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Estudo em túnel de vento dos efeitos de atenuadores dinâmicos sintonizados em modelos de edifícios altos

Czarnobay, André da Silva
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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Com a crescente necessidade de projetos cada vez mais econômicos, bem como a valorização dos terrenos nos grandes centros urbanos, que leva a conseqüente necessidade de aumentar o aproveitamento destes, e com o desenvolvimento das técnicas construtivas e dos processos de análise estrutural, as edificações tornaram-se mais altas, leves, flexíveis, menos amortecidas, e, portanto, mais susceptíveis a problemas de vibrações, inclusive as induzidas pela ação do vento. Nessa situação, o amortecimento natural da edificação pode tornar-se insuficiente para reduzir os movimentos causados pela ação do vento, o que pode gerar desconforto aos usuários, quebra de vidros e até mesmo danos à estrutura. Para se atingir a redução destes deslocamentos, em alguns casos, requer-se um suplemento adicional de amortecimento, para evitar tais movimentações excessivas. Tal suplemento de amortecimento é alcançado pela instalação de um sistema de dissipação de energia na edificação. Os atenuadores dinâmicos sintonizados constituem-se em um destes sistemas de dissipação de energia, sendo utilizados para aumentar o amortecimento geral do sistema estrutural. Foram realizados testes com um modelo do edifício alto padrão “CAARC Standard Tall Building”...

Uso de amortecedores de massa sintonizados para a redução de vibrações em estruturas submetidas a eventos sísmicos; Use of tuned mass dampers for vibration reduction in structures subjected to seismic events

Kronbauer, Fernando
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso Formato: application/pdf
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Nesta monografia é apresentado um estudo acerca do uso de amortecedores de massa sintonizados (AMS) para o controle de vibrações em estruturas submetidas a eventos sísmicos. Para isso, uma rotina computacional foi criada em ambiente Matlab onde foram obtidas as respostas dinâmicas da estrutura em termos de deslocamento, velocidade e aceleração. Usou-se o método de Newmark para a integração numérica das equações de movimento da estrutura. Primeiramente simulou-se a estrutura apenas com seu amortecimento próprio e, a seguir, considerou-se a estrutura com um AMS instalado no topo do edifício, sintonizado para a frequência do primeiro modo de vibração. Os resultados obtidos foram comparados e mostrou-se que a estrutura teve uma redução considerável de deslocamento, velocidade e aceleração para os dois sismos analisados.; This monograph presents a study about the use of tuned mass dampers (TMD) for vibration control in structures subjected to seismic events. For this, a computational routine was created in Matlab where the dynamics responses of the structure were obtained in terms of displacement, velocity and acceleration. The Newmark method was used for numerical integration of the equations of motion of the structure. First...

Estudo experimental de um supressor de vibração PTMD em um modelo reduzido de jumper submerso; Experimental study of a PTMD vibration absorber in a scaled down submarine jumper model

Luan Grégori Tochetto
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 30/08/2013 PT
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Tubulações submarinas, tais como risers e jumpers, sofrem carregamentos estáticos e dinâmicos devido a forças ambientais, correntes marítimas e ondas, carregamentos devido aos deslocamentos da unidade flutuante de produção (plataformas ou navios), escoamento interno, além de outras causas. O controle dos deslocamentos oscilatórios dessas tubulações é fundamental para a confiabilidade e vida em fadiga desses sistemas, motivando projetos de pesquisa com tal propósito nos últimos anos. Uma tecnologia em consideração é o Pounding Tuned Mass Damper (PTMD), o qual é o assunto do presente trabalho. Este trabalho apresenta um estudo experimental de um absorvedor de vibrações - o PTMD - acoplado a um modelo de jumper submarino em escala reduzida. O aparato é composto de uma seção de tubo montada em um sistema de suspensão elástica para movimento em duas direções, propiciando similaridade dinâmica parcial entre o protótipo e o modelo. O modelo de PTMD é um sistema massa - mola anexado, similar a um supressor tuned mass damper (TMD), a não ser a adição de um envoltório de batimento, o qual limita o deslocamento da massa do PTMD, dissipando energia do tubo oscilante através do impacto da massa do PTMD contra esse envoltório. Experimentos de oscilação livre e forçada foram realizados na direção vertical...

Controle de vibrações induzidas em uma laje de academia de ginástica com a utilização de amortecedores de massa sintonizados (AMS); Induced vibration control of a gym slab using mutiple tuned mass dampers (TMD)

Lima, Daniel Valença Fiuza
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Dissertação
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Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007.; Neste trabalho apresenta-se a análise dinâmica da laje de um edifício comercial localizado na cidade de Brasília, Brasil, utilizado como academia de ginástica. É avaliada a sua resposta quando submetida ao carregamento oriundo das atividades humanas de pular e dançar. A estrutura é modelada em elementos finitos e analisada inicialmente sob regime estático. Em seguida, é feita uma análise modal para se obter as freqüências naturais e os modos de vibração. Sendo identificadas freqüências consideravelmente baixas, próximas às freqüências que caracterizam o carregamento devido à atividade humana, faz-se então uma análise transiente, submetendo-se a estrutura a uma carga dinâmica que simula a atividade humana típica de academia. A resposta da estrutura quando submetida à carga dinâmica é avaliada, então, quanto a critérios de normas internacionais que estabelecem deslocamentos e acelerações admissíveis. Uma vez que são constatados níveis de vibração superiores aos recomendados pelos diferentes códigos, faz-se necessário o estudo de um mecanismo de controle capaz de reduzir as vibrações obtidas. Assim...

Otimização de amortecedores de massa sintonizados, múltiplos e interligados, para controle de vibrações em edifícios altos; Otimization of interconnected, multiple and tuned mass damper for high buildings vibration control

Ospina, Carolina Sánchez
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Dissertação
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Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2008.; Com o advento de novas tecnologias e novos materiais o homem tem construído estruturas cada vez mais altas e flexíveis, porém mais vulneráveis às vibrações. Entre as várias técnicas desenvolvidas para evitar estas vibrações, está o controle passivo o qual subdivide-se em vários tipos de dispositivos. O amortecedor de massa sintonizado múltiplo (AMSM) é um deles. Este consiste em vários sistemas massamola- amortecedor sintonizados ao redor da freqüência do sistema principal. Neste trabalho se comparam as respostas de um edifício shear frame de vinte andares reduzido a um grau de liberdade por meio do método da superposição modal, tomando-se a contribuição do primeiro modo de vibração como a mais significativa. Inicialmente, verifica-se que os parâmetros sugeridos pela literatura para o AMSM não interligado (NI) não são adequados para o AMSM interligado (I). Portanto, realiza-se um estudo paramétrico, baseado no procedimento de busca numérica Min. Max. a fim de determinar parâmetros que conduzam a uma melhor eficiência do AMSM I para dois, três, quatro e cinco massas e apresentar as equações que governam este sistema de AMSM I. As equações do AMSM I são determinadas por meio de um ajuste de curvas...

Controle de vibrações em vigas metálicas com distintas configurações de apoio utilizando amortecedores de massa sintonizados; Vibration control of metallic beams with different support configurations using tuned mass dampers

Valencia, Luis Augusto Lara
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Dissertação
POR
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Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007.; Um dos sistemas mais comumente utilizados para o controle de vibrações em estruturas civis é o Amortecedor de Massa Sintonizado (AMS). Os amortecedores de massa sintonizados consistem basicamente em uma massa, uma mola e um amortecedor, os quais são conectados na estrutura, sintonizando a freqüência do amortecedor a uma freqüência particular, com o objetivo de fazer que o amortecedor vibre fora de fase com o movimento causado pelo carregamento dinâmico, transferindo-se assim a energia para o mesmo. No presente trabalho analisa-se numericamente através do software ANSYS, o número e a posição mais eficiente de Amortecedores de Massa Sintonizados para vigas com diferentes configurações de apoio, os parâmetros do AMS são calculados mediante as expressões de Den Hartog (para o caso de um único AMS) e o critério desenvolvido por Jangid (para o caso de AMS múltiplo). Para cada uma destas vigas foi realizada uma análise modal e uma serie de análises transientes com o objetivo de determinar as freqüências naturais e os modos de vibração das vigas modeladas, assim como as respostas dinâmicas máximas obtidas das estruturas analisadas sob uma condição de carregamento específica. Os resultados obtidos demonstraram reduções na resposta dinâmica máxima das vigas de mais de 80% nos casos onde a excitação da estrutura era harmônica e de mais de 45% no caso em que o carregamento aplicado nas vigas foi o carregamento aleatório executado. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT; One of the most common strategies for vibration control in civil structures is the Tuned Mass Damper (TMP). The Tuned Mass Dampers consist basically of a mass...

Controle da resposta dinâmica de um passarela de pedestres da cidade de Brasília com a utilização de amortecedores de massa sintonizados; Vibration control of a footbridge in the city of Brasilia using multiple tuned mass dampers (AMSM)

Gomes, Daniel Henrique Moreira
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Dissertação
PT_BR
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Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006.; O avanço das tecnologias construtivas e o uso de materiais de alta resistência têm possibilitado o projeto de estruturas cada vez mais leves e flexíveis, que conseqüentemente possuem menor rigidez e amortecimento. Dessa forma, essas estruturas são mais sensíveis a vibrações em baixas freqüências, que é o caso das passarelas de pedestres. Os carregamentos produzidos por movimentos humanos se caracterizam por funções periódicas de baixas freqüências, que podem provocar desconforto e até problemas de segurança. As cargas dinâmicas que geralmente atuam em passarelas de pedestres são ocasionadas pelos movimentos de caminhar ou de correr de pedestres. Essas cargas possuem componentes de freqüência abaixo de 5 Hz. Em muitos casos é difícil evitar-se que as freqüências mais baixas da passarela se encontrem nesse intervalo, pois isso exige aumento da rigidez da estrutura e conseqüentemente aumento de massa, o que pode ser inviável economicamente. A utilização de amortecedores na estrutura é uma alternativa para esses casos. No presente trabalho foi realizado um estudo numérico do comportamento dinâmico de uma passarela de pedestres localizada na cidade de Brasília quando submetida às ações humanas de caminhar e correr. A análise de vibrações forçadas para carregamentos típicos de uma estrutura como esta mostrou que a passarela apresenta vibrações excessivas e que os limites de serviço indicados na literatura não são verificados em várias situações analisadas. Confirmou-se então a necessidade da introdução de um sistema de controle estrutural na passarela. Este sistema foi projetado através de simulações numéricas com diferentes configurações de amortecedores de massa sintonizados múltiplos (AMSM)...

Critérios de projeto para amortecedor tipo pêndulo para controle de vibrações em edifícios altos; Design criteria for damper type pendulum to vibration control in tall buildings

Oliveira, Fernando dos Santos
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Dissertação
POR
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46.68%
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012.; Com o crescente desenvolvimento das técnicas de análise de estruturas, o desenvolvimento dos materiais os tornando mais resistentes, e do elevado custo do metro quadrado nos grandes centros, tem-se aumentado cada vez mais a altura e a esbeltez dos edifícios, tornando essas edificações cada vez mais vulneráveis às ações de cargas dinâmicas como o vento e terremotos. Devido às ações dessas cargas dinâmicas, o controle de vibrações se tornou um campo de estudo bastante relevante e necessário dentro da Engenharia Civil. Um dos sistemas mais utilizados para o controle de vibrações em estruturas civis é o Amortecedor de Massa Sintonizado (AMS). Os amortecedores de massa sintonizados consistem basicamente em um sistema do tipo massa-mola-amortecedor, conectados na estrutura, sintonizando a frequência do amortecedor a uma frequência particular, com o objetivo de fazer que o amortecedor vibre fora de fase com o movimento causado pelo carregamento dinâmico, transferindo assim a energia para o mesmo. No presente trabalho é avaliada a eficiência de um amortecedor de massa sintonizado (AMS) na geometria de pêndulo...

Optimal configurations of composite multiple mass dampers in tall buildings

Avila,S. M.; Gonçalves,P. B.
Fonte: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas - ABCM Publicador: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas - ABCM
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/03/2009 EN
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66.69%
The effectiveness of multiple tuned mass dampers (MTMD) for suppressing harmonically forced oscillations is studied in the paper. In particular the influence of possible connections between the masses of the damper on the main system performance is investigated using four different configurations of a double mass damper. For this, a minimax procedure, which considers all dampers parameters and variables, is used to optimize each configuration and compare their influence on the minimum value of the maximum magnification factor of the main system. A parametric study shows that small variations in the MTMD parameters and the way in which the masses are connected have a marked influence on the main system response. This sensitivity gives the designer more freedom in choosing the proper damper configuration in a practical situation.

Dual-Functional Energy-Harvesting and Vibration Control: Electromagnetic Resonant Shunt Series Tuned Mass Dampers

Zuo, Lei; Cui, Wen
Fonte: American Society of Mechanical Engineers Publicador: American Society of Mechanical Engineers
Tipo: Artigo de Revista Científica
EN
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56.19%
This paper proposes a novel retrofittable approach for dual-functional energy-harvesting and robust vibration control by integrating the tuned mass damper (TMD) and electromagnetic shunted resonant damping. The viscous dissipative element between the TMD and primary system is replaced by an electromagnetic transducer shunted with a resonant RLC circuit. An efficient gradient based numeric method is presented for the parameter optimization in the control framework for vibration suppression and energy harvesting. A case study is performed based on the Taipei 101 TMD. It is found that by tuning the TMD resonance and circuit resonance close to that of the primary structure, the electromagnetic resonant-shunt TMD achieves the enhanced effectiveness and robustness of double-mass series TMDs, without suffering from the significantly amplified motion stroke. It is also observed that the parameters and performances optimized for vibration suppression are close to those optimized for energy harvesting, and the performance is not sensitive to the resistance of the charging circuit or electrical load.

INNOVATIVE TECHNOLOGIES FOR THE VIBRATION CONTROL OF EQUIPMENT IN CRITICAL FACILITIES

REGGIO, ANNA
Fonte: La Sapienza Universidade de Roma Publicador: La Sapienza Universidade de Roma
Tipo: Tese de Doutorado
EN
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66.47%
The present thesis settles in the framework of the dynamic modelling, seismic mitigation and permanent health monitoring of equipment in critical facilities. The main objective is to assess the feasibility and the effectiveness of innovative mitigation Technologies including: the passive isolation of a single equipment (equipment isolation systems); the passive isolation of a raised floor, on which a group of several equipment is anchored (isolated raised-floor systems); a non-conventional Tuned Mass Damper (TMD), realized by converting a large mass already present on the structure, e.g. the mass of an equipment, into a tuned mass, in order to reduce the structural response. The area of research is believed to have the potential for a wide application, since a still limited number of authors has addressed the theoretical and technical issues associated with the seismic design and protection of equipment. As a result, international seismic codes and standards also appear to be inadequate in this regard. Furthermore, the proposed technologies give the opportunity of addressing topics of significant scientific interest: the analysis of the dynamic interaction between an equipment and its supporting structure, generally neglected in current Literature and seismic codes; the definition of reduced-order generalized models...

