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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.55.2016.tde-07072016-165823
Document
Author
Full name
Vanderley Alves Ferreira Junior
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2016
Supervisor
Committee
Santos, Ederson Moreira dos (President)
Cavalcanti, Marcelo Moreira
Ferreira, Lucas Catão de Freitas
Figueiredo, Djairo Guedes de
Fu, Ma To
Title in Portuguese
Equações de quarta ordem na modelagem de oscilações de pontes
Keywords in Portuguese
Blow up em espaço finito
Comportamento assintótico
Equação da placa com termo não local
Equação da viga
Equação de Swift-Hohenberg
Estabilidade e instabilidade de modos simples
Ondas viajantes
Abstract in Portuguese
Equações diferenciais de quarta ordem aparecem naturalmente na modelagem de oscilações de estruturas elásticas, como aquelas observadas em pontes pênseis. São considerados dois modelos que descrevem as oscilações no tabuleiro de uma ponte. No modelo unidimensional estudamos blow up em espaço finito de soluções de uma classe de equações diferenciais de quarta ordem. Os resultados apresentados solucionam uma conjectura apresentada em [F. Gazzola and R. Pavani. Wide oscillation finite time blow up for solutions to nonlinear fourth order differential equations. Arch. Ration. Mech. Anal., 207(2):717752, 2013] e implicam a não existência de ondas viajantes com baixa velocidade de propagação em uma viga. No modelo bidimensional analisamos uma equação não local para uma placa longa e fina, suportada nas extremidades menores, livre nas demais e sujeita a protensão. Provamos existência e unicidade de solução fraca e estudamos o seu comportamento assintótico sob amortecimento viscoso. Estudamos ainda a estabilidade de modos simples de oscilação, os quais são classificados como longitudinais ou torcionais.
Title in English
Fourth order equations modelling oscillations on bridges
Keywords in English
Asymptotic behaviour
Beam equation
Finite space blow up
Nonlocal plate equation
Stability and instability of simple modes of oscillation
Swift-Hohenberg equation
Travelling waves
Abstract in English
Fourth order differential equations appear naturally when modeling oscillations in elastic structures such as those observed in suspension bridges. Two models describing oscillations in the roadway of a bridge are considered. In the one-dimensional model we study finite space blow up of solutions for a class of fourth order differential equations. The results answer a conjecture presented in [F. Gazzola and R. Pavani. Wide oscillation finite time blow up for solutions to nonlinear fourth order differential equations. Arch. Ration. Mech. Anal., 207(2):717752, 2013] and imply the nonexistence of beam oscillation given by traveling wave profile with low speed propagation. In the two-dimensional model we analyze a nonlocal equation for a thin narrow prestressed rectangular plate where the two short edges are hinged and the two long edges are free. We prove existence and uniqueness of weak solution and we study its asymptotic behavior under viscous damping. We also study the stability of simple modes of oscillations which are classified as longitudinal or torsional.
 
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Publishing Date
2016-07-07
 
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