Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T23:27:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255352.pdf: 5033761 bytes, checksum: 0290e50acc49af57bed88b7afe7ce1f8 (MD5) / Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação dos esforços dinâmicos transmitidos do conjunto eixo-rotor flexível ao bloco de compressores herméticos. Os modos próprios de deformação do conjunto eixo-rotor são determinados pelo método dos elementos finitos e os resultados validados experimentalmente. Os mancais são representados por filmes de óleo lubrificante que promovem o contato deste conjunto com o bloco do compressor. A representação dinâmica dos mancais é feita de duas formas. A primeira considera as propriedades de rigidez e de amortecimento equivalentes, expressas através de equações simplificadas representativas da dinâmica do filme de óleo, sendo uma contribuição inovadora e passível de utilização na verificação da influência de parâmetros físicos do filme de óleo na dinâmica da estrutura e nos esforços transmitidos do eixo ao bloco. O segundo modelo representa o comportamento hidrodinâmico dos mancais através da solução da Equação de Reynolds, obtida também pelo método dos elementos finitos. O modelo numérico dos mancais foi desenvolvido em linguagem de programação C e o modelo do conjunto eixo-rotor desenvolvido num software comercial usando o método da superposição modal com o objetivo de reduzir o tempo de processamento computacional. A solução dos modelos acoplados foi realizada no domínio do tempo. Os resultados indicam influência significativa do modelo dos mancais nas órbitas do eixo, mas estes exercem pequena influência nos espectros dos esforços transmitidos ao bloco. Considerando a flexibilidade, particularmente nas freqüências de ressonância do conjunto eixo-rotor, existe grande influência nos espectros dos esforços transmitidos ao bloco bem como em algumas órbitas. Instabilidades numéricas foram observadas na solução dos modelos acoplados atribuídas à discretização da solução no domínio do tempo e à precisão dos valores de resposta do conjunto eixo-rotor, fornecidos pelo software comercial.

A exposição do ser humano a vibrações mecânicas é um tema relacionado com a mecanização do trabalho e à proliferação de veículos automotores, e é, portanto, um assunto que só começou a ganhar importância em meados do século XX. Atualmente, a vibração é amplamente reconhecida como um fator de risco para a saúde de trabalhadores de todo o mundo. Além disso, fatores de grande relevância no mundo atual, como o desempenho na realização de tarefas e a qualidade de vida, podem ser afetados pela presença de vibração em ambientes de trabalho e em outros locais do cotidiano. As soluções das questões relacionadas com o tema passam pelo entendimento de como o ser humano reage física, fisiológica e psicologicamente à presença da vibração, e muito se tem estudado para entender este fenômeno extremamente complexo. A maioria dos trabalhos publicados sobre o tema foi desenvolvida em grandes centros de pesquisa norte-americanos e de alguns países europeus. Sendo as características individuais, como o biótipo, fatores importantes na reação do corpo ao movimento, é necessário que populações externas a estes centros de pesquisa sejam envolvidas nos estudos experimentais, cujo objetivo é levantar informações que permitam a evolução dos conhecimentos na área. Os objetivos deste trabalho foram (1) desenvolver um aparato experimental com custo acessível para realização de experimentos que permitam medir parâmetros do comportamento dinâmico humano de corpo inteiro e (2) utilizar este equipamento para realizar medições em uma população exposta à vibração de corpo inteiro em sua atividade profissional, e utilizar estes dados para desenvolver um modelo do comportamento dinâmico da população amostrada. Foi desenvolvida uma mesa vibratória baseada em um acionamento pneumático, com custo inferior aos sistemas hidráulicos e eletro-mecânicos tradicionalmente utilizados, capaz de produzir vibração na direção vertical com as características necessárias à realização dos experimentos em questão. O sistema foi utilizado para medir parâmetros biodinâmicos em um grupo de controle e um grupo de motoristas da SOUL, uma empresa de transporte coletivo da região metropolitana de Porto Alegre. Os resultados das medições mostraram diferenças no comportamento dinâmico das duas populações amostradas. São apontadas e discutidas no texto algumas possíveis causas para estas diferenças, como a influência da idade e a mudança da reação ao estímulo nos indivíduos expostos à vibração em seu ambiente de trabalho.

Edifícios altos e estruturas são propensos a experimentar efeitos dinâmicos induzidos pelo vento, ação sísmica, e outras fontes de vibração. Pontes, estádios e outras estruturas sujeitas à ação de cargas móveis ou sísmicas, também podem apresentar resposta dinâmica que comprometa a confiabilidade das mesmas ou cause desconforto aos seus usuários. Amortecedores passivos são uma alternativa econômica, eficaz e rápida para reduzir ou eliminar tais vibrações. Dentro dos vários tipos de amortecedores passivos propostos ou já em uso, destacam-se aqueles que funcionam por atrito entre dois corpos sólidos, devido à sua simplicidade, grande poder de dissipação e baixo custo. Na presente dissertação, é apresentado um estudo teórico e experimental sobre amortecedores de vibração por atrito. São discutidos aspectos importantes da física do atrito bem como métodos que facilitam o cálculo de sistemas que envolvem atrito. Também foram projetados e ensaiados modelos diferentes de amortecedores de vibração por atrito. O conceito é aplicado em um edifício metálico com seis pavimentos submetido à excitação sísmica. Com a elaboração de programas computacionais, é verificado que a resposta máxima da estrutura é consideravelmente reduzida após a instalação dos dissipadores.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T09:37:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 280657.pdf: 6013774 bytes, checksum: bab4fc654c28f4aecb5d12cb4d5de8e1 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:01:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335888.pdf: 7684107 bytes, checksum: bcde2c3b76a58baffd70c875ffae66af (MD5) Previous issue date: 2015 / No presente trabalho foi realizado um estudo do comportamento dinâmico de alguns amortecedores de partículas de elastômero (EPD) com movimento vertical. Estes amortecedores compõem-se de um recipiente rígido que contêm um grande número de partículas de elastômero. Os EPDs são aderidos rigidamente à estrutura que se deseja ser controlada. Mediante ensaios foram obtidas curvas da impedância em função da frequência e da aceleração, tanto diretamente na base do EPD quanto este inserido em um sistema de 1 grau de liberdade (GDL). Quando o EPD foi submetido a acelerações perto de 1 g, as partículas adotaram um estado de fluidização, e foi evidenciado um grande amortecimento do sistema, tal como descrito na literatura. Os mecanismos de dissipação de energia aqui são devido ao atrito e colisões inelásticas das partículas. Porém, foi descoberto que o material granular se comporta como um sólido para níveis menores de 1 g de aceleração. Assim, ele possui um conjunto de modos de vibração produzidos por ondas longitudinais estacionárias. Em consequência, em cada uma das suas frequências naturais o EPD pode funcionar como um neutralizador dinâmico. Foram aplicados amortecedores EPD sintonizados a uma viga em balanço e a uma placa de aço para controlar um dos seus modos de vibração. O resultado foi que o pico da curva de mobilidade em ambos os casos foi praticamente eliminado. Além disso, foi conseguida uma elevada atenuação na maioria das frequências naturais superiores. Este tipo de amortecedor foi também aplicado a uma unidade de piso de avião e o seu desempenho foi comparado com outras técnicas de controle de vibração. Os EPDs aparecem como uma técnica de controle de vibração eficiente e econômica para este tipo de estrutura.