Suppression of the stationary maglev vehicle-bridge coupled resonance using a tuned mass damper

Zhou, D.; Li, J.; Hansen, C.
Fonte: Sage Publications Inc Publicador: Sage Publications Inc
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em //2013 EN
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66.34%
The coupled resonance that occurs between a maglev vehicle and an elevated bridge is a unique problem for an electromagnetic suspension maglev system when the vehicle is suspended above the bridge without moving. This problem causes the bridge to vibrate in a large amplitude, it significantly degrades the ride comfort of the maglev train, and it needs to be solved before the commercial application of the system. In this paper, the principle of the stationary vehicle–bridge coupled resonance is investigated, and it is shown that the levitation system is non-passive and it causes self-excited vibration when the first resonance frequency of the bridge approaches the critical frequency of the levitation system. To eliminate the coupled resonance, an approach using a tuned mass damper (TMD) to render passive the levitation control system is presented, and it shows that a TMD with appropriate parameters can stabilize the coupled system. A procedure for seeking out a group of suboptimal parameters of the TMD is also proposed. This procedure ensures that the designed result has a satisfactory performance as well as a reasonable stability margin. The location where the TMD should be mounted to achieve the best performance is discussed. The numerical simulation shows that the designed TMD can completely suppress the vehicle–bridge coupled resonance.; Danfeng Zhou...

Novel smart variable stiffness tuned mass damper and its real time identification and control using time frequency techniques

Varadarajan, Nadathur
Fonte: Universidade Rice Publicador: Universidade Rice
ENG
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66.57%
The semi-active variable stiffness tuned mass damper (SAIVS-TMD), developed in this thesis, is capable of continuously varying its stiffness and retuning its frequency due to real time control, and is robust to changes in building stiffness and damping. In comparison, the passive tuned mass damper (TMD) can only be tuned to a fixed frequency, which is the first mode frequency of the building. The building fundamental frequency can change due to damage or other reasons. The developed SAIVS-TMD overcomes the limitations of the TMD by retuning the frequency in real time. Real time instantaneous frequency identification and control algorithms are developed in this thesis based on time-frequency techniques. Real time tuning algorithms that identify and tune the instantaneous frequency of the SAIVS-TMD are developed based on Hilbert Transform (HT), Short Time Fourier Transform (STFT) and Empirical Mode Decomposition (EMD). A new method for smoothing the end effects of EMD algorithm is proposed and verified through numerical examples. The mathematical formulation of the linear time varying (LTV) system is developed. A new predictor-corrector algorithm is proposed for the LTV system. The LTV analytical model is developed to study the response of SAIVS-TMD under harmonic...

Deterministic and stochastic responses of smart variable stiffness and damping systems and smart tuned mass dampers

Sonmez, Ertan
Fonte: Universidade Rice Publicador: Universidade Rice
ENG
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56.59%
Semi-active control algorithms are developed and examined for a variety of civil engineering applications subjected to a wide range of excitations. Except two control algorithms based on continuous variable structure control and Lyapunov control, the semi- active controllers developed in this study are based on real-time estimation of instantaneous (dominant) frequency and the evolutionary power spectral density by time-frequency analysis of either the excitation or the response of the structure. Time-frequency analyses are performed by either short-time Fourier transform or wavelet transform. The semi-active strategies are applied to three categories of structures: (1) smart single- and multi- degree-of-freedom (sSDOF/sMDOF) systems subjected to pulse-type and random ground excitations, (2) single/multiple smart tuned mass dampers (sTMD/sMTMD) subjected to random wind and ground excitations, and (3) smart tuned liquid column dampers (sTLCD) subjected to random wind and ground excitations. For sMDOF/sMDOF systems, nonlinear control algorithms developed to independently vary stiffness (continuous variable structure control) and damping (Lyapunov control) are examined against near-fault earthquakes and pulse type of excitations fitted to them. Another semi-active (time-frequency) controller is developed based on minimizing the instantaneous H2 norm of the response of the structure. Two time-frequency controllers (feedforward and feedback) are developed for single/multiple smart tuned mass dampers (sTMD/sMTMD) subjected to either force or base excitation. In the feedforward control...

