Orientador: Hans Ingo Weber / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T07:24:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Piccoli_HumbertoCamargo_D.pdf: 3396640 bytes, checksum: 078b5fedf69980cee5352493777c156d (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Identificar comportamentos com características caóticas em sistemas mecânicos é um desafio recente da engenharia. Este trabalho apresenta a análise de sinais medidos em um rotor vertical no qual o problema de rubbíng está presente. A partir da observação de algumas medições suspeitou-se da ocorrência de comportamento caótico. A investigação, na tentativa de avaliar esta possibilidade, começa com a observação de transformadas de Fourier, e evolui para a utilização da técnica de reconstrução do espaço estado através do método de Takens, para possibilitar uma análise não linear. São analisados retratos de fase e diagramas de Poincaré dos diversos sinais medidos. Dimensões de capacidade, correlação e informação, e expoentes e dimensões de Lypunov são calculados diretamente a partir das medições experimentais. São discutidos vários aspectos envolvidos na utilização dos métodos empregados. É também apresentada uma tentativa de encontrar um modelo matemático que represente o fenômeno e que mantenha as mesmas características não lineares encontradas nos sinais medidos / Abstract: A new challenge in engineering is to identify chaotic behavior in mechanical systems. This work presents an analysis of measured signals of a vertical rotor with rubbing. The occurrence of chaotic behavior came from some measurements observed in the beginning of the work. The investigation of these measured signals begins with the observation of Fourier transforms and, for a nonlinear analysis, the reconstruction of state space with Taken's method is used. Phase portraits and Poincare diagrams are constructed and analised. Capacity, correlation and information dimensions and Lyapunov exponents and dimensions are computed directly from the measured signals. Some questions arising when using these methods are discussed in the work. It is also presented a first approach to find a mathematical model for the phenomenon preserving the nonlinear characteristics found in the measured signals / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T16:30:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 79720.pdf: 2750066 bytes, checksum: 51ced18102e25c273f5c9d883b0623e4 (MD5) Previous issue date: 1990 / Descrevem-se alguns aspectos do comportamento dinâmico de rotores de turbogeradores, que possuem diferentes valores de rigidez em seus dois planos ortogonais de deflexão, através do método de elementos finitos. Esta assimetria elástica de rotores horizontais causa, por ação da gravidade, vibrações dobradas por rotação; conseqüentemente, velocidades críticas adicionais surgem no problema. Utilizam-se os elementos finitos da teoria de vigas de Timoshenko na modelagem do sistema e o modelo permite analisar os problemas de flexão e de torção, que são desacoplados. Um programa computacional é utilizado para calcular as freqüências naturais, as velocidades críticas e a resposta a um desbalanceamento distribuído de um rotor assimétrico apoiado em mancais discretos elásticos e simétricos. Desenvolve-se uma análise de sensibilidade da resposta desbalanceada para verificação dos pontos críticos da estrutura a variação de massa, visando a seleção dos planos de balanceamento. Selecionados os planos de colocação das massas balanceadoras, efetua-se a operação de balanceamento através do método dos coeficientes de influência.

Ingeniero Civil Mecánico / Los sistemas rotativos tienen gran importancia en la industria, debido a la existencia de diversas máquinas que utilizan este principio para su funcionamiento. En este contexto, la mantención de estos equipos es un tema que cada vez toma más peso en la industria debido a los incentivos económicos existentes por mejorar la disponibilidad de los activos de la empresa. Dentro de las técnicas de mantención existentes, la mantención predictiva se ha vuelto cada vez más atractiva con el avance de la tecnología. Esta estrategia de mantención consiste en evaluar la condición de operación de la maquina en tiempo real. Esto permite, mediante el monitoreo de ciertos parámetros, detectar una condición anormal en su funcionamiento y así intervenir en el momento preciso antes de que ocurra la falla, aumentando así la disponibilidad del activo, sin incurrir en una sobre mantención de éste. El objetivo de este trabajo es desarrollar un algoritmo inteligente que permita la identificación de fallas en un sistema rotativo, mediante la comparación con patrones de falla previamente identificados. Para la realización de este trabajo se identifican tres etapas claves; En primer lugar la adquisición de datos experimentales del sistema rotor operando bajo los modos de falla más comunes para este tipo de sistema. Luego, se crean patrones con los datos más representativos obtenidos anteriormente a fin de construir una base de datos de los modos de falla. Por último, se debe desarrollar un sistema de aprendizaje supervisado que permita, por medio de la comparación con los patrones anteriormente definidos, la identificación de la presencia de potenciales fallas en un sistema en funcionamiento. Se consideraron inicialmente 4 modos de fallas: desbalance, roce entre componentes rotatorios, picadura en pista externa del rodamiento, y falla en el rotor del motor, en donde se descartó el modo de falla del motor, ya que su falla no fue visible en las mediciones obtenidas. A partir de los otros 3 modos de falla se estudian la incidencia de distintos parámetros relevantes a fin de construir diferentes bases de datos sobre las cuales se prueba el algoritmo. Se realizaron pruebas sobre distintas bases de datos, para caso de modos de falla actuando solos como también múltiples. Se concluye que el algoritmo consigue resultados óptimos en el caso de los modos de falla individuales, mientras que para el caso de modos de falla múltiples el algoritmo tiene una menor precisión, llegando incluso a no detectar algunas fallas. Para este último caso se sugiere realizar modificaciones al algoritmo que permitan obtener resultados concluyentes.

Entre os diversos aspectos aerodinâmicos de interesse para aplicação em asas rotativas, no presente trabalho são estados e implementados numericamente os modelos quase-lineares para o cálculo de velocidades induzidas, através da Teoria de Vórtices, em rotores de helicópteros em vôo com simetria axial. Estes modelos foram propostos por Vozhdayev em "Theory of the Lifting Airscrew". Inicialmente faz-se uma caracterização do ambiente aerodinâmico em rotores de helicóptero, sendo apresentadas as teorias que estudam o assunto. São apresentados e discutidos os métodos de modelamento da esteira de vórtices sob o rotor em vôo pairado, para fins dos cálculos de carregamentos aerodinâmicos e previsão de desempenho. A seguir são apresentados os modelos da Teoria da Linha de Sustentação, da Teoria do Disco e da Teoria da Superfície de Sustentação para o estudo do rotor de helicóptero em vôo axial. Os modelos utilizam esteira helicoidal de vórtices, prescrita e sem contração, sendo a velocidade média de deslocamento dos vórtices livres na esteira calculada pela Teoria da Quantidade de Movimento. O cálculo das velocidades induzidas nas pás do rotor é feito por meio da Lei de Biot-Savart. São apresentados e analisados os resultados da implementação numérica dos referidos modelos para as previsões de carregamento aerodinâmico e desempenho de rotores em vôo pairado. Finalmente, é discutido o emprego da Teoria de Vórtices em modelos teóricos nos quais a esteira desempenha papel importante (como é o caso do helicóptero em vôo pairado), são ressaltadas as limitações dos modelos e dos resultados aqui apresentados, estabelecidas conclusões gerais e apontadas sugestões para futuros trabalhos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T12:15:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:13:37Z : No. of bitstreams: 1 171811.pdf: 27831138 bytes, checksum: e7135954c880a180e0130006c99b8050 (MD5) / No futuro, as capacidades limitadas de recursos, principalmente ambientais, aumentarão o custo da energia elétrica. Será essencial então levar em consideração o impacto do rendimento elétrico dos motores como um fator para o decréscimo do consumo de energia, pois os motores elétricos consomem a maior parte da energia elétrica em todo o país. Os refrigeradores e freezers com seus compressores herméticos contribuem com expressivos 9 % do consumo global de energia do Brasil. O componente estudado neste trabalho foi o "rotor" do motor elétrico montado dentro do compressor hermético. O rotor é convencionalmente produzido pelo processo de injeção sob pressão e a alternativa proposta é fabricá-lo pelo processo de centrifugação. Para isso, inicialmente uma máquina protótipo foi projetada, fabricada e avaliada em termos de desempenho. São descritos detalhes referentes aos conhecimentos obtidos com a máquina protótipo, ao desempenho dos dois processos de fabricação e os resultados das variáveis influentes no processo de centrifugação objetivando maximizar rendimento elétrico do rotor. Os resultados indicaram que o processo de centrifugação incrementa o rendimento elétrico do rotor em torno de 0,7 a 1,3 % principalmente pela maior densidade do alumínio. Além disso, o custo do processo é menor se comparado à injeção sob pressão, pela possibilidade de eliminação de duas etapas (azulamento do pacote de lâminas e queima do rotor após a injeção). O processo ainda é viável tecnicamente em produtividade.

Conhecer o comportamento vibratório de rotores de máquinas rotativas, já durante a fase de projeto, é uma necessidade cada vez maior nos dias atuais, quando modificações corretivas, após o início da operação, já não são mais aceitáveis, devido aos altos custos de material e execução empregados, se comparados com os lucros que são cada vez mais reduzidos, em função das regras impostas pelo mercado, e devido também ao tempo necessário para tais modificações, que implica em manter a máquina parada, sem gerar lucros nesse penodo, acarretando em mu1tas contratuais para o fabricante. o presente trabalho visa dar subsídiosà análise dinâmicadas linhas de eixos de turbo e hidrogeradores (conjuntos formados pela turbina mais o gerador, usados respectivamentenas centraistermelétricase hidrelétricas). Inicialmente é feita uma breve explanação sobre formas construtivas de hidrogeradores e tipos de turbinas hidráu1icas utilizados atualmente. O trabalho prossegue apresentando as propriedades dos mancais com filme de óleo, os fenômenos do empuxo magnético no rotor do gerador e do efeito giroscópico, bem como a norma ISO 1940, que define os níveis admissíveis de desbalanceamentos residuais para rotores de máquinas É apresentada uma formulação matemática pelo Método das Matrizes de Transferência para as análises das vibrações livres, bem como das vibrações forçadas com carregamentos cíclicos devido aos desbalanceamentos residuais das linhas de eixos. A análise das vibrações livres é feita para a obtenção das fteqüências naturais torcionais e das fteqüências tlexionais críticas em um plano. A análise das vibrações forçadas é elaborada para fornecer as respostas dinâmicas em dois planos ortogonais, devido ao desbalanceamento residual. Para aplicação da metodologia de cálculo apresentada, são elaboradas rotinas computacionais de cálculos, utilizando como plataforma o software MATLAB. Para testar o Método das Matrizes de Transferência, bem como os programas de computador elaborados, faz-se algumas análises com soluções analíticas exatas e comparam-se resultados obtidos. Como aplicação prática, faz-se um estudo aprofundado dos comportamentos dinâmicos algumas linhas de eixos de hidrogeradores, para variações de configurações de construção dessas, bem como para as diversas condições de operação.

Conhecer o comportamento vibratório de rotores de máquinas rotativas, já durante a fase de projeto, é uma necessidade cada vez maior nos dias atuais, quando modificações corretivas, após o início da operação, já não são mais aceitáveis, devido aos altos custos de material e execução empregados, se comparados com os lucros que são cada vez mais reduzidos, em função das regras impostas pelo mercado, e devido também ao tempo necessário para tais modificações, que implica em manter a máquina parada, sem gerar lucros nesse penodo, acarretando em mu1tas contratuais para o fabricante. o presente trabalho visa dar subsídiosà análise dinâmicadas linhas de eixos de turbo e hidrogeradores (conjuntos formados pela turbina mais o gerador, usados respectivamentenas centraistermelétricase hidrelétricas). Inicialmente é feita uma breve explanação sobre formas construtivas de hidrogeradores e tipos de turbinas hidráu1icas utilizados atualmente. O trabalho prossegue apresentando as propriedades dos mancais com filme de óleo, os fenômenos do empuxo magnético no rotor do gerador e do efeito giroscópico, bem como a norma ISO 1940, que define os níveis admissíveis de desbalanceamentos residuais para rotores de máquinas É apresentada uma formulação matemática pelo Método das Matrizes de Transferência para as análises das vibrações livres, bem como das vibrações forçadas com carregamentos cíclicos devido aos desbalanceamentos residuais das linhas de eixos. A análise das vibrações livres é feita para a obtenção das fteqüências naturais torcionais e das fteqüências tlexionais críticas em um plano. A análise das vibrações forçadas é elaborada para fornecer as respostas dinâmicas em dois planos ortogonais, devido ao desbalanceamento residual. Para aplicação da metodologia de cálculo apresentada, são elaboradas rotinas computacionais de cálculos, utilizando como plataforma o software MATLAB. Para testar o Método das Matrizes de Transferência, bem como os programas de computador elaborados, faz-se algumas análises com soluções analíticas exatas e comparam-se resultados obtidos. Como aplicação prática, faz-se um estudo aprofundado dos comportamentos dinâmicos algumas linhas de eixos de hidrogeradores, para variações de configurações de construção dessas, bem como para as diversas condições de operação.

Conhecer o comportamento vibratório de rotores de máquinas rotativas, já durante a fase de projeto, é uma necessidade cada vez maior nos dias atuais, quando modificações corretivas, após o início da operação, já não são mais aceitáveis, devido aos altos custos de material e execução empregados, se comparados com os lucros que são cada vez mais reduzidos, em função das regras impostas pelo mercado, e devido também ao tempo necessário para tais modificações, que implica em manter a máquina parada, sem gerar lucros nesse penodo, acarretando em mu1tas contratuais para o fabricante. o presente trabalho visa dar subsídiosà análise dinâmicadas linhas de eixos de turbo e hidrogeradores (conjuntos formados pela turbina mais o gerador, usados respectivamentenas centraistermelétricase hidrelétricas). Inicialmente é feita uma breve explanação sobre formas construtivas de hidrogeradores e tipos de turbinas hidráu1icas utilizados atualmente. O trabalho prossegue apresentando as propriedades dos mancais com filme de óleo, os fenômenos do empuxo magnético no rotor do gerador e do efeito giroscópico, bem como a norma ISO 1940, que define os níveis admissíveis de desbalanceamentos residuais para rotores de máquinas É apresentada uma formulação matemática pelo Método das Matrizes de Transferência para as análises das vibrações livres, bem como das vibrações forçadas com carregamentos cíclicos devido aos desbalanceamentos residuais das linhas de eixos. A análise das vibrações livres é feita para a obtenção das fteqüências naturais torcionais e das fteqüências tlexionais críticas em um plano. A análise das vibrações forçadas é elaborada para fornecer as respostas dinâmicas em dois planos ortogonais, devido ao desbalanceamento residual. Para aplicação da metodologia de cálculo apresentada, são elaboradas rotinas computacionais de cálculos, utilizando como plataforma o software MATLAB. Para testar o Método das Matrizes de Transferência, bem como os programas de computador elaborados, faz-se algumas análises com soluções analíticas exatas e comparam-se resultados obtidos. Como aplicação prática, faz-se um estudo aprofundado dos comportamentos dinâmicos algumas linhas de eixos de hidrogeradores, para variações de configurações de construção dessas, bem como para as diversas condições de operação.

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

Orientador: Katia Cavalca Lucchesi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T07:13:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EspiritoSanto_IvanLimado_M.pdf: 5636025 bytes, checksum: fadb46cc6830dbfe5935a420f7880d82 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho, é desenvolvida uma análise não linear de um rotor Laval com uma fonte de potência não ideal passando através da velocidade crítica sob efeitos de atrito seco de Coulomb e restituição cúbica. Verificaram-se as mudanças na resposta do sistema através da integração direta da equação de movimento, no caso de fortes não linearidades, e através do método da média, no caso de fracas não linearidades. Vários aspectos importantes no projeto de máquinas rotativas são verificados com estudo do comportamento não linear do rotor Laval, tais como o torque mínimo necessário para passagem pela velocidade crítica, a amplitude de vibração durante a passagem e a estabilidade da rotação em regime permanente. A rigidez cúbica afeta a freqüência natural do sistema, fazendo com que o valor desta varie em função da amplitude de oscilação. A forma inclinada da curva de ressonância faz com que, para uma determinada rotação, existam duas amplitudes de vibração possíveis, uma correspondente à aceleração e outra à desaceleração do rotor. O estudo teórico de estabilidade dos pontos da curva de ressonância, através do método da média, mostrou-se satisfatório na previsão da rotação em regime permanente / Abstract: In this work a nonlinear analysis of a simple Laval rotor with a non ideal power source crossing its resonance under a Coulomb dry friction action and cubic restoring force is done. Dynamical changes on the system response are observed through numerical integration in the case of strong nonlinearity and through average method in the case of weak nonlinearity. Some important constitutive request appear from the studies of the behavior. Two important aspects take place: the minimal torque requested for the passage across the critical speed and the amplitude of vibration, both of them are quite dependent on the interaction between the system and the power source. The Coulomb dry friction come from the contact between the rotor and a auxiliar device for reduction of oscillation during the passage through the critical speed. This device is made of cylindric rolles that also leads to a cubic restoring force. Otherwise, without such device the rotor runs free of any kind of dry friction and in this case the shaft is made of material that responds better with the cubic low instead of linear one / Mestrado / Dinamica de Rotores / Mestre em Engenharia Mecânica