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Análise da dinâmica não-linear de pêndulos com excitação paramétrica por um mecanismo biela-manivela

Avanço, Rafael Henrique

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Engenharia de São Carlos 2015-03-23

Acesso online

  • Título:
    Análise da dinâmica não-linear de pêndulos com excitação paramétrica por um mecanismo biela-manivela
  • Autor: Avanço, Rafael Henrique
  • Orientador: Navarro, Helio Aparecido
  • Assuntos: Excitação Paramétrica; Mecanismo Biela-Manivela; Pêndulo; Potência Limitada; Crank-Shaft-Slider Mechanism; Limited Power Supply; Parametric Excitation; Pendulum
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Descrição: O presente trabalho trata da análise da dinâmica de um pêndulo simples excitado em seu suporte por um mecanismo biela-manivela de forma ideal e não-ideal. No caso ideal, verifica-se que o resultado da excitação por este tipo de mecanismo se aproxima do resultado da excitação harmônica de suporte do pêndulo quando o raio da manivela é suficientemente pequeno em comparação com o comprimento da biela. A equação diferencial do sistema é resolvida numericamente e resultados do comportamento pendular são obtidos através de mapas de fase, histórico no tempo e seções de Poincaré. Expoentes de Lyapunov são, também, obtidos para a análise de casos caóticos posteriormente comparados com diagramas de bifurcação. Bacias de atração são desenhadas para os resultados estáveis do pêndulo: oscilatórios ou rotativos. Os resultados obtidos para a excitação por biela-manivela são dos mesmos tipos de movimento observados no caso do pêndulo excitado harmonicamente no suporte, entre eles: ponto fixo, oscilação, rotação pura, oscilação-rotação e o caos. Para a frequência de ressonância principal observam-se resultados caóticos em faixas mais largas de amplitude quando o raio de manivela se aproxima do comprimento da biela. Em frequências ressonantes menores nenhuma relação desse tipo pôde ser estabelecida. Uma análise utilizando o mesmo mecanismo é também feita com excitação por potência limitada de um motor elétrico linear de corrente contínua onde se investigou o efeito de feedback dado pelo pêndulo sobre o motor. Esses resultados são comparados com o caso ideal com a manivela acionada com rotação constante. Observa-se uma supressão do caos no caso não-ideal em casos de menor potência no motor. Entretanto, quando a potência de motor é maior, o modelo ideal coincide com o não-ideal.
  • DOI: 10.11606/T.18.2015.tde-27052015-113137
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Engenharia de São Carlos
  • Data de criação/publicação: 2015-03-23
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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