Resumo: Esta dissertação tem como objetivo geral levar 'a realidade industrial subsídios para a modelagem e análise de sistemas mecânicos lineares com variabilidade, assim como metodologias computacionais para quantificação de incertezas, para fins de aplicação em projeto. Neste sentido, foram realizados estudos sobre técnicas de modelagem e análise estocástica de sistemas mecânicos lineares aplicadas, inicialmente, a algumas estruturas simples, de baixo custo computacional, por meio de simulações em MatLabR. Propõe-se uma abordagem probabilística para a modelagem de incertezas baseada no Princípio da Máxima Entropia para a flexibilidade relativa a uma trinca aberta e não propagante em uma barra modelada através do Método do Elemento Espectral (SEM). Também é apresentada uma abordagem para o tratamento de problemas de campo aleatório utilizando o SEM, onde são utilizadas soluções analíticas da decomposição de Karhunen-Lo'eve. Uma formulação para elementos de viga do tipo Euler-Bernoulli é apresentada e um exemplo em que a rigidez à flexão é modelada como um campo aleatório Gaussiano é tratado. Uma abordagem para análise estocástica do comportamento dinâmico de uma tampa de compressor hermético é proposta. Uma aproximação por elementos finitos obtida com o software Ansys R foi utilizada para representar o comportamento determinístico de uma tampa de compressor, e duas abordagens de modelagem estocástica são comparadas. Um ensaio experimental foi realizado com tampas nominalmente idênticas, sendo medidas apenas frequências naturais com excitação por impacto, de modo a
se poder compará-las com os valores obtidos teoricamente
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Abstract: This dissertation has as a general objective to bring to the industrial reality subsidies for modeling and analysis of linear mechanical systems with variability, as well as computational methodologies to the uncertainty quantification, aiming industrial design applications. In that sense, theoretical studies about stochastic modeling and analysis for mechanical linear systems were performed. They were applied, firstly, to simple and computationally low cost structures using MatlabR. In that sense, a probabilistic modeling approach based on the Maximum Entropy Principle was proposed to treat the flexibility related to an open and nonpropagating crack in a rod modeled using the Spectral Element Method (SEM). An approach for the treatment of random field problems using SEM, which uses analytical solutions of the Karhunen-Lo'eve Decomposition, is also addressed. An Euler-Bernoulli beam formulation was used, and an example where the flexural stiffness is modeled as a Gaussian random field is presented. A finite element approximation obtained with the software Ansys R was used to represent the deterministic dynamic behavior of a compressor cap shell, and two stochastic modeling approaches were compared. Experiments were performed using nominally identical cap samples. Natural frequencies were measured using impact excitation in order to compare
with the theoretical results
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