DANTAS, F. M. V. Estudo multivariado de sinais de vibração em uma turbina eólica em escala reduzida. 2015. 96 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-08-03T13:22:35Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_fmvdantas.pdf: 3315065 bytes, checksum: be830fb706063a0d6e5c61301706b12f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-08-05T16:55:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_fmvdantas.pdf: 3315065 bytes, checksum: be830fb706063a0d6e5c61301706b12f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-05T16:55:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_fmvdantas.pdf: 3315065 bytes, checksum: be830fb706063a0d6e5c61301706b12f (MD5) Previous issue date: 2015-09-17 / The main issues addressed in accurately modeling random vibration in wind turbines are due to the complexity of the structure, applied loads, and the operating environment. In this study, collected signals of structural vibrations of a reducedscale wind turbine were analyzed, firstly with a balanced set of three blades, and then with another set of three unbalanced ones for the , that is the TSR (Tip Speed Ratio). Aiming to understand the dynamics of change in vibration signals and to extend concepts and methods recently developed in statistical physics, extensive use of the DFA (Detrended Fluctuation Analysis); FFT (Fast Fourier Transform) and Hurst method (R/S); that in recent years has been cementing itself as a very soughtout technique for the determination of fractal scale properties and detection of longrange correlations in non-stationary noise time series; and the PCA (Principal Component Analysis) which is one of the simplest multi-variable methods. It was observed that the FFT method showed better results than the other methods, followed by DFA and, finally, the R / S. The λ = 6 blades showed the best results for rotation of 1100 RPM at the PCA, with cumulative variance of 82.39% and 82.34% in the FFT and DFA methods in the first two components. The λ = 7 blades showed better results for rotations of 600 RPM, 900 RPM and 1200 RPM at the PCA with variance 81.14%, 84.06% and 83.21%, respectively, in FFT method and variance 81.94% at 1200 RPM rotation in DFA method. It was found that in all methods with an unbalanced rotor blade showed greater average amplitude oscillation, followed by two unbalanced rotor blades and, finally, with balanced rotor. / Os principais problemas em modelar matematicamente com precisão as vibrações aleatórias em turbinas eólicas são devido à complexidade da estrutura, às cargas aplicadas se ao ambiente operacional. Neste estudo foram analisados os sinais de vibrações estruturais extraídos de uma turbina eólica de escala reduzida, primeiramente com um conjunto de três pás balanceadas e então com um conjunto de três pás desbalanceadas para os λ = 6 e 7, que é a razão de ponta de pá. Procurou-se entender a dinâmica das flutuações nos sinais de vibração e estender conceitos e métodos desenvolvidos recentemente em física estatística, fazendo uso da DFA (Detrended Fluctuation Analysis); FFT (Fast Fourier Transform); o método de Hurst (R/S) que nos últimos anos vêm se tornando técnicas extremamente úteis para determinação de propriedades de escala fractal e detecção de correlações de longo-alcance em ruídos de séries temporais não estacionárias; e da PCA (Principal Component Analysis), este último sendo um dos métodos de múltiplas variáveis mais simples. Foi observado que o método FFT apresentou melhores resultados do que os outros métodos, seguido pelo DFA e, por fim, o R/S. As pás de λ = 6 apresentaram os melhores resultados para a rotação de 1100 RPM no PCA, com variância acumulada de 82,39 % e 82,34 % nos métodos FFT e DFA nas duas primeiras componentes. As pás de λ = 7 apresentaram melhores resultados para as rotações de 600 RPM, 900 RPM e 1200 RPM no PCA, com variância de 81,14 %, 84,06 % e 83,21 %, respectivamente, no método FFT e variância de 81,94% na rotação de 1200 RPM no método DFA. Constatou-se em todos os métodos que o rotor com uma pá desbalanceada apresentou maior amplitude de oscilação média, seguida pelo rotor com duas pás desbalanceadas e, por último, com o rotor balanceado.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, 2001 / Inclui bibliografias / A análise de vibrações é uma das ferramentas essenciais para a manutenção preditiva. Com o objetivo de evitar falhas catastróficas várias técnicas tem sido desenvolvidas, parte destas se concentram no monitoramento de sinais de vibração de rolamentos. Den

