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Rodrigo Ribeiro Paccola COORDENADOR(A)

Engenharias

Engenharia Civil

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Título do Projeto:metamateriais elastodinâmicos projetados para a atenuação de vibrações em estruturas civis formadas por elementos de barra usando o método dos elementos finitos posicional e métodos de otimização multiobjetivo
Resumo: Os metamateriais elastodinâmicos têm sido uma opção não convencional para controlar vibrações mecânicas. Destacam-se por suas bandas de parada, intervalos de frequências onde as vibrações não se propagam, úteis na mitigação de frequências indesejadas. No entanto, as bandas de parada têm limitações em sua largura e atenuação em baixas frequências. Além disso, o foco de pesquisas em metamateriais elastodinâmicos é geralmente teórico ou em aplicações mecânicas e aeronáuticas, com poucas aplicações em engenharia civil. Este projeto propõe o uso do método dos elementos finitos para analisar estruturas de metamateriais compostas por barras, utilizando algoritmos de otimização multiobjetivo para controlar a resposta dinâmica. A otimização buscará simultaneamente: bandas de parada amplas em baixas frequências, atenuação das respostas em todas as frequências de trabalho, atenuação da resposta no tempo e controle do primeiro pico de ressonância na resposta harmônica. As estruturas consistirão em células periódicas de barras bidimensionais e tridimensionais, e a otimização ocorrerá no domínio global. O algoritmo MOSA será adaptado para a otimização multiobjetivo, com funções objetivo propostas para atingir os alvos de otimização. Posteriormente, ensaios experimentais serão realizados para validar a abordagem. Espera-se que essa metodologia amplie a largura das bandas de parada para frequências compatíveis com estruturas civis e controle a posição do primeiro pico de ressonância na resposta harmônica, atenuando e controlando a resposta dinâmica das estruturas. Com esse projeto, pretende-se contribuir para a aplicação prática de metamateriais elastodinâmicos em engenharia civil, proporcionando maior eficiência na mitigação de vibrações indesejadas em estruturas e contribuindo para o avanço dessa área de pesquisa.
Instituição/UF/País: Universidade de São Paulo - SP - Brasil
Vigência: 11/12/2023-31/12/2026

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