Seismic response control of structures using novel adaptive passive and semi-active variable stiffness and negative stiffness devices

Pasala, Dharma Theja
Fonte: Universidade Rice Publicador: Universidade Rice
ENG
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66.63%
Current seismic design practice promotes inelastic response in order to reduce the design forces. By allowing the structure to yield while increasing the ductility of the structure, the global forces can be kept within the limited bounds dictated by the yield strength. However, during severe earthquakes, the structures undergo significant inelastic deformations leading to stiffness and strength degradation, increased interstory drifts, and damage with residual drift. The research presented in this thesis has three components that seek to address these challenges. To prevent the inelastic effects observed in yielding systems, a new concept “apparent weakening” is proposed and verified through shake table studies in this thesis. “Apparent weakening” is introduced in the structural system using a complementary “adaptive negative stiffness device” (NSD) that mimics "yielding” of the global system thus attracting it away from the main structural system. Unlike the concept of weakening and damping, where the main structural system strength is reduced, the new system does not alter the original structural system, but produces effects compatible with an early yielding. Response reduction using NSD is achieved in a two step sequence. First the NSD...

Structural Vibration Control of Nonlinear Systems Using the Smart Tuned Mass Damper (STMD) and the Nonlinear Tuned Mass Damper (NTMD) in Parallel

Sun, Chao
Fonte: Universidade Rice Publicador: Universidade Rice
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96.94%
Structural vibration control systems can be divided into four categories: 1) active control; 2) passive control; 3) semi-active control; and 4) hybrid control. It is well established that the semi-active control can provide control effect comparable to that of the active control but requires orders of magnitude smaller external energy. In this regard, researchers in this field have proposed and developed many promising semi-active control methodologies and devices, of which the semi-active or smart tuned mass damper (STMD) is very effective in reducing structural vibrations. In addition, adaptive-passive tuned mass damper (APTMD) which is tuned mechanically provides better reduction than the conventional passive TMD. In the present study, two kinds of TMDs: the smart tuned mass damper (STMD) which has variable frequency and variable damping ratio, and the adaptive passive tuned mass damper (APTMD) are investigated for the control of both linear and nonlinear structures. Vibration of nonlinear systems is characterized by multiple solution branches and instability, such as bifurcations (the jump phenomenon), and chaos. For a hardening D"uffing oscillator subjected to harmonic excitations, a nonlinear tuned mass damper (NTMD) provides better and more robust control effect than the linear TMD; however...

Applications of tuned mass dampers to improve performance of large space mirrors

Yingling, Adam J.; Agrawal, Brij N.
Fonte: Escola de Pós-Graduação Naval Publicador: Escola de Pós-Graduação Naval
Tipo: Artigo de Revista Científica
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46.46%
In order for future imaging spacecraft to meet higher resolution imaging capability, it will be necessary to build large space telescopes with primary mirror diameters that range from 10m to 20 m and do so with nanometers surafce accuracy. Due to launch vehicle mass and volume constraints, these mirrors have to be deployable and lightweight, such as segmented mirrors using active optics to correct mirror surfaces with closed loop control. As a part of this work, system identification tests revealed that dynamic disturbances inheret in a laboratory environment are significant enough to degrade the optical performance of the telescope. Research was performed at the Naval Postgraduate School to identify the vibration modes most affecting the optical performance and evaluate different techniques to increase damping of those modes. Based on this work, tuned mass dampers (TMDs) were selected becaues of their simplicity in implementation and effectiveness in targeting specific modes. The selected damping mechanism was an eddy current damper where the damping and frequency of the damper could be easily changed. System identification of segments was performed to derive TMD specifications. Several configurations of the damper were evaluated...

