Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um método de análise de falhas, por meio de análise de vibrações, para a bancada de final de linha das transmissões dos tratores linha 5000 da John Deere Brasil, o qual tem como finalidade diferenciar transmissões aprovadas de transmissões com defeito em engrenagens na caixa de marchas, e também auxiliar na identificação da engrenagem com defeito. Para o desenvolvimento deste método foram utilizados equipamentos de medição e aquisição de dados disponíveis na John Deere Brasil. Os testes foram realizados na bancada de final da linha de transmissões, possibilitando a aplicação do método sem a necessidade de alteração na bancada de testes. Os sinais padrões da transmissão em cada uma das quatro marchas foram levantados através da medição de quatro transmissões boas. De posse destes padrões, (assinatura em cada marcha), partiu-se para a identificação de como estes são alterados por diferentes defeitos em diversas engrenagens da caixa de marchas, sendo para isto induzidos defeitos em diferentes engrenagens da caixa de marchas de transmissões boas. Os sinais em todas as marchas nestas transmissões com defeito induzido foram medidos e analisado as alterações em relação aos padrões, resultando a conclusão de que a aplicação do método de análise de vibrações no final de linha de transmissões da John Deere Brasil é possível, tanto para a diferenciação entre transmissões boas e transmissões com defeito em engrenagens da caixa de marchas, quanto como auxiliar na identificação de qual engrenagem da caixa de marchas está com defeito.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2014

Orientador: Samuel Euzedice de Lucena / Banca: Inacio Bianchi / Banca: Osamu Saotome / Resumo: Em um ambiente industrial é responsabilidade da manutenção cumprir com as necessidades específicas de cada processo produtivo. Basicamente é necessário aumentar a disponibilidade e a confiabilidade dos equipamentos. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um equipamento portátil para identificar precocemente problemas em rolamentos, utilizando o método conhecido como técnica de envelope ou HFRT (High Frequency Resonance Technique). A técnica de envelope é justificada como sendo a mais indicada para detectar defeitos de único ponto em rolamentos. Os principais componentes dos circuitos são apresentados, justificando a utilização. A programação do microcontrolador dsPIC33 foi feita em C, utilizando o MPLAB IDE da Microchip. Após a aquisição do sinal de aceleração, são aplicados alguns filtros e transformadas, sobretudo a transformada de Fourier com 1024 pontos amostrados em 5ksps, para cálculo do espectro da vibração. Como interface homemmáquina (IHM), foram utilizados um teclado e um mostrador gráfico que apresenta as amplitudes referentes às frequências de falha. Com base nos espectros e nas amplitudes, é possível comparar com os valores das normas vigentes (ISO 2372, ISO 3945 ou ISO 10816), gerando por fim um laudo sobre o estado dos rolamentos do motor elétrico. O protótipo foi testado utilizando os sinais gerados pelo Matlab/Simulink e apresentou um ótimo desempenho / Abstract: In an industrial environment is the responsibility of maintenance keeping the specific needs of each production process. Basically it is necessary to increase the availability and reliability of equipment. This work presents the development of a portable device to identify problems early on bearings, using the method known as technical envelope or HFRT (High Frequency Resonance Technique). The envelope technique is justified as being more suitable for detecting single point defects in bearing. The main components of the circuits are presented, justifying the use. The dsPIC33 microcontroller programming was done in C using Microchip's MPLAB IDE. After the acquisition of the acceleration signal, some filters are processed and applied , especially the Fourier transformed of 1024 points sampled in 5ksps to calculate the spectrum of vibration. As human interface (HMI), a keyboard and a graphical display were used which shows the amplitudes related to the failure frequency. Based on the spectra and the amplitudes, it is possible to compare the values of standards (ISO 2372, ISO 3945 or ISO 10816), finally originating a report about the state of electric motor bearings. The prototype was tested using the signals originated by Matlab / Simulink and it has presented a great performance / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T22:43:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T14:57:53Z : No. of bitstreams: 1 180846.pdf: 11753353 bytes, checksum: 3630bc2b592276fd13b4cf56bdd6bc2d (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T06:05:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 280707.pdf: 9197413 bytes, checksum: 75785cee0af9e5afd7638429adff3ba0 (MD5) / Nas últimas décadas houve um grande avanço na aplicação de novos materiais em estruturas de Engenharia Civil, dentre os quais se destacam os materiais poliméricos reforçados com fibras (PRF). Inicialmente os PRF foram utilizados em reforço estrutural, mas recentemente vem sendo utilizados também na construção de novos sistemas estruturais, principalmente em sistemas de pontes e passarelas. Sistemas inovadores que combinam concreto com materiais PRF proporcionam estruturas mais leves e esbeltas em comparação com estruturas convencionais de concreto, conseqüentemente mais sensíveis a carregamentos dinâmicos, podendo levar ao surgimento de vibrações excessivas. Dentre as várias fontes de excitação, atividades como o caminhar e o pular são as principais fontes causadoras de vibrações, principalmente em pavimentos e passarelas. Seguindo a linha de pesquisa de novos sistemas estruturais, a Universidade Federal de Santa Catarina vem desenvolvendo um sistema de laje mista composta de uma capa de concreto reforçado com fibra disposta sobre perfis I pultrudados de PRFV, para utilização em passarelas, fazendo-se necessário o estudo do comportamento dinâmico do mesmo quando submetido a atividades humanas, objeto principal deste trabalho. Antes do estudo do comportamento dinâmico, investiga-se o comportamento estático da laje mista sob flexão. Inicialmente avalia-se a rigidez à flexão dos perfis pultrudados de PRFV, tanto por meio de uma análise numérica de elementos finitos, com as propriedades elásticas estimadas por meio da Teoria Clássica da Laminação, como a partