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Balanceamento modal sem conhecimento previo dos modos

Zoratto, Dante Leonardo 22 December 1992 (has links)
Orientador: Fernando Iguti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T19:13:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zoratto_DanteLeonardo_D.pdf: 14547708 bytes, checksum: 951519ca7cd575da52ffd46005aa8eba (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: É estudado um método de balanceamento modal de rotores flexíveis em que a forma do modo é também identificada conjuntamente com os demais parâmetros modais a partir da resposta ao desbalanceamento, no domínio da freqüência, medida em um certo número de planos a diferentes velocidades angulares. A relação entre a resposta e os parâmetros a identificar determina duas equações não lineares, constituindo desta forma um sistema de 2 x N x NR equações e N + 6 incógnitas (na versão básica do método), sendo N o número de planos de medida e NR o número de velocidades angulares. A solução do sistema de equações resultante é estimada pelo método dos Mínimos Quadrados, sendo utilizado para o problema de minimização dos resíduos, o algoritmo de Han-Powell que consiste numa combinação dos métodos Quase-Newton, penalidade quadrática e programação quadrática recursiva. É descrito o desenvolvimento e teste de diferentes versões do algoritmo de identificação do desbalanceamento e demais parâmetros modais: identificação modo-a-modo, identificação de mais de um modo simultaneamente e identificação de modos não planares. Os algoritmos são testados com respostas ao desbalanceamento simuladas numericamente, sendo também apresentado o desenvolvimento de um método para determinação da influência dos êrros de medida no desbalanceamento residual / Abstract: A modal method of balancing flexible rotors, is studied, where the mode shapes are identified together with the other modal parameters. The procedure is based on frequency responses measured, at a certain number of planes and angular velocities. Each measurement determines two equations, constituting a system of 2 x N x NR non-linear equations and N + 6 unknowns (in the basic version algorithm), where N is the number of measurement planes and NR the number of angular velocities. The system solution is based on a least-squares estimator and the Han-Powell algorithm is used íor minimization purposes. The algorithm associates the Quasi-Newton approach with the absolute-value penalty function and the recursive quadratic programming. Different versions of the balancing and modal identification algorithm are presented: the mode-to-mode identification, the simultaneous mode identification and the non-planar mode identification algorithms. These algorithms are tested with numerically simulated responses. A method of determining the influence of measurement errors on the residual unbalancing is also presented. / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica
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Identificação modal estocástica : métodos de análise e aplicações em estruturas de engenharia civil

Rodrigues, Jorge Manuel Vieira Borges Lourenço January 2005 (has links)
Dissertação elaborada no Laboratorio Nacional de Engenharia Civil em 2004, para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Civil pela Universidade do Porto
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Análise modal experimental acústica de cavidade com fonte calibrada / Experimental modal identificantion of vibro-acoustic cavities with calibrated source

Melo Filho, Noé Geraldo Rocha de 25 March 2013 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-11-08T19:10:26Z No. of bitstreams: 1 2013_NoeGeraldoRochaMeloFilho.pdf: 4633194 bytes, checksum: 70289f43ec99e5566ad06cc72db25299 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-03-10T15:00:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_NoeGeraldoRochaMeloFilho.pdf: 4633194 bytes, checksum: 70289f43ec99e5566ad06cc72db25299 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-10T15:00:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_NoeGeraldoRochaMeloFilho.pdf: 4633194 bytes, checksum: 70289f43ec99e5566ad06cc72db25299 (MD5) / A presente dissertação apresenta uma identificação modal acústica experimental para uma cavidade acústica com fonte calibrada em algumas configurações: cavidade rígida, cavidade acoplada à placa flexível e duas cavidades acopladas com placa flexível entre elas. O objetivo principal do estudo é obter conhecimento fazendo os experimentos e assim aplica-los em cavidades mais complexas como uma cavidade veicular. Para tanto, fora da cavidade, uma fonte sonora é conectada a um tubo flexível com um microfone na extremidade e o tubo é inserido na cavidade para excitá-la. Um microfone no interior da cavidade realiza a aquisição dos sinais para a realização da FRF entre os sinais. Com esses dados são utilizados dois métodos para identificação dos parâmetros modais os métodos: de Dobson e o método Polinomial de Razão Fracionais (PRF). Os dados foram coletados utilizando placa National Instruments e o seu software e os métodos programados em MatLab. Para a cavidade rígida os resultados foram comparados com a solução numérica e analítica, como forma de validação do experimento. Para as outras configurações os resultados foram comprados entre si. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The present work show experimental modal identification of an acoustic cavity with a calibrated source in some configurations: rigid cavity, cavity+flexible plate coupled and cavity+flexible plate+cavity coupled. The objective is study a simple cavity to with this knowledge do experiments in more complicated cavities like a car cavity. Than outside of the cavity, the acoustic source is delivered by a speaker connected to a flexible duct with one microphone at the end. This experimental apparatus allow s identifying the acoustic excitation inside the rigid box. With another microphone inside the cavity, it’s possible to obtain FRFs measurements and make acoustic modal identification of the rigid box. With this data Dobson's method and RFP method is applied to obtain the modal parameters and forms of the cavity. The data was collected using LabView and the methods were programmed in MatLab. To conclude experimental data are compared with numerical results and analytical solution.
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Estudo do comportamento dinamico de maquinas rotativas atraves da analise modal complexa

Souto, Carlos d'Andrade 07 October 2000 (has links)
Orientador: Milton Dias Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T21:55:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souto_Carlosd'Andrade_M.pdf: 5337190 bytes, checksum: e7576a9b0bb3c21fbb725927229f991a (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: A aplicação dos conceitos da análise modal em máquinas rotativas apresenta grandes dificuldades de ordem prática devido às características dinâmicas, construtivas e operacionais específicas deste tipo de sistema. A formulação tradicional de análise modal, normalmente aplicada a estruturas estacionárias, não leva em conta uma importante característica das máquinas rotativas que é a existência de modos de precessão direta e retrógrada. Este trabalho analisa as particularidades da análise modal de máquinas rotativas e apresenta a formulação da análise modal complexa. Esta ferramenta de modelagem e análise de estruturas girantes baseia-se na utilização das coordenadas complexas para descrever o comportamento dinâmico do rotor. Através da decomposição de cada modo do sistema em dois sub-modos, um direto e um retrógrado, consegue-se identificar, com clareza, a forma da órbita e a direção com que cada estação do rotor descreve o seu movimento de precessão em tomo da linha que une os mancais (posição não deformada do eixo). Outra importante ferramenta tratada neste trabalho é a Função de Resposta em Freqüência direcional (dFRF). Estas funções relacionam as componentes diretas e retrógradas dos sinais de excitação e resposta e permitem separar os modos de precessão diretas e retrógradas em diferentes dFRFs. Desenvolvem-se as expressões dos estimadores das dFRFs para o caso de excitações unidirecional, bidirecional estacionária e bidirecional rotativa. Os conceitos apresentados durante o trabalho são aplicados para rotores rígidos e flexíveis, apoiados sobre mancais isotrópicos e anisotrópicos. Um programa de elementos finitos, baseado na formulação complexa, foi desenvolvido para analisar rotores flexíveis / Abstract: The application of modal analysis procedures on rotating machinery is not an easy task due to the specific dynamic behavior and operational conditions of these systems. The regular formulation of modal analysis ignores an important characteristic of rotating systems: the presence of the forward an backward modes. This work deals with the special features of nodal analysis of rotating systems and presents the formulation of complex modal analysis. This powerful tool for modeling gyroscopic structures is based on the application of the complex coordinates to describe the dynamic behavior of rotors. The directivity of modes is taken into account by splitting each mode into two sub-modes, one forward and one backward. This procedure allows to easily identify the orbit shape and directivity that each station of the rotor describes during its whirl motion about the line connecting the bearings. Another important tool presented in this work is the directional Frequency Response Functions (dFRF). These functions relate the forward and backward components of the excitations and responses and allow the separation of the whirl modes in different dFRF. It is developed the dFRF estimations for systems excited by unidirectional, stationary bidirectional and rotating bidirectional excitations. All these concepts are applied on rigid and flexible rotors, supported by isotropic and anisotropic bearings. A finite element code, based on the complex fonnulation, was developed to analyze the flexible rotors / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica
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Balanceamento de rotores flexiveis

Ferreira, Janito Vaqueiro, 1961- 03 July 1989 (has links)
Orientadores : Fernando Iguti, Douglas Eduardo Zampieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T18:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_JanitoVaqueiro_M.pdf: 3846188 bytes, checksum: decdb0bc5b3724c524e194475ac077e0 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Apresentam-se as formulações matemáticas do balanceamento pelo método dos Coeficientes de Influência e pelo método Modal. Propõe-se também uma nova técnica de balanceamento modal para sistemas com alta densidade modal. Implantaram-se basicamente três programas em computador digital. Um programa é capaz de simular sistemas dinâmicos rotativos, os outros são relativos às duas técnicas de balanceamento estudadas. Utilizando esses programas foram feitas simulações de balanceamento. Os resultados destas simulações são apresentados e discutidos. Montou-se uma bancada de ensaio de balanceamento, o que possibilitou uma avaliação experimental inicial do método de balanceamento modal. Os resultados são apresentados e discutidos / Abstract: It is shown the mathematical formulation of the Influence Coefficient Method and the Modal Balancing Method. A general method for balancing systems with high modal density is proposed. Three digital computer programs were instaled. One is able to reproduce rotational system dynamic and the others to simulate each of the balancing methods mentioned. Several simulations of the balancing process of flexible rotors were made and the results are presented and discussed. A balancing test was set-up in order to check experimentally the Modal Balancing method. The results are presented and discussed / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica
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Contribuição ao estudo do controle ativo de vibrações de estruturas flexiveis

Jordan, Roberto 04 November 1993 (has links)
Orientador: Jose Roberto de França Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T19:30:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jordan_Roberto_D.pdf: 5359551 bytes, checksum: f2bc10347e67dad9eeac982f5d62feb4 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Neste trabalho visa-se basicamente analisar a influência de imperfeições no modelamento de uma estrutura flexível no seu controle ativo de vibrações. Inicialmente se dá atenção especial aos métodos de obtenção das coordenadas modais as quais, em poucas palavras, são variáveis que refletem o comportamento temporal individual dos modos. São portanto essenciais ao controle modal, o qual se preocupa em agir somente sobre alguns modos. A seguir são descritas várias teorias de controle, seja ele conjunto (aplicado conjuntamente a um certo número de modos) ou individual (aplicado a cada modo individualmente). Uma nova formulação é apresentada, a qual permite aplicar o controle conjunto aestruturas com amortecimento não diagonalizável (não proporcional). U ma nova opção de controle através de cargas internas (atuadores internos à estrutura) também é obtida, a partir do equacionamento já desenvolvido. Descreve-se ainda a transformação dos esquemas de controle a tempo contínuo em esquemas a tempo discreto, visando à posterior aplicação de computadores digitais. Estabelece-se a seguir um critério para a determinação do maior incremento temporal !lt que pode ser usado no controle digital, de forma que o desempenho do controle não se deteriore demasiadamente. O. passo seguinte é a descrição do programa computacional montado para simular a aplicação do controle modal individual a tempo discreto. Este programa, que calcula as respostas livre e controlada da estrutura a um conjunto de condições iniciais, é então utilizado para a análise da interferência de alguns tipos de desvios de modelagem da estrutura no desempenho do controle que lhe é aplicado. Finalmente são apresentadas as conclusões, bem como propostas de continuidade ao presente estudo. Como principal conclusão pode-se apontar a insensibilidade do controle às alterações que foram aplicadas através dos testes realizados. De fato, aplicados desvios nos modelos físico ou modal, o desempenho do controle se manteve praticamente inalterado. Nem mesmo a presença de amortecim~nto do tipo não diagonalizável, quando do uso da teoria que não o prevê, provocou alterações significativas nos resultados / Abstract: The main ob jective of this study is to analyze the influence of model imperfections upon the performance of the active vibration control of continuous structures.Special attention is initially given to the determination of the modal coordinates, a necessary step when going from the physical to the modal model. Modal coordinates are essential, therefore, when modal control is concerned. Various control theories are presented in the sequence. These theories provide the control of the modes both individually and in group. A new formulation is proposed that can be applied to systems with non-proportional damping, in which case a set of modes is controlled in group. Continuoustime formulations are converted to discrete-time ones. Since the control is expected to be applied with the use of computers, digitazing of the signals is a natural consequence. The use of "internal forces" (forces provided by exciters positioned between points on the structure) is shown to be an extension of the theory originally designed to deal with "external forces" (when the exciters are placed, for instance, between the structure and external fixed points). It follows a study about the length of the time interval ~t to be used when digitazing of the signals, which, if too large, may affect the performance of the control system. The following step is the description of the developed computer program that furnishes the free and controlled time responses of the structure to a set of initial conditions. This program applies individual modal control to a structure with proportional damping. The analysis of the influence of some model imperfections upon the performance of the control scheme is then investigated. Finally, the overall conclusions and suggestions for continuity of this study are presented. The main conclusion is that the applied control theory showed to be almost insensitive to the deviations present in the tests. The performance of the control did not change significant1y when deviations in the physical model or in the modal mo deI were applied. Not even the presence of some amount of non-diagonalizable damping, when using the theory that does not take it into account, did change the results substantially / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica
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Desenvolvimento de ferramentas de identificação parametrica de sistemas mecanicos no dominio do tempo

Viloche Bazan, Fermin Sintoriano 22 November 1993 (has links)
Orientador: Paulo R. G. Kurka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T05:32:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VilocheBazan_FerminSintoriano_D.pdf: 3137526 bytes, checksum: 841325f101869300dc6bbafa62312862 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Este trabalho apresenta um conjunto de técnicas de identificação paramétrica e não paramétrica no domínio do tempo, aplicáveis para a análise modal de sistemas mecânicos. No estudo adota-se um modelo linear de parâmetros discretos para descrever o comportamento dinâmico dos sistema em análise. A característica deste trabalho é a utilização de técnicas de algebra linear computacional e de certas teorias e técnicas usuais da área de problemas inversos no desenvolvimento dos métodos propostos. Destaca neste ponto uma exaustiva utilização do teorema SVD nas aplicações teóricas e práticas das técnicas apresentadas. A metodologia utilizada, começa com a apresentação de técnicas SISO, continuando de maneira natural com a. extensão das mesmas para sistemas MIMO. Os pontos abordados de maior importância se centralizam em: a) O problema de estimar a matriz de resposta ao impulso unitário sem utilizar o domínio da frequência (Deconvolução MIMO), e b) a determinação da ordem dos sistemas em análise e o cálculo de estimativas, de parâmetros modais através de técnica.s do tipo predição linear na direção inversa (SBM, ERABACK e PSINBACK). Apresentam-se simulações numéricas com sistemas sintéticos altamente contaminados por ruído / Abstract: The Work presents a collection of parametric and non parametric time domain identification techniques, employed in the modal analysis of a mechanical system. The dynamical behaviour of the system is studied from a linear model of the same, built from discrete parameters. The main characteristic of the work is the employment of computational techniques of linear algebra as well as certain theorectical results and procedures from the matematical field of inverse problems. The SVD theorem is, in this aspect, extensively used to explain much of the theory anel practice of the techniques developed. The metodology followed starts with the presentation of SISO techniques, wich are naturally extended at a second stage to MIMO procedures. The most import problems assessed by the work are that of a) determining of the of impulse response functions without recurring to the frequency domain (use of MIMO deconvolution), and b) the determination of the systems order and modal parameters through the use of linear prediction techniques in the inverse direction (SBM, ERABACK and PSINBACK). Numerical simulations are presented with the use of typically high level of noise present in the dynamical signals to be analysed. / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica
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Identificação parametrica multi-canal de sistemas mecanicos no dominio do tempo