High amplitude response behavior of a linear oscillator-nonlinear absorber system: Identification, analysis, and attenuation by using a semi-active absorber in series

Eason, Richard
Fonte: Universidade Rice Publicador: Universidade Rice
Tipo: Thesis; Text Formato: application/pdf
ENG
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66.71%
Auxiliary absorbers provide an effective means to attenuate the vibrations of a structural or mechanical system (the "primary structure"). The simplest auxiliary absorber, a tuned mass damper (TMD), provides reliable narrow-band attenuation but is not robust to the effects of detuning. Strongly nonlinear tuned mass dampers (NTMDs) are capable of wide-band, irreversible energy transfer known as "energy pumping" but can also exhibit high amplitude solutions which significantly amplify the response of the primary structure. Semi-active tuned mass dampers (STMDs) incorporate an actuating element in order to achieve real-time tuning adjustment capability. This thesis presents a global dynamic analysis of the response of a primary structure with an NTMD and then explores the performance of a novel absorber configuration consisting of an NTMD and STMD attached to the primary structure in series. The global dynamic analysis is conducted using a new cell mapping method developed by the author and introduced within the thesis: the parallelized multi-degrees-of-freedom cell mapping (PMDCM) method. The benefits of the additional STMD component are explored for two distinct applications: (1) restoring the performance of a linear TMD which develops a weak nonlinearity due to operation outside of the intended range or other means...

Tuned mass damper effects on the response of multi-storied structures observed in geotechnical centrifuge tests

Jabary, Raz Najat; Madabhushi, Gopal Santana Phani
Fonte: Universidade de Cambridge Publicador: Universidade de Cambridge
Tipo: Relatório Formato: .xlsx
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96.65%
This dataset provides the raw responses in Excel (in Volts) of microelectromechnical and piezo-electric accelerometers positioned on the structural model or equivalent shear beam (ESB) container used to conduct the centrifuge tests considered in ?Tuned mass damper effects on the response of multi-storied structures observed in geotechnical centrifuge tests? (accepted on 23rd June 2015 for publication in Soil Dynamics and Earthquake Engineering). Fig. 2 in the accompanying research paper shows a layout of all instrument positions in the model. The calibration factors (g/V) of all accelerometers are provided below. Multiplication of the raw response (V) by the calibration factor (g/V) results in acceleration response (g). Loose sand Instrument (-) / Calibration Factor (g/V) M1/51.88 (first floor response) M2/53.05 (second floor response) P1/8.80 (ESB input) Dense-loose-dense sand Instrument (-) / Calibration Factor (g/V) M1/56.82 (first floor response) M2/43.43 (second floor response) P1/6.61 (ESB input) The raw data was recorded in centrifuge tests conducted with the Turner beam centrifuge facilities available at the Schofield Centre (High Cross, Madingley Road, Cambridge, CB3 0EL) between 10/06/2013 and 27/09/2013. Below is a list of the file names of the instrument response recordings...

Tuned mass damper effects on the response of multi-storied structures observed in geotechnical centrifuge tests

Jabary, R. N.; Madabhushi, S. P. G.
Fonte: Elsevier Publicador: Elsevier
Tipo: Article; published version
EN
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86.61%
This is the final version of the article. It first appeared from Elsevier via http://dx.doi.org/10.1016/j.soildyn.2015.06.013; Tuned mass dampers (TMDs) are widely used to reduce vibrations in structures. However, very little research is available on the experimental investigation of TMDs and their performance in soilstructure systems. In this paper, a series of geotechnical centrifuge tests was conducted to investigate the effects of TMDs on the response of a multiple-storey sway frame structure undergoing dynamic soil-structure interaction (SSI). Structural responses were recorded for a wide range of input motion characteristics, damper configurations and soil profiles. The practicality associated with the use of TMDs in the damping of resonant structures in light of unexpected earthquake characteristics different from design earthquakes was experimentally demonstrated. Tuning a TMD to soil-structure system properties rather than fixed-base structural properties was found to double the improvement in damping and reduce the original peak response by nearly half. The potential effectiveness of a detuned mass damper in light of significant SSI was also demonstrated.; The financial help during the course of the study was extended by the Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC).