Dinamica não-linear de objetos no espaço, excitados pelo potencial de gravidade
Maira Rosine Bolla
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP B637d
[Nonlinear dynamic of objects in space excited by the gravity potential]
Campinas, SP : [s.n.], 2005.
218p. : il.
Orientadores: Jose Manoel Balthazar, Helder Anibal Hermini
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Resumo: Este trabalho consiste de duas partes, na primeira faremos o estudo da dinâmica de uma espaçonave de dupla rotação axial, modelada por um sistema mecânico simples, constituído de um rotor desbalanceado atachado num suporte elástico e governado por uma fonte de energia não-ideal. Na segunda...
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Resumo: Este trabalho consiste de duas partes, na primeira faremos o estudo da dinâmica de uma espaçonave de dupla rotação axial, modelada por um sistema mecânico simples, constituído de um rotor desbalanceado atachado num suporte elástico e governado por uma fonte de energia não-ideal. Na segunda parte formularemos todas as equações diferenciais não-lineares que governam os movimentos não-lineares de uma viga com movimentos de curvatura e arfagem no espaço. A formulação é baseada num princípio variacional que leva em conta todas as não linearidades devido à deformação e efeitos de gradiente de gravidade. As não-linearidades devidas às deformações aparecem devido aos efeitos geométricos, que consiste dos termos não-lineares de curvatura e inércia. Equações expandidas que governam os movimentos perturbados não-lineares ao redor de um equilíbrio são também desenvolvidas para o caso em que a viga está em órbita circular. Tais equações são adaptadas para uma análise de perturbação do movimento, e não-linearidades até ordem cúbica são representadas por um parâmetro. Também é analisado o acoplamento não-linear da resposta de arfagem-curvatura de uma viga livre-livre em uma órbita circular, quando a viga está sujeita a uma excitação externa periódica. As não-linearidades presentes nas equações diferenciais do movimento são devidas às deformações da viga (isto é, não-lineridades de curvatura e de inércia) e também devido ao momento de gradiente de gravidade. Métodos de perturbações são usados para analisar o movimento. Vários movimentos de ressonância exibidos pelo sistema são analisados em detalhe, nomeados, ressonâncias harmônicas quando a freqüência de excitação externa, O, está próxima da freqüência natural de flexão ou do movimento de arfagem, e a ressonância super-harmônica quando O está próxima da metade da freqüência natural do movimento de arfagem. As últimas duas ressonâncias estão associadas com excitações de baixa freqüência
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Abstract: This work concerns of two parts, in the first we will make the study of the dynamics of dual-spin-spacecraft modeled by a simple mechanical system consisting of an unbalanced rotor attached to an elastic support and driven by non-ideal source. In the second part we will formulate the...
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Abstract: This work concerns of two parts, in the first we will make the study of the dynamics of dual-spin-spacecraft modeled by a simple mechanical system consisting of an unbalanced rotor attached to an elastic support and driven by non-ideal source. In the second part we will formulate the complete nonlinear differential equations governing the nonlinear motions of a beam able to undergo bending and pitching in space. The formulation is based on a variational principle and accounts for all the nonlinearities due to deformation and gravity gradient effects. The nonlinearities due to deformation arise due to geometric effects, which consist of nonlinear curvature and nonlinear inertia terms. Expanded equations governing the nonlinear perturbed motions about an equilibrium are also developed for the case when the beam is in circular orbit. Such equations are suited for a perturbation analysis of the motion, and nonlinearities up to cubic order in a bookkeeping parameter are retained in them. The coupled nonlinear pitch-bending response of a free-free beam in a circular orbit, when the beam is subjected to a periodic external excitation, is analysed too. The nonlinearities present in the differential equations of motion are due to deformations of the beam (i. e. curvature and inertia nonlinearities) and to the gravity-gradient moments. Perturbation methods are used to analyse the motion. Several resonant motions exhibited by the system are analysed in detail, namely, harmonic resonances when the frequency of the external excitations, O, is either near the natural frequency of the flexural or of the pitch motion, and a superharmonic resonance when O is near one half of the natural frequency for the pitch motion. The latter two resonances are associated with very low excitation frequencies
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Dinamica não-linear de objetos no espaço, excitados pelo potencial de gravidade
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