Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-02Bitstream added on 2015-03-03T12:06:23Z : No. of bitstreams: 1 000804878.pdf: 2650434 bytes, checksum: ef9e16c1a0c4300c6e8f770cf0a58ed0 (MD5) / Esta tese apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de otimização dinâmica e estrutural para rotores com eixos em material compósito. A dinâmica destes rotores difere das análises convencionais devido à existência de amortecimento interno no eixo. As equações de movimento destes rotores apresentam a influencia do amortecimento interno sobre o comportamento dinâmico dos rotores. Materiais compósitos podem ser manufaturados em diferentes sequências de laminação. Para obter as melhores propriedades mecânicas, que possibilitem aos rotores operarem, em condições de estabilidade dinâmica e de esforços estruturais, foi necessário o desenvolvimento de uma metodologia de otimização para obter o melhor projeto. Para a aplicação desta metodologia foi desenvolvido um algoritmo de otimização. Para fundamentar este desenvolvimento foram revisados conceitos da teoria clássica de laminação, dos modelos de amortecimento estrutural, da dinâmica de rotores com amortecimento interno, de elementos finitos e dos métodos de otimização. O método de otimização escolhido foi o genético. Dentro do algoritmo de otimização foram inseridos módulos de análise para calcular as propriedades equivalentes, de avaliação estrutural por critérios de falha e de análise dinâmica de rotores. Diferentes simulações demonstraram a importância da sequência de laminação sobre a dinâmica dos rotores. Dentre os resultados finais estão simulações de otimizações e uma análise dos principais parâmetros que influenciam a obtenção de soluções ótimas pela otimização / This thesis presents a development on dynamic and structural optimization method (multiobjective) for rotors mount on composite shafts. The dynamic analysis of these rotors differs from conventional analysis due to the existence of internal damping in the shaft. The equations of motion for these rotors represent the influence of internal damping on the dynamic behavior of the rotor system. Composite materials can be manufactured using different layups. To obtain the best mechanical properties, which allow rotors to operate in stability dynamic and allowable efforts structural conditions, it was necessary to develop a methodology for design optimizing. For the application of this methodology an optimization algorithm was developed. To support this development were reviewed: the classical lamination theory, models of structural damping, rotor dynamics with internal damping, finite elements and optimization methods. The optimization method chosen was algorithm genetic. Within the optimization algorithm were inserted analysis modules responsible for: calculate the equivalent properties, evaluate structurally by failure criteria and analyze the dynamics of the rotors. Several simulations have demonstrated the importance of the layup for rotor dynamics. Among the final results from optimization simulations, there are discussions about the influence of the each optimization parameters that influence the achievement of optimal solutions

Este trabajo es una contribución al mejoramiento del plan de mantenimiento eléctrico predictivo actual de los principales motores de la planta de molienda de Minera Los Pelambres (MLP), en particular de los 5 motores sincrónicos accionadores de los molinos de bolas (MB) y así lograr un aumento en la confiabilidad del proceso industrial disminuyendo elevadas pérdidas económicas asociadas. Entre las distintas técnicas de monitoreo en línea de motores (análisis cromatográfico, temperaturas, vibraciones mecánicas, variables eléctricas, etc.) usadas principalmente en el mantenimiento predictivo de motores, se decidió utilizar las variables eléctricas como herramienta, en particular a la corriente de estator y de excitatriz. A su vez se realizó un análisis estadístico de todas las detenciones ocurridas en la planta de molienda de MLP entre los años 2000 a 2006 para complementar y apoyar el estudio principal. Con este tipo de estudio se busca establecer una metodología que permita detectar el estado de los componentes críticos de los motores, como son los enrollados del rotor y estator además del rotor propiamente tal. Para alcanzar este objetivo se estudiaron variados tipos de fallas relacionadas con estos componentes como por ejemplo, cortocircuitos en los enrollados de rotor y estator, problemas de excentricidad dinámica del rotor, efectos de unaalimentación desbalanceada, efectos de asimetrías estructurales en el rotor y se buscó su relación con información contenida en las variable eléctricas descritas. Mediante mediciones experimentales en cada uno de los motores indicados se validaron los análisis teóricos y se propuso recomendaciones técnicas adecuadas para mejorar el plan de mantenimiento predictivo.

