Análise de transmissibilidade do modelo de Zener com parâmetros não lineares - Silva, Lucas de Haro [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2019)
O modelo de Zener, também conhecido como o modelo SLS, do inglês (Standard Linear Solid), é um modelo simples que descreve o comportamento de um material viscoelástico como isolador de vibração, utilizando uma combinação linear de molas e amortecedores para representar componentes elásticos e viscosos, respectivamente. Sabe-se que, o modelo mais semelhante de Maxwell, que é uma mola em série com um amortecedor, e o modelo de Kelvin-Voigt, que é uma mola em paralelo com um amortecedor, são utilizados. No entanto, estes modelos são muitas vezes insuficientes para representar tal comportamento desejado, o modelo de Maxwell não descreve a fluência ou recuperação, e o modelo de Kelvin-Voigt não descreve o stress e o relaxamento. O SLS é o modelo mais simples, que prevê dois fenômenos, com isso em mente, esta tese propõe a investigação do modelo de amortecimento de Zener substituindo as molas simples por molas não lineares (mola Duffing), no que diz respeito ao comportamento de isolamento de vibração, mostrando as curvas de transmissibilidade para vários valores de parâmetros. São utilizados métodos analíticos aplicáveis a sistemas não lineares, bem como método numérico para realizar análises de transmissibilidade do modelo de Zener e também o desenvolvimento de um aparato experimental que representa o modelo de isolador de vibração de Zener, essencial para um entendimento substancial dos fenômenos envolvidos. O objetivo principal da tese é investigar oportunidades de melhoria de isoladores mecânicos quando projetados para atuar em faixas dinâmicas com respostas não lineares.

The Zener model, also known as the solid linear standard model (SLS), is a simple model that describes the behavior of a viscoelastic material as a vibration isolator, using a linear combination of springs and dampers to represent elastic and viscous components , respectively. Often the most similar Maxwell model, which is a spring in series with a damper, and the Kelvin-Voigt model, which is a spring in parallel with a damper, are used. However, these models are often insufficient to represent such behavior, the Maxwell model does not describe fluency or recovery, and the Kelvin-Voigt model does not describe stress and relaxation. The SLS is the simplest model, which predicts two phenomena, with this in mind, this thesis proposes the investigation of the Zener damping model replacing the simple springs with non-linear springs (Duffing spring), with respect to the vibration isolation behavior, showing the transmissibility curves for various parameter values . Analytical methods will be used for non-linear systems, as well as a numerical method to carry out Zener model transmissibility analyzes, as well as the development of an experimental apparatus that represents Zener’s vibration isolator model, which is essential for a substantial understanding of the phenomena involved. The main objective of the thesis is to investigate opportunities for improvement of mechanical isolators when designed to act in dynamic bands with non-linear responses.
Transmissibility analysis of the Zener model with non-linear parameters
Keywords: Transmissibilidade; Sistema não linear; Modelo de Zener; Vibração; Transmissibility; Non-linear system; Zener model; Vibration