Análise de estabilidade em sistemas mecânicos não lineares com vistas a atenuação de vibrações

Abstract

Nos últimos anos, é crescente o interesse pelo estudo dos fenômenos não lineares, isso porque com a modernização das estruturas e o emprego de materiais inovadores e mais flexíveis, as não linearidades tornaram-se mais evidentes. Nesse sentido, este trabalho tem por objetivo estudar o comportamento de um sistema mecânico de 2 graus de liberdade com características não lineares, em ressonância primária. A estrutura consiste do sistema principal conectado a um sistema secundário que atuará como um Absorvedor Dinâmico de Vibração não linear que, por sua vez, absorve parcial ou totalmente a energia vibratória do sistema. As soluções numéricas do problema são obtidas utilizando o Método de Runge-Kutta de 4ª ordem e as soluções analíticas aproximadas, são obtidas utilizando o Método das Múltiplas Escalas, para então verificar o quão próximas tais soluções conseguem aproximar-se das soluções numéricas. Através do Método de Perturbação mencionado, também, são determinadas as respostas para as equações diferenciais ordinárias de primeira ordem, que descrevem a modulação das amplitudes e fases. Sendo assim, a solução em regime permanente e sua estabilidade são estudadas utilizando a curva resposta de frequência. Além disso, o comportamento do sistema principal e do absorvedor são investigados através de simulações numéricas, tais como: respostas no domínio do tempo, os planos de fase e os seções de Poincaré; as quais evidenciam que o sistema exibe movimentos periódicos, quase-periódicos e caótico.