Este trabalho visa realizar o estudo do comportamento dinâmico de um eixo rotor flexível, modelado segundo a teoria de Euler-Bernoulli e caracterizar as respostas periódicas de sistemas LTI (sistemas lineares invariantes no tempo) e sistemas fracamente não lineares de ordem arbitrária. Para tanto, é utilizada a base dinâmica gerada pela resposta impulso ou solução fundamental. O comportamento dinâmico de um eixo rotor flexível foi discutido em termos da função de Green espacial e calculada de maneira não-modal. Foi realizado um estudo do problema de autovalor para o caso de um um eixo rotor biapoiado. As freqüências são obtidas e os modos escritos em termos da base dinâmica e da velocidade de rotação. As respostas periódicas de sistemas LTI, utilizadas nas aproximações com sistemas fracamente não lineares, são obtidas, independentemente da ordem do sistema, como um operador integral onde o núcleo é a função de Green T-periódica. Esta função é caracterizada em termos das propriedades de continuidade, periodicidade e salto da função de Green T-periódica, e da base dinâmica Simulações foram realizadas para sistemas concentrados, matriciais e escalares, com o objetivo de mostrar a validade da metodologia desenvolvida com as propriedades da função de Green T-periódica. Foi abordado um modelo não-linear para uma centrífuga utilizada na indústria textil [Starzinski, 1977].

Orientador: Antonio Soares de Castro / Banca: Denis Dalmazi / Banca: Edisom de Souza Moreira / Resumo : Apresenta-se uma abordagem da equação de Schrödinger para potenciais periódicos em um anel. Para o rotor livre, consideram-se as usuais autofunções do operador momento angular tanto quanto as autofunções do operador paridade. Demonstra-se que a periodicidade da densidade de probabilidade implica em autofunções periódicas, ou antiperiódicas. Mostra-se que as autofunções antiperiódicas, por serem descontínuas, ou por terem suas derivadas primeiras descontínuas, são soluções ilícitas. Em seguida investigam-se algumas propriedades termodinâmicas do rotor livre. Com um potencial periódico V (θ) = V0 (1 − cosNθ) definido sobre o anel, mapear-se o problema na bem conhecida equação de Mathieu com soluções expressas em termos de autofunções do operador paridade. Mais uma vez mostra-se que as condições de contorno que tornam as autofunções antiperiódicas são ilegítimas, reafirmando resultados mais comumente encontrados na literatura. Os limites de baixas e altas energias são retomados de forma plenamente satisfatória a partir das soluções encontradas. Com N = 6 em V (θ), e com fulcro na teoria de Hückel dos orbitais moleculares, aborda-se de maneira fenomenológica a molécula do benzeno usando o conceito de momento de inércia efetivo na descrição da espectroscopia na região do ultravioleta / Abstract: The Schrödinger equation for periodic potentials on a ring is approached. For the free rotor, eigenfunctions of the angular momentum operator, as well as eigenfunctions of the parity operator are considered. It is demonstrated that the periodicity of the probability density implies periodic or anti-periodic eigenfunctions. It is shown that the anti-periodic eigenfunctions, because they are discontinuous, or because they have discontinuous first derivatives, are illicit. Then, a few thermodynamic properties of the free rotor are investigated. With a periodic potential V (θ) = V0 (1 − cosNθ) defined on the ring, the problem is mapped in the well-known Mathieu equation with solutions expressed in terms of the eigenfunctions of the parity operator. Again, it is shown that the boundary conditions that make anti-periodic eigenfunctions are illegitimate, reaffirming the results most commonly found in the literature. The low and high energies limits are fully satisfactory. With N = 6 in V (θ), and fulcrum on the Hückel molecular orbital theory, a phenomenological approach to the molecule of benzene is used via the concept of effective moment of inertia in the description of spectroscopy in ultraviolet region / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-09-30Bitstream added on 2014-06-13T18:31:09Z : No. of bitstreams: 1 caldiron_l_me_ilha_prot.pdf: 995296 bytes, checksum: dc02ada2316a49ff3c8fd3dca71338ba (MD5) / Neste trabalho são otimizadas rotinas computacionais de um método de estimação de rigidez de mancais de máquinas através de um processo de ajuste de modelo, utilizando a análise de sensibilidade. Este método consiste em utilizar a análise de sensibilidade dos autovalores com relação à variação da rigidez dos mancais de um rotor. A eficácia e a robustez do método são analisadas através de simulações teóricas, bem como através de dados experimentais obtidos de um rotor de rotação variável e rigidezes dos mancais ajustáveis. O modelo matemático de ajuste do sistema é desenvolvido pelo método dos elementos finitos e o método de ajuste converge empregando-se um processo iterativo. Este método de ajuste baseia-se na minimização da diferença entre autovalores experimentais e autovalores obtidos com o modelo matemático de ajuste a partir de valores de rigidez dos mancais previamente adotados. A análise é feita com o rotor em diversas velocidades de rotação para verificar a influência do efeito giroscópio, e em diversas condições de valores da rigidez dos mancais para analisar o método quando aplicado em rotores flexíveis e em rotores rígidos. O desempenho do método é analisado com resultados teóricos e experimentais. / In this work, computational routines of estimation method of stiffness bearing of machine via a model updating process are optimized, using the sensitivity analysis. This method consists of using the eigenvalue sensitivity analysis, relating to the stiffness bearing variation of a rotor. The efficacy and the robustness of the method are analyzed through the theoretical simulations, as well as, based on the experimental data obtained of a test rotor with variable rotating speeds and adjustable bearing stiffness values. The mathematical model system is developed by the finite element method and the method of adjustment should converge employing an iterative process. The method of adjustment is based on the minimization of the difference between experimental eigenvalues and eigenvalues obtained via mathematical model from previously adopted stiffness bearing values. The analysis is made by using the rotor in different rotating speeds in order to check the influence of the gyroscopic effect, and in several conditions of the stiffness bearing values to analyze the method when applied on flexible and rigid rotors. The performance of the method is analyzed through theoretical and experimental results.

Submitted by Ramon Moreira Peres null (ramon.mpe@gmail.com) on 2016-11-16T12:51:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - Ramon Moreira Peres.pdf: 2352271 bytes, checksum: f6a0129949b15510489022df29120c6d (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-11-23T11:44:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 peres_rm_me_guara.pdf: 2352271 bytes, checksum: f6a0129949b15510489022df29120c6d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-23T11:44:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 peres_rm_me_guara.pdf: 2352271 bytes, checksum: f6a0129949b15510489022df29120c6d (MD5) Previous issue date: 2016-09-16 / Outra / O presente trabalho estuda a dinâmica de rotores e em particular a de um rotor modelo de Jeffcott. Para tanto, foi utilizada uma bancada experimental que consiste de um rotor montado sobre um eixo apoiado por mancais de rolamento fixo a uma base metálica, sendo o acionamento da bancada experimental feito por meio de um motor elétrico trifásico de 2 cv com uma rotação máxima de 3.475 rpm, onde foram realizados testes para determinação da primeira frequência natural estacionária (teste de impacto), tesde de partida e de parada. Dois eixos de materiais diferentes foram utilizados, sendo um de aço SAE 1020 e outro de material compósito. Foram determinadas através de análise estrutural pelo método dos elementos finitos as rigidezes dos mancais, com esses valores obteve-se analiticamente a primeira frequência natural do sistema. Ainda utilizando o método dos elementos finitos foram obtidas as frequências naturais, os modos de vibrar e o diagrama de Campbell através de análise modal. Os resultados experimentais obtidos foram discutidos e comparados com os resultados analíticos e com os resultados obtidos pela aplicação do método dos elementos finitos. Percebe-se que com essa comparação a aplicação do software na fase inicial de projeto mostra-se de extrema importância, visto que as frequências naturais podem ser previstas já na etapa inicial. / This work studied the dynamics of rotors and in particular a Jeffcott rotor. An experimental bench consisting of a rotor mounted on a shaft supported by a fixed bearing