Resumo
Neste projeto pretende-se determinar a relação não-linear entre a rigidez torsional e o ângulo final de torsão de uma viga elástica dentro de um confinamento cilíndrico, e utilizar essa relação para análise da dinâmica de um sistema com oscilações torsionais. A flambagem helicoidal de uma viga elástica em contato com um confinamento cilíndrico está presente em várias áreas da ciência. Ela é de grande importância para a indústria do petróleo, na qual as colunas de perfuração longas e finas são simultaneamente carregadas axialmente e torcidas. A hélice dentro de um cilindro se tornou um problema recorrente em mecânica avançada de meio contínuo, pois exibe fenômenos não-lineares complexos de localização espacial e caos. Em um trabalho recente foi visto que a formação de configuração helicoidal é resultado somente do carregamento de torsão, e confirma que há um caminho diferente para a flambagem helicoidal que não é relacionada à flambagem senoidal, reforçando a importância do comportamento geométrico da viga. Assim, é interessante a determinação da relação não-linear entre a rigidez torsional e o ângulo final de torsão de uma viga dentro de um confinamento cilíndrico. O objetivo é dividido em duas partes. Na primeira parte, pretende-se determinar a relação não-linear entre a rigidez torsional e o ângulo final de torsão de tal viga, construindo-se um experimento de pequena escala similar aos utilizados por Silveira (2011), Thompson et al. (2012) e Chen & Li (2011). Na segunda parte, essa relação não-linear será incluída no modelamento da rigidez torsional para análise de um sistema com oscilações torsionais, similar ao sistema discreto discutido por Silveira & Wiercigroch (2009) e Silveira (2011), através de métodos numéricos usuais em dinâmica não-linear, como diagramas de bifurcação e bacias de atração, de forma a identificar regiões nas quais fenômenos indesejados podem ocorrer. O pesquisador responsável conhece o pesquisador visitante, Pankaj Wahi, indicado para esta solicitação de auxílio desde sua passagem pela University of Aberdeen, entre 2008 e 2011, período em que o pesquisador responsável cursou seu doutorado, e o pesquisador visitante fez diversas visitas relacionadas a projetos de pesquisa em comum. Em consequência desta colaboração, existe grande interesse de ambos em desenvolver projetos em conjunto, envolvendo os grupos de pesquisa da UNESP Bauru e do IIT Kanpur, incluindo docentes e alunos de pós-graduação, de forma a promover e aprimorar esta colaboração. Espera-se que o conhecimento do Professor Pankaj Wahi sobre os assuntos relacionados a este projeto possa contribuir para um melhor aprofundamento das análises referentes aos resultados experimentais e numéricos obtidos ao longo do Projeto Regular, e durante a visita. Técnicas especializadas de análise de sistemas dinâmicos com presença de stick-slip são extensivamente utilizadas pelo pesquisador visitante em suas linhas de pesquisa, e alguma experiência com estas técnicas poderá ser transmitida para o grupo de pesquisa local através do convívio diário, e mais especificamente através dos cursos de curta duração oferecidos pelo visitante. De uma forma geral, a visita servirá para estreitar a relação entre os grupos de pesquisa da UNESP Bauru e do IIT Kanpur, possibilitando a cooperação entre docentes e alunos em projetos relacionados às áreas de atuação dos envolvidos, incluindo métodos analíticos, experimentais e numéricos aplicados à dinâmica de sistemas mecânicos, como sistemas de impacto, absorvedores de impacto, sistemas de coleta de energia ("energy harvesting"), e sistemas de controle. (AU)
Publicações científicas(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)