessioned2015-10-23T11:04:48Z
dc.date.issued2015-05-25
dc.description.abstractThis master’s thesis analyses the free and forced nonlinear vibrations of a simply supported functionally graded cylindrical shell which the material’s properties are described by gradient’s law along the shell’s thickness. The nonlinear equations of motion are obtained using nonlinear theories Donnell and Sanders, where the field displacements and field strain of nonlinear Donnell’s shallow shell theory is obtained as a simplification of the nonlinear Sanders’s formulation. The effects of the internal fluid, that is incompressible, irrotational and inviscid and it has been described as a potential velocity to consider the fluid-structure interaction, and the influence of a thermal field in the nonlinear dynamic behavior of the functionally graded cylindrical shell will be investigated. It is developed a low-dimensional model, wherein the shell of the system equilibrium equations is solved by an analytical procedure, which yields the longitudinal and circumferential displacement field as a function of transverse displacement, satisfying the boundary conditions problem. The determination of transverse displacement is obtained by the perturbation techiniques, which enables the achievement of the main nonlinear modes that should be present in the displacement fields of the functionally grade cylindrical shell. To analyze the nonlinear free vibration, it is applied the Galerkin-Urabe method to obtain the system of non-linear algebraic equations, and then resolved by the Newton-Raphson method. The results show the influence of functional gradation, geometry, the effect of the internal fluid, considering a fluid-filled shell, and the thermal action of the nonlinear free vibrations of the shell by the frequency-amplitude relations. Finally, a parametric analysis to study the nonlinear forced vibrations of the cylindrical shell subjected to a harmonic loading side for some geometric relations is conducted. In this case the system of ordinary differential equations of second order in time is obtained from the application of the Galerkin method and integrated over time from the Runge-Kutta fourth order method. The results evaluates the influence of the internal fluid and the thermal effects in the nonlinear oscillation of functionally graded cylindrical shell, using the resonances’ curves, the basins’ attraction, time responses and the phase portraits.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-22T19:24:12Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Roger Otávio Pires Montes - 2015.pdf: 8169771 bytes, checksum: e580ffb280dfa5136f41ab38cf0aec4e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5)eng
dc.description.provenanceApproved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-23T11:04:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Roger Otávio Pires Montes - 2015.pdf: 8169771 bytes, checksum: e580ffb280dfa5136f41ab38cf0aec4e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5)eng
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2015-10-23T11:04:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Roger Otávio Pires Montes - 2015.pdf: 8169771 bytes, checksum: e580ffb280dfa5136f41ab38cf0aec4e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-05-25eng
dc.description.resumoNesta dissertação são analisadas as vibrações, livres e forçadas, não lineares de uma casca cilíndrica simplesmente apoiada feita com um material com gradação funcional, que as propriedades dos materiais constituintes são descritas por determinadas leis de gradação ao longo da espessura. As equações não lineares de movimento são obtidas utilizando-se as teorias não lineares de Donnell e de Sanders, sendo que os campos de deslocamentos e as deformações referentes à teoria não linear de Donnell para cascas abatidas podem ser obtidos como uma simplificação da formulação não linear de Sanders. Serão investigados os efeitos da presença de um fluido interno, incompressível, não viscoso e irrotacional, sendo descrito a partir de um potencial de velocidade, considerando a interação fluido-estrutura, além da influência de um campo térmico no comportamento dinâmico não linear da casca cilíndrica com gradação funcional. É desenvolvido um modelo de baixa dimensão, em que o sistema de equações de equilíbrio da casca é resolvido através de um procedimento analítico, o qual permite obter os campos de deslocamento axial e circunferencial em função dos deslocamentos transversais, além de atender as condições de contorno do problema. A determinação dos deslocamentos transversais é feita a partir do método da perturbação, o qual possibilita a obtenção dos principais modos não lineares que devem estar presentes nos campos de deslocamentos da casca cilíndrica. Para analisar as vibrações livres não lineares, aplica-se o método de Galerkin-Urabe para se obter o sistema de equações algébricas não lineares, sendo, em seguida, resolvido a partir do método de Newton-Raphson. Os resultados mostram a influência da gradação funcional, da geometria, do efeito do fluido interno, considerando uma casca totalmente preenchida, e da ação térmica nas vibrações livres não lineares da casca por meio das relações frequência-amplitude. Por fim, é feita uma análise paramétrica das vibrações forçadas não lineares da casca cilíndrica submetida a um carregamento lateral harmônico para algumas relações geométricas. Neste caso o sistema de equações diferenciais ordinárias de segunda ordem no tempo é obtido a partir da aplicação do método de Galerkin e integrado ao longo do tempo a partir do método de Runge-Kutta de quarta ordem. Da mesma forma avalia-se a influência do fluido interno e dos efeitos térmicos nas oscilações não lineares da casca cilíndrica com gradação funcional, utilizando-se as curvas de ressonância, as bacias de atração, as respostas no tempo e os planos fase.por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEGpor
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationMONTES, R. O. P. Modelo de baixa dimensão para análise das vibrações não lineares de cascas cilíndricas com gradação funcional. 2015. 145 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2015.por
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/4741
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Civil - EEC (RG)por
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Civil (EEC)por
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCasca cilíndricapor
dc.subjectVibrações não linearespor
dc.subjectGradação funcionalpor
dc.subjectFluido e temperaturapor
dc.subjectModelo de baixa dimensãopor
dc.subjectCylindrical shellpor
dc.subjectFunctionally graded materialspor
dc.subjectNonlinear vibrationspor
dc.subjectFluid and temperaturepor
dc.subjectLow-dimensional modelpor
dc.subject.cnpqESTRUTURAS::MECANICA DAS ESTRUTURASpor
dc.thumbnail.urlhttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/retrieve/21610/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-%20Roger%20Ot%c3%a1vio%20Pires%20Montes%20-%202015.pdf.jpg*
dc.titleModelo de baixa dimensão para análise das vibrações não lineares de cascas cilíndricas com gradação funcionalpor
dc.title.alternativeLow-dimensional model for nonlinear vibrations analysis of functionally graded cylindrical shellseng
dc.typeDissertaçãopor

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