Identificação integrada de propriedades mecânicas de materiais viscoelásticos nos domínios do tempo e da frequência considerando a influência da temperatura

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Autor(es): dc.contributorPereira, Jucélio Tomás, 1964--
Autor(es): dc.contributorUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica-
Autor(es): dc.creatorSousa, Tiago Lima de, 1986--
Data de aceite: dc.date.accessioned2019-08-22T00:29:26Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2019-08-22T00:29:26Z-
Data de envio: dc.date.issued2019-03-26-
Data de envio: dc.date.issued2019-03-26-
Data de envio: dc.date.issued2018-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://hdl.handle.net/1884/58496-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/1884/58496-
Descrição: dc.descriptionOrientador: Prof. Dr. Jucélio Tomás Pereira-
Descrição: dc.descriptionTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa : Curitiba, 18/12/2018-
Descrição: dc.descriptionInclui referências: p.123-134-
Descrição: dc.descriptionÁrea de concentração: Mecânica dos Sólidos e Vibrações-
Descrição: dc.descriptionResumo: O uso de materiais viscoelásticos (MVEs) é cada vez mais frequente, seja como mitigadores de vibrações e ruídos ou como parte de componentes estruturais. Em todas as aplicações, é necessário o conhecimento de seu comportamento mecânico, o qual pode ser descrito nos domínios do tempo (módulos de relaxação em tração/cisalhamento e coeficiente de Poisson), ou da frequência (módulos complexos de Young/cisalhamento e coeficiente complexo de Poisson), considerando o efeito da temperatura. Em geral, elastômeros são tratados como quase perfeitamente incompressíveis, com valores do coeficiente de Poisson assumido como constante e ligeiramente menor que 0,5. É notável que tais considerações ignoram efeitos do tempo, da frequência e da temperatura. Assim, este trabalho discute duas metodologias computacionais, tradicional e integrada, para a identificação de MVEs lineares, isotrópicos e termorreologicamente simples, nos domínios do tempo ou da frequência e considerando influência da temperatura. As metodologias de identificação partem de conjuntos de pontos experimentais envolvendo funções viscoelásticas complexas (módulos complexos de Young e cisalhamento), definidas no domínio da frequência, ou funções viscoelásticas definidas no domínio do tempo (módulos de relaxação de Young e de cisalhamento) em diferentes temperaturas. A partir destes pontos experimentais, aplica-se uma técnica híbrida de otimização (Algoritmos Genéticos e Programação Não Linear) para obtenção dos parâmetros dos modelos constitutivos para o MVE em análise. Consolidadas as identificações, o trabalho ainda propõe e aplica uma metodologia para construção de nomogramas. Inicialmente, constroem-se nomogramas referentes às funções viscoelásticas complexas, definidas no domínio da frequência. Na sequência, são construídos nomogramas referentes às funções viscoelásticas, definidas no domínio do tempo. Os resultados das metodologias propostas se mostram promissores, confiáveis e com grande potencial de aplicação. Palavras-chave: Funções viscoelásticas. Modelo de Zener fracionário. Otimização. Viscoelasticidade linear. Coeficiente de Poisson no domínio do tempo. Coeficiente complexo de Poisson.-
Descrição: dc.descriptionAbstract: The use of viscoelastic materials (VEMs) is increasingly frequent, either as vibration and noise mitigators or as part of structural components. In all applications, it is necessary the knowledge of its mechanical behavior, which can be described in time domain (tensile/shear relaxation moduli and Poisson's ratio), or frequency domain (complex Young/shear moduli and complex Poisson's ratio), considering the temperature effects. In general, elastomers are treated as almost perfectly incompressible, with values of the Poisson coefficient assumed to be constant and slightly less than 0.5. It is notable that such considerations ignore effects of time, frequency and temperature. Thus, this paper discusses two computational methodologies, traditional and integrated, for the identification of linear, isotropic and thermoreologically simple VEMs in time or frequency domains and considering the temperature effects. The identification methodologies are based on sets of complex viscoelastic functions (complex Young and shear moduli), defined in the frequency domain, or viscoelastic functions defined in time domain (Young's relaxation modulus and shear modulus) at different temperatures. From these experimental points, a hybrid optimization technique (Genetic Algorithms and Non-Linear Programming) is applied to obtain the parameters of the constitutive models for the VEM under analysis. Consolidated the identifications, the work still proposes and applies a methodology for the construction of nomograms. Initially, nomograms for complex viscoelastic functions defined in the frequency domain are constructed. Subsequently, nomograms relating to viscoelastic functions, defined in the time domain, are constructed. The results of the proposed methodologies are promising, reliable and with great application potential. Key-words: Viscoelastic functions. Fractional Zener Model. Optimization. Linear viscoelasticity. Poisson's ratio in the time domain. Complex Poisson's ratio.-
Formato: dc.format143 p. : il.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Palavras-chave: dc.subjectViscoelasticidade-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Mecânica-
Palavras-chave: dc.subjectModelos matemáticos-
Palavras-chave: dc.subjectTemperatura-
Título: dc.titleIdentificação integrada de propriedades mecânicas de materiais viscoelásticos nos domínios do tempo e da frequência considerando a influência da temperatura-
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