Identificação e controle de um sistema com um grau de liberdade não linear cúbico usando neutralizadores dinâmicos viscoelásticos

Abstract

Neutralizadores dinâmicos são dispositivos construídos a partir de sistemas ressonantes, utilizados no controle de vibração e ruído irradiado de estruturas mecânicas. Uma metodologia geral de projetos destes dispositivos vem sendo desenvolvida pelo Grupo de Pesquisa de Vibrações e Som em Sistemas Mecânicos (GVIBS) do CNPq nos últimos 20 anos. Através da mesma, um conjunto de neutralizadores dinâmicos viscoelásticos pode ser projetado de forma ótima para reduzir a resposta vibratória em uma ampla faixa de frequência onde uma ou várias frequências naturais estão presentes, com um ou vários dospositivos. Por outro lado, esta metodologia precisa do modelo modal do sistema primário, portanto a premissa básica é que o sistema a controlar seja linear. A utilização de matérias viscoelásticos deve-se a ampla capacidade de dissipação de energia vibratória, bem como a flexibilidade da implementação prática, uma vez que os neutralizadores com amortecimento viscoso são apenas modelos matemáticos a tıtulo de comparações. Neste trabalho, dando continuidade e ampliando esta linha de pesquisa será apresentada uma metodologia para o projeto ótimo de um neutralizador dinâmico viscoelástico atuando em um sistema de um grau de liberdade não linear cúbico. Esta metodologia conta com a identificação do sistema primário e com o projeto ótimo do neutralizador. A metodologia conta de um problema inverso de identificação através de um ajuste de curvas numérico / experimental por mínimos quadrados com o auxılio de técnicas de otimização não linear; o projeto do neutralizador através de códigos próprios com o uso dos conceitos de parâmetros equivalentes generalizados, modelo a derivada fracionária e técnicas de otimização não linear; realização física do dispositivo de controle e medição de curvas resposta em frequência. Os resultados obtidos sobre o sistema primário de um grau de liberdade não linear cúbico identificado com e sem neutralizadores dinâmicos viscoelásticos, serão apresentados a fim de validar a eficiência da metodologia.