Gomes, Amauri Ernesto 12 September 1996 (has links)
Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T07:46:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_AmauriErnesto_M.pdf: 21023902 bytes, checksum: 0248d40676f7b9b78de1b995ccd179f0 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A análise do comportamento dinâmico de sistemas estruturais é indispensável para o desenvolvimento e otimização de projetos. O presente trabalho traz como contribuição a este campo, um método de identificação de parâmetros modais no domínio do tempo. O algoritmo de identificação calcula as características modais do sistema, ou seja, as freqüências naturais, os fatores de amortecimento e as constantes modais. A metodologia implementada processa sinais referentes a uma excitação e múltiplas referências (SIMO) no domínio do tempo. Diferentes técnicas numéricas e de processamento de sinais foram implementadas e desenvolvidas para os algoritmos de identificação. Em uma etapa subsequente o algoritmo é utilizado num ensaio de identificação experimental de um tubo de sucção de óleo de um motor Diesel / Abstract: The analysis of the dynamical behaviour of structures is an indispensable for the design engineer. The present work brings as a contribution to this field, a time domain modal parameters identification procedure. The identification algorithm estimates the system's modal characteristics, that is, natural frequencies and damping as well as mode shapes . The methodology uses single-input multi-output dynamical information in the time domain. Different signal processing and numerical techniques have been employed and developed within the identification algorithm. The algorithm is applied in the experimental identification of an oil suction pipe of a Diesel engine / Mestrado / Mecanica dos Solidos / Mestre em Engenharia Mecânica
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Identificação de modos operacionais e naturais de vibração em maquinas rotativas utilizando coordenadas complexas

Mesquita, Alexandre Luiz Amarante 03 August 2018 (has links)
Orientador : Milton Dias Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:09:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mesquita_AlexandreLuizAmarante_D.pdf: 2863989 bytes, checksum: 180f04a4019a041551a84bfcd4ab2814 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado
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Aplicação da análise modal estática no estudo de estabilidade de tensão /

Amorim, Estelio da Silva. January 2011 (has links)
Orientador: Dilson Amancio Alves / Banca: Carlos Roberto Minussi / Banca: Luiz Carlos Pereira da Silva / Resumo: O objetivo do trabalho proposto é o de apresentar aplicações práticas da técnica de análise modal na avaliação da estabilidade de tensão e à redução da perda total de potência reativa na transmissão. A análise modal tem demonstrado ser uma ferramenta de análise estática muito útil que pode ser utilizada para identificar áreas propensas à instabilidade de tensão. Seus resultados são usados para identificar as medidas de reforço mais adequadas para aumentar a margem de estabilidade de tensão de sistemas elétricos de potência. A melhor localização para a instalação de compensação reativa shunt e série é determinada baseada nos fatores de participação de barra e de ramos, respectivamente. Outros objetivos deste trabalho são os de apresentar uma metodologia alternativa para a alocação de bancos de capacitores shunt, e o efeito da compensação de bancos de capacitores série na margem de carregamento. Os objetivos são à redução da perda total de potência reativa na transmissão e o aumento na margem de carregamento do sistema. Os valores dos montantes de compensação reativa shunt a serem alocados são determinados com base nas curvas de perda total de potência reativa na transmissão versus magnitude de tensão da barra. No caso da compensação série, o valor da reatância capacitiva escolhido é limitado pelo valor prático de compensação que é da ordem de 80%. Também são investigados os efeitos individuais que cada um destes procedimentos traz para o sistema. Entre os efeitos investigados estão: a redução das perdas reativas, a variação na margem de estabilidade estática de tensão, e a melhoria do perfil de tensão. Os resultados obtidos para os sistemas do IEEE (14, 57 e 118 barras) mostram que o procedimento conduz a uma sensível redução da perda total de potência... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of the proposed work is to present practical applications of the modal analysis technique applied to voltage stability assessment and reactive power losses reduction. Modal analysis has proven to be a useful steady-state analysis approach which can be applied to identify areas prone to voltage instability. Its results are used to identify the most effective remedial actions to increase system voltage stability margin. The best location for placing shunt and series capacitor is determined based on the bus and branch participations factors respectively. Other goals of the proposed work are to present an alternative procedure to the allocation of shunt capacitor, and the effects of series capacitor compensation on the system loading margin. The objectives are the total reactive power losses reduction in the transmission and the loading margin increase. The values of shunt reactive compensation to be allocated are determined based on the curve of total transmission reactive power losses versus bus voltage magnitude. In case of series compensation, the chosen reactive capacitance values are limited by a practical upper limit of series compensation degree of 80%. The individual effects that each one of these procedures brings for the system are also investigated. Among the investigated effects are: the reduction in the total reactive power losses, the changes in the static voltage stability margin, and the improvement of voltage profile. The results obtained for the IEEE system (14, 57 and 118 bus) show that the procedure leads to a sensible reduction of total reactive power losses and simultaneously, an improvement in the voltage profile and load margin increase. / Mestre

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