Análise do comportamento dinâmico de um isolador de vibrações inercial - Inerter

Abstract

Esta tese de doutorado apresenta o comportamento de um dispositivo mecânico chamado Inerter. O mecanismo considerado é linear, possui dois terminais de fixação e uma cremalheira conectada a um volante de inércia. Uma força é desenvolvida sempre que houver um movimento relativo e aceleração entre seus dois terminais. A força do Inerter é proporcional à aceleração relativa entre seus terminais multiplicada pela inertância. A inertância é um parâmetro do Inerter a qual está relacionada ao momento de inércia e a relação de engrenamento do volante de inércia e cremalheira. A principal vantagem do sistema isolador de vibração com o dispositivo Inerter é que o sistema apresenta alta capacidade de isolamento de vibração na frequência da anti-ressonância, a qual é possível de ser escolhida e ajustada para uma determinada frequência desejada alterando-se a inertância. O principal objetivo desta tese é analisar um sistema isolador de vibração acoplado a um dispositivo Inerter em um arranjo linear e em um arranjo geométrico não linear. Foi observado que o arranjo geométrico não linear do dispositivo Inerter promove benefícios em relação ao arranjo linear em termos de redução da magnitude de transmissibilidade.

This doctoral thesis presents the behavior of a mechanical device called Inerter. The mechanism considered is linear, has two fixing terminals and a rack connected to an inertia flywheel. A force is developed whenever there is a relative movement and an acceleration between its two terminals. The Inerter force is proportional to the relative acceleration between its terminals multiplied by the inertance. The inertance is a parameter of the Inerter which is related to the moment of inertia and the gear ratio of the flywheel and rack. The main advantage of the vibration isolator system with the Inerter device is that the system has high vibration isolation capacity at the anti-resonance frequency which can be chosen and adjusted for a desired frequency changing the inertance. The main objective of this thesis is to analyze a vibration isolation system coupled to an Inerter device in a linear arrangement and in a nonlinear geometric arrangement. It was observed that the non-linear geometric arrangement of the Inerter device promotes benefits over the linear arrangement in terms of reduction of the transmissibility magnitude