Essa dissertação aborda o estudo teórico, experimental e computacional de algumas configurações usuais para derivações de pequeno diâmetro, interligadas a uma tubulação principal, sujeitas à vibração. O estudo de vibração, induzida por diversos fatores, foi a base teórica utilizada para a previsão de esforços máximos admissíveis e garantia da confiabilidade das tubulações. A confecção dos corpos-de-prova buscou a reprodução de condições típicas de uso em instalações de petróleo e gás, visando uma comparação de desempenho para as diferentes condições de montagem. Também foi realizada uma etapa de avaliação computacional, usando o programa Triflex para verificação da frequência natural e rigidez do conjunto montado. As análises de deslocamentos e esforços através dos dados obtidos pela instrumentação das peças soldadas e resultados do programa ANSYS apresentaram resultados importantes, enfatizando a resistência mecânica de determinadas configurações de menor comprimento ou com reforço vinculado à tubulação principal, as quais podem ser utilizadas em projetos de tubulações, melhorando a confiabilidade das instalações. / This dissertation adresses the theoretical, experimental and computational study of some usual settings for small diameter pipe, connected to a main pipe, subject to vibration. The study of vibration induced by several factors was the theoretical basis used for predicting maximum permissible efforts and ensuring the reliability of pipes. The creation of the specimens sought to reproduce typical use conditions in the oil and gas factories aimed at comparative performance for different installation conditions. It was also performed a computational evaluation stage using software Triflex to check the natural frequency and rigidity of the mounted assembly. The displacement analysis and effort for parts by informations obtained with instrumentation of welded pipes and results of ANSYS software presented important results, emphasizing the mechanical strength of certain settings with smaller length or with reinforcement linked to a main pipe which can be used in pipe projects, improving the reliability of the facilities.

É realizado um estudo sobre o problema do segundo espectro de frequências no modelo de Timoshenko para uma viga bi-apoiada. A equação característica, associada às condições de contorno bi-apoiada, permite determinar dois autovalores que dependem de um inteiro n não negativo, sendo que o de menor módulo está associado ao valor predito pela teoria de Euler-Bernoulli, e o de maior módulo é usualmente referido como sendo do segundo espectro. Este último espectro foi salientado por Traill-Nash e Collar (1953) e desconsiderado por Timoshenko, que utilizou funções trigonométricas que satisfazem as condições de contorno para obter os modos de vibração. Neste trabalho, o modelo de Timoshenko é formulado matricialmente e permite que o estudo dos autovalores e autofunções seja realizado com o uso de uma base da equação modal matricial de segunda ordem completa, gerada por uma solução matricial fundamental. Devido a uma representação analítica desta solução fundamental, o estudo é realizado com o uso da solução de um problema de valor inicial escalar, cujo comportamento torna-se completamente oscilatório acima de um valor crítico. São obtidos resultados que permitem classificar os autovalores como simples e duplos, em ambos os espectros, e determinar seus correspondentes modos. Observa-se que autovalores que correspondem a dois inteiros diferentes e localizados em espectros distintos, porém relativamente próximos, estão associados a modos de vibração descritos por funções trigonométricas que apresentam número de nós bastante diferente. / A study about the problem of the second spectrum of frequencies that arises in the Timoshenko model for a bi-supported beam is accomplished . The characteristic equation associated with the bi-supported boundary conditions allows to determine two eigenvalues that depend of a non-negative integer n, being that the eigenvalue with smaller module is associated to the value predicted by theory of Euler-Bernoulli, and the one with greater module is usually referred as belonging to the second spectrum. This latter spectrum was emphasized by Traill-Nash and Collar (1953) but disregarded by Timoshenko who used trigonometric functions that satisfy the boundary conditions in order to obtain the vibration modes. In this work the model of Timoshenko is formulated in matrix terms and allows that the study of the eigenvalues and eigenfunctions be performed using a basis of a complete second order matrix modal equation, generated by a fundamental matrix solution. Due to an analytical representation of this fundamental solution, the study is done with the solution of a scalar initial value problem, whose behavior becomes completely oscillatory above a critical value. Results are obtained in such a way that allow to classify the eigenvalues as simple and double in both spectra and to determine their corresponding modes. It is observed that eigenvalues that correspond to different integers and localized on distinct spectra, but relatively close together, are associated with vibration modes described by trigonometric functions which have quite different number of nodes.