housings to a metal base. The drive of the testing bench is made a three-phase electric motor of 2cv power, having a maximum rotation of 3.475rpm, which were performed the tests to identify the first natural frequency (impact test), run up and coast down using two different material of shaft, one made by steel SAE 1020 and a composite shaft. It was determined through structural analyses by the finite element method and the rigidities of the bearings was obtained. With this values the first natural frequency for the system was obtained analytically. Still using finite element method was obtainedthe natural frequencies. The vibration modes and the Campbell diagram, using modal analysis. The experimental results were discussed and compared the analytical results and the results by applyingthe finite element method, with this comparion the software application in the initial phase project proved extremely important given that the natural frequencies can be provided in the initial stage. / PRH-ANP/MCTI: 48610.009725/2013

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilmar L Rossi.pdf: 1361290 bytes, checksum: 3d9a672479f6e21f35489add0106e893 (MD5) Previous issue date: 2004-07-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A ocorrência de corrosão severa em rotores de motobombas motivou a realização de um estudo que envolveu a avaliação da influência da qualidade das matérias primas de fusão e de controle processo sobre a suscetibilidade á corrosão na liga utilizada para obtenção destas peças por processo de fundição, no caso a liga com denominação comercial 356 (Al7Si03Mg). O principal parâmetro de avaliação foi à composição química, com especial ênfase nos teores dos elementos cobre e zinco presentes em percentuais que caracterizaram estes elementos como impurezas e não como elementos de liga. Foram avaliadas as influências individuais e combinadas de teores crescentes dos elementos Cu e Zn sobre a resistência a corrosão da liga A356, uma variante da liga 356 o níveis de impurezas mais baixos, medida através de ensaios de corrosão intergranular realizados de acordo com as especificações contidas nas normas ASTM G110-92 e ASTM G01-90. Com os resultados obtidos nestes ensaios foi possível obter medidas de perda em massa e profundidade de corrosão por metalografia ótica quantitativa. Os resultados obtidos indicam que pequenos incrementos nos percentuais de Cu e Zn ocasionam aumentos significativos na tendência á corrosão da liga em questão, sendo que em alguns casos estes teores estão abaixo dos valores normalmente presentes na grande maioria das ligas comerciais utilizadas nas indústrias de fundição de alumínio.

Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1140814 bytes, checksum: 542f51d418daba0191fb72d0eefa3504 (MD5) Previous issue date: 2010-11-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work is presented in an air conditioning system using evaporative cooling coupled with desiccant rotor, which presents itself as an alternative to refrigeration system for vapor compression. In this sense, was mounted on the Solar Energy Laboratory UFPB in Joao Pessoa, an industrial-scale prototype of a desiccant cooling system for air conditioning, using two rotors desiccants, two rotary heat exchangers, evaporative coolers three, two burners natural gas, a water pump high pressure and five centrifugal fans. The proposal is to analyze the behavior of the system on the climatic conditions of hot and humid climate and also compare the results with other experimental and numerical. The system can operate in three configurations for operation and you were obtained and recorded data as the prototype cooling capacity, COP and system psychrometric conditions of the air supplied equipment to the air conditioned environment. All work done in assembling the prototype and the field of technology applied to air conditioning with desiccant rotor under the conditions of hot and humid climate are presented and analyzed. The results show that, even when operating in adverse weather conditions, the system can achieve performance similar to the vast majority of cooling systems using desiccant rotor and the thermal comfort can be achieved under conditions of climate in the summer of Joao Pessoa. / Neste trabalho é apresentado um sistema de condicionamento de ar utilizando resfriamento evaporativo acoplado a rotores dessecante, que se apresenta como uma alternativa ao sistema de refrigeração por compressão de vapor. Neste sentido, foi montado no Laboratório de Energia Solar da UFPB em João Pessoa, um protótipo em escala industrial de um sistema de refrigeração dessecante para condicionamento de ar, utilizando dois rotores dessecantes, dois trocadores de calor rotativos, três resfriadores evaporativos, dois queimadores a gás natural, uma bomba d água de alta pressão e cinco ventiladores centrífugos. A proposta é analisar o comportamento do sistema sobre as condições climáticas do clima quente e úmido e também comparar os resultados com os de outros trabalhos experimentais e numéricos. O sistema pode operar em três configurações de funcionamento e para estás foram obtidos e registrados dados como: Potência frigorífica do protótipo, COP do sistema e condições psicrométricas do ar fornecido pelo equipamento ao ambiente climatizado. Todo o trabalho desenvolvido na montagem do protótipo e domínio da tecnologia aplicada para o condicionamento de ar com rotores dessecantes, nas condições do clima quente e úmido são apresentadas e analisadas. Os resultados obtidos demonstram que, mesmo operando em condições climáticas adversas, o sistema pode atingir desempenho semelhante ao da grande maioria dos sistemas de condicionamento de ar usando rotores dessecantes e que as condições de conforto térmico podem ser alcançadas nas condições do clima de João Pessoa no verão.

Submitted by Everton Coelho de Medeiros null (everton.medeiros@feg.unesp.br) on 2017-08-29T19:01:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_final.pdf: 4345654 bytes, checksum: 76773f0a6cc1d17c5e1162955ff8879a (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-29T19:06:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 medeiros_ec_me_guara.pdf: 4345654 bytes, checksum: 76773f0a6cc1d17c5e1162955ff8879a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T19:06:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 medeiros_ec_me_guara.pdf: 4345654 bytes, checksum: 76773f0a6cc1d17c5e1162955ff8879a (MD5) Previous issue date: 2017-06-30 / Os estudos relacionados a máquinas rotativas são muito importantes no apoio e manutenção da operação de máquinas de grande porte, tais como turbo compressores ou turbinas. Modelos analíticos e numéricos têm sido aplicados por anos, entretanto, eles nem sempre apresentam as condições reais dessas máquinas. Por isso, o uso de procedimentos experimentais para a avaliação e validação de resultados de máquinas rotativas é importante para a etapa de projeto mecânico. O uso de modelos em escala, por exemplo, turbinas hidráulicas ou turbinas a vapor, tem sido comum nesta área. Um rotor é dividido em várias partes, sendo uma delas os elementos de suporte, mais especificamente os mancais. Os mancais podem ser divididos em vários tipos, os mais utilizados são os do tipo rolamento e tipo hidrodinâmico. Devido este último ser o mais encontrado em máquinas pesadas, seu estudo é muito importante. Este trabalho objetiva apresentar o projeto de um protótipo de um mancal hidrodinâmico e sua avaliação experimental. O mancal desenvolvido consiste de uma bucha de bronze montada sobre uma casa de mancal de alumínio e sistemas de vedação para o óleo lubrificante. As geometrias das buchas e as propriedades dos fluidos foram analisadas pela medição do comportamento dinâmico de um rotor apoiados por esses mancais. Esta avaliação foi baseada na medição de uma bancada do tipo Jeffcott apoiada em um par de mancais hidrodinâmicos em condições diversas, incluindo combinações entre mancais do tipo rolamento e hidrodinâmico, variação da geometria interna da bucha de bronze e uso de mancal de material compósito com lubrificação de contorno. Podendo concluir que mancais com buchas de geometria fixa e cilíndrica mostram um comportamento anisotrópico, causado pela diferença de rigidez entre os planos horizontal e vertical. Ao variar para mancais de geometria assimétrica (Elíptico e Offset-halves), buchas de material compósito e modificação do tipo de lubrificação este fenômeno de anisotropia é reduzido, levando a condição de apoio para mais próxima de isotrópica. A combinação entre diferentes mancais (rolamento e hidrodinâmico) levou à observação da análise de mancais montados próximo a região do acoplamento de torque e também a importância do sentido da rotação do rotor para a formação do filme de óleo e evitar o seu sobreaquecimento. / Studies related to