Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-02-27Bitstream added on 2014-06-13T18:55:44Z : No. of bitstreams: 1 lemos_gf_me_ilha.pdf: 1687304 bytes, checksum: 2d87e2769a3988a6f39dcbadb002a25b (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As máquinas rotativas têm grande aplicação na grande maioria dos complexos industriais, sendo que uma quebra nestes tipos de equipamentos pode provocar perdas econômicas, inconveniências em serviços, ou até mesmo pode levar a situações perigosas dependendo da gravidade da avaria sofrida pelo equipamento. Desta forma, para se evitar tais problemas, é muito importante que se possua ferramentas que possa informar sobre a existência destas falhas, bem como, sobre sua evolução ao longo do tempo. Neste contexto, tem-se observado nos últimos anos um aumento no desenvolvimento de técnicas de detecção e localização de falhas. Neste trabalho, é apresentada a metodologia dos observadores de estado para a detecção e localização de falhas em sistemas de rotativos considerando-se as fundações dos mesmos. A metodologia dos observadores de estado pode reconstruir os estados não medidos ou estimar valores provenientes de pontos de difícil acesso no sistema. Desta forma, falhas nestes pontos podem ser detectadas sem que haja a necessidade da realização de medidas diretas. A metodologia de identificação dos parâmetros utilizando funções ortogonais também foi utilizada, permitindo a verificação de possíveis variações de parâmetros em sistemas discretos, através de suas respostas. A metodologia desenvolvida foi validade através de simulações computacionais e análise experimental, com medidas provenientes de um sistema rotor-suporte-estrutura. / The rotating machines have a lot of application in the great majority of the industrial plants and a break-down in these types of equipments can provoke economic losses, inconvenience in service, or even they can induce to dangerous situations, depending on the gravity of the fault suffered by the equipment. This way, to avoid such problems it is very important to use tools that can inform about the existence of faults, as well as, about their evolution along the time. In this context, in the last years, it has been observed an increase in the development of techniques for detection and location of faults. In this work, it is presented the state observers methodology for detection and location of faults in rotating systems considering their foundations. The state observers' technique can reconstruct the non-measured states or can estimate the values of points of difficult access in the rotor. Thus, the faults at these points can be detected without the knowledge of measured data, monitoring them through the reconstructions of their states. The methodology of identification of the parameters using orthogonal functions was also used, allowing the verification of possible variations of parameters in the discrete system, through its responses. The developed methodology was validity through computational simulations and experimental analysis, with measures made in a system rotor-support-structure.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-07T15:57:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseSistemasControle.pdf: 6530012 bytes, checksum: 52b01446ca54a4d5a653adfd6c6a630b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-17T13:15:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseSistemasControle.pdf: 6530012 bytes, checksum: 52b01446ca54a4d5a653adfd6c6a630b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T13:15:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseSistemasControle.pdf: 6530012 bytes, checksum: 52b01446ca54a4d5a653adfd6c6a630b (MD5) Previous issue date: 2009 / Eletronorte - Centrais Elétricas do Norte do Brasil S/A / A aplicação das ligas com memória de forma (shape memory alloys – SMA) têm se mostrado como uma alternativa promissora no controle de vibração de máquinas e estruturas, devido principalmente aos fenômenos de memória de forma e pseudoelástico que elas apresentam. Do mesmo modo, tais ligas proporcionam grandes forças de recuperação e capacidade de amortecimento quando comparadas aos materiais tradicionais. Na literatura científica encontra-se um grande número de trabalhos que tratam da aplicação das SMA no controle de vibração em estruturas. Contudo, a aplicação desse tipo de material em máquinas rotativas ainda é um assunto pouco abordado. Nesse sentido, busca-se explorar numericamente o comportamento de atuadores baseados em ligas com memória de forma para o controle de vibração em máquinas rotativas. Na primeira análise deste trabalho um rotor tipo Jeffcott com luvas SMA em um dos mancais é utilizado. São empregadas diferentes espessuras de luvas nos estados martensítico e austenítico e as variações em termos de amplitude e frequência são então comparadas. Posteriormente, dois diferentes sistemas rotativos com dois discos e molas SMA aplicadas em um e dois mancais são estudados sob configurações variadas. As molas foram posicionadas externamente aos mancais e a temperatura de operação desses componentes é ajustada de acordo com a necessidade do controle de vibração. Além disso, foi utilizado um código computacional para a representação do comportamento termomecânico de