PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
EN PT
Dissertação de Mestrado 2025

Comportamento vibratório de vigas coladas considerando incertezas : uso de subestruturação dinâmica e análise experimental

Autor

Vinícius Ramos Israel Santos

Orientador

Área de Concentração

Projeto Aeronáutico, Estruturas e Sistemas Aeroespaciais

Data de Defesa

15/07/2025

Número da Tese

80546

Resumo

O uso de juntas coladas ou adesivadas aplicadas em montagem de estruturas tem aumentado consistentemen-te nas últimas décadas devido aos avanços nas propriedades de materiais adesivos e desenvolvimentos relaci-onados. Em diversos casos, as juntas coladas apresentam algum grau de variabilidade, impactando o compor-tamento dinâmico do sistema montado. Neste contexto, o objetivo principal desta dissertação consiste em investigar o comportamento dinâmico de estruturas acopladas por meio de juntas adesivadas, levando em consideração variabilidades nestas juntas. Em particular, adota-se para estudo uma estrutura formada por duas vigas, acopladas por meio de uma junta colada. Para tanto, um modelo numérico deste sistema mecâni-co é construído empregando o método dos elementos finitos em conjunto com síntese modal de componentes, via método de Hurty/Craig-Bampton, para cada viga ou subestrutura. A interface de acoplamento é modelada utilizando molas discretas, as quais são consideradas como variáveis aleatórias na versão estocástica do mo-delo. Usando simulações de Monte Carlo, funções de resposta em frequência (FRFs) são obtidas para amos-tras do modelo numérico. Também é realizada análise modal, para facilitar interpretação do comportamento dinâmico do sistema. Ademais, para validação da modelagem, e buscando comprovar variabilidade em juntas coladas, foram também realizados ensaios experimentais com a estrutura analisada. A junta adesivada fora desfeita e refeita seis vezes para permitir levantar influência do processo de colagem no comportamento estru-tural, por meio de FRFs estimadas experimentalmente. Os resultados obtidos a partir das análises realizadas evidenciam a importância de considerar variabilidades em estruturas acopladas por meio de juntas coladas adesivamente. Verificou-se que a estratégia de modelagem utilizada é capaz de capturar razoavelmente varia-ções experimentais, com frequências naturais correspondentes diferindo menos que 4,5%. Também é mostra-do que alguns modos de vibração são mais influenciados pelos parâmetros incertos da junta colada, o que é uma função de sua forma e de condições de contorno.

Palavras-chave

Vibração Estruturas coladas Vigas (suportes) Método de elementos finitos Análise modal Simulação numérica direta Engenharia estrutural Engenharia mecânica