rotary machines are very important to support and keep the operation of large machines such as turbochargers or turbines. Analytical and numerical models have been applied for years, however, they do not always present the real condition of these machines. Therefore, the use of experimental procedures for the evaluation and validation of rotating machine results is important for mechanical design step. The use of scale models, for example, hydraulic turbines or steam turbines, has been very common in this area. A rotor is divided into several parts, one of which is the support elements, more specifically the bearings. The bearings can be divided into several types, the most common are the ball/roller bearing and the hydrodynamic bearing. Due to the latter be the most applied in heavy machinery, his study is very important. This work aims to show the design of a prototype of a hydrodynamic bearing and its experimental evaluation. The developed bearing consists of a bronze bushing mounted on an aluminum bearing housing and sealing systems for lubricating oil. The bushing geometries and the properties of the fluids are analyzed by measuring the dynamic behavior of a rotor supported by these bearings. This evaluation was based on the measurement of a Jeffcott rotor test bench supported by hydrodynamic bearings under a variety of conditions, including combinations of rolling and hydrodynamic type bearings,variation of the internal geometry of the bronze bushing and use of composite material bearing for the bush with contour lubrication. It may be concluded that bearings with fixed and cylindrical geometry bearings show an anisotropic behavior caused by the difference in rigidity between the horizontal and vertical planes. When the bush is changed for asymmetric geometries (Elliptical and Offset-halves), composite material bushings and modification of the lubrication type, the anisotropy phenomenon is reduced, leading to a supportive condition closer to isotropic. The combination of different bearings (ball/roller bearing and hydrodynamic bearing) led to the observation the analysis of mounted bearings near a torque coupling region and also the importance of the direction of rotation for oil film formation and to avoid his overheating.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Dynamic analyses of a flexible rotor supported by fluid film radial bearings on elastomeric suspension are performed using the Finite Element Method. The response to the unbalance and the stability behavior are obtained for different types of damping devices configuration and viscoelastic materials. The stiffness and damping coefficients of the hydrodynamic bearings are evaluated through the Short Bearing Theory. The properties of the elastomers, as a function of the frequency at a given temperature, are obtained from tests conducted in the Laboratory of Mechanical Systems of the School of Mechanical Engineering in the Federal University of Uberlândia. Dissipative elastomeric devices have strong influence on the dynamic behavior of the rotor. It is observed that with the suitable choice of the damper, the amplitude of the unbalance response may be reduced. The threshold speed of stability is increased with the use of elastomeric dampers for the most analyzed cases. / Análises dinâmicas de um rotor flexível apoiado por mancais radiais de filme fluido montados em uma suspensão elastomérica são realizadas utilizando o Método dos Elementos Finitos. A resposta ao desbalanceamento e o comportamento da estabilidade são obtidos para várias configurações de dispositivos amortecedores e para diferentes materiais viscoelásticos. Os coeficientes de rigidez e de amortecimento dos mancais hidrodinâmicos são obtidos através da Teoria de Mancais Curtos. As propriedades dos materiais viscoelásticos, determinadas em função da frequência a uma dada temperatura, são obtidas através de ensaios conduzidos no Laboratório de Sistemas Mecânicos da Faculadade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia. Os dispositivos dissipativos elastoméricos possuem forte influência no comportamento dinâmico do rotor. Observa-se que, com a escolha adequada da configuração do amortecedor, a amplitude da resposta ao desbalanceamento pode ser reduzida. A velocidade limite de estabilidade é aumentada com o emprego dos amortecedores elastoméricos para a maioria dos casos analisados. / Doutor em Engenharia Mecânica