molas SMA assim como um programa baseado no Método de Elementos Finitos (MEF) para a simulação do comportamento dinâmico dos rotores. Os resultados das análises numéricas demonstram que as SMA são eficientes no controle de vibração de sistemas rotativos devido obterem-se reduções significativas das amplitudes de deslocamento, modificações nas velocidades críticas, supressão de movimentos indesejáveis e controle das órbitas de precessão. / The application of shape memory alloys (SMA) has been showed as a promising alternative in the vibration control area mainly due to the shape memory and pseudoelastic phenomena which this alloys present. In addition, they show large recovery forces and damping capacity when compared to traditional materials. Despite a great number of papers dealing with SMA abilities applied to vibration control in structures, there are only a few reports about applications of SMA in rotordynamics. Hence, this work focuses basic aspects in the numerical application of SMA actuators for vibration control in rotating machines. In the first analysis of this work it is used a Jeffcott rotor with SMA sleeves placed into one of the bearings. It has been employed different sleeve thickness in the martensite and austenite states and the changes in terms of amplitude and frequency are compared. Furthermore, in the second analysis, two different rotating systems with two discs and SMA springs applied at one and both bearings are analyzed under different set-ups. The springs have been placed externally to bearings and the work temperature is set according to the requirement of vibration control. Moreover, it was used a computational code to represent the thermomechanical behavior of SMA springs as well as a numerical code based on Finite Element Method (FEM) to simulate the dynamic behavior of rotors. The results of the numerical analyses demonstrated the SMA are efficient in the vibration control of rotating systems due to accomplish great reductions in the displacement amplitudes, changes in the critical speeds, suppression of unwanted movements and control of precession orbit shape.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-26Bitstream added on 2014-06-13T18:55:43Z : No. of bitstreams: 1 koroishi_eh_me_ilha.pdf: 5293945 bytes, checksum: 3c008483c34efd2ba7e9df9a28dc4000 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho desenvolveu-se uma metodologia de detecção e localização de falhas via observadores de estado projetados via LQR (Regulador Linear Quadrático) e LMIs (Desigualdades Matriciais Lineares) em sistema rotativo considerando-se suas fundações e excitações desconhecidas. A necessidade de desenvolver novas técnicas de prevenção de falhas vem da preocupação das indústrias com o bom funcionamento de seus equipamentos a fim de evitar paradas repentinas no processo produtivo. A metodologia dos observadores de estado consiste em utilizar sua capacidade de estimar estados não medidos. Assim, projeta-se um banco de observadores de estado, sendo que cada um é robusto a um determinado parâmetro sujeito a falha. Quanto à identificação de forças de excitação, durante os últimos anos, vários métodos têm sido propostos, embora nenhum deles possa ser considerado como sendo universalmente adequado a todas as situações. Neste trabalho foram utilizadas metodologias utilizando funções ortogonais de Fourier, Legendre e Chebyshev para a identificação das excitações desconhecidas. Para verificar a validade da metodologia desenvolvida tanto para a identificação de forças como detecção e localização de falhas foram simulados dois sistemas mecânicos: sistema massa-mola-amortecedor de 4 gdl (graus de liberdade) e sistema rotativo considerando-se suas fundações. Por fim, foi realizada a comprovação experimental, utilizando para isto um sistema rotativo pertencente ao laboratório de vibrações mecânicas do Departamento de Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia, Campus de Ilha Solteira / In this work a methodology for faults detection and location in rotative system considering its foundation and unknown inputs was developed using state observers designed by LQR (Linear Quadratic Regulator) and LMIs (Linear Matrix Inequalities). The necessity of design new techniques of faults prevention proceeds from concerns of industries with the good worked of its equipments in order to avoid suddenly stopped in the productive process. The methodology of state observers consists to use its capacity to esteem the states not measured. So, it projects a bank of state observes, being that everyone is robust a parameter subject a fault. As at excitation forces identification, during last years, many methods have been proposed, however no one of them can be considered as universally adequate for every situation, being that in this work the methodologies using orthogonal functions of Fourier, Legendre and Chebyshev were used for unknown inputs identification. To validate the methodology two mechanicals systems were simulated: system mass-spring-damper of 4 dof (degree of freedom) and rotative system considering its foundations. At the end, the experimental proof was realized, using for this a rotative system in the mechanical vibrations laboratory at Ilha Solteira’s Mechanical Engineering Department