Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-17T19:42:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T16:14:25Z : No. of bitstreams: 1 183187.pdf: 2859308 bytes, checksum: beeed64a74204bf36fb457002e34959d (MD5) / Este trabalho discorre sobre o modelamento de mancais radiais acoplados sujeitos a carregamento dinâmico, bem como sobre sua metodologia de solução, incluindo atrito sólido e desgaste. O modelo considera o acoplamento entre dois mancais radiais de um mesmo eixo, levando em conta os deslocamentos e desalinhamentos radiais. Uma metodologia de volumes finitos é utilizada para a solução da equação de Reynolds que governa o problema de lubrificação. O desgaste e o contato direto entre as superfícies do eixo e dos mancais são tratados com o uso das leis de Archard e de Coulomb para desgaste e atrito sólido, respectivamente. O volume desgastado é removido da vizinhança do ponto de contato sólido de uma forma automática. Isto permite um cálculo preciso das geometrias do eixo e do mancal após contato e desgaste. As equações da dinâmica, do contato direto, e de Reynolds, são resolvidas em um único sistema linear de equações. O método de solução é direto, mas são necessárias iterações para contemplar a cavitação do filme de óleo e as não-linearidades das equações. O sistema linear é resolvido utilizando-se o método de eliminação de Gauss, e para otimizar o processo de solução, considera-se a esparsividade do sistema. Um programa computacional com base na formulação deste trabalho foi desenvolvido e testado utilizando-se informações da literatura. São obtidos resultados para os mancais principal e secundário de um pequeno compressor alternativo utilizado em refrigeração doméstica. A pressão do gás no topo do pistão do compressor foi artificialmente aumentada para forçar o contato sólido. Foi então observado que uma nova geometria para eixo e mancais foi gerada pelo desgaste e que o contato sólido foi eliminado. Informações como a órbita dos mancais, o consumo de potência por atritos sólido e viscoso, a vazão lateral de óleo, a espessura mínima de filme de óleo e o desgaste podem ser consistentemente obtidas pelo programa computacional que mostrou-se robusto e eficiente.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:14:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 84640.pdf: 3276002 bytes, checksum: cb8692259ba89fcb1279080ac1e6f73c (MD5) Previous issue date: 1991 / A teoria da lubrificação hidrodinâmica, baseada na equação de reynolds, é utilizada na determinação das características operacionais de mancais radiais submetidos a carregamentos dinâmicos. A equação de reynolds, na sua forma bidimensional, é integrada numericamente através dos volumes finitos. A cavitação do filme de óleo é considerada, o que torna o modelo matemático um problema de fronteira livre, contornado pelo uso de malhas não-ortogonais adaptadas a fronteira. O comportamento dinâmico do mancal representado pela trajetória do eixo, é obtido através da resolução de um sistema de equações diferenciais, originárias do balanço de forças entre o carregamento e a força hidrodinâmica gerada no mancal a cada instante de tempo. A interação do problema hidrodinâmico do filme de óleo e o problema de dinâmica do eixo é responsável pela geração de um campo de pressões continuamente variável com o tempo. A partir do conhecimento deste campo de pressões, as características operacionais, tais como vazão de óleo e perdas, podem ser determinadas, permitindo a otimização dos mancais em análise. Os resultados obtidos neste trabalho são comparados com resultados numéricos e experimentais existentes na literatura, alcançando-se boa concordância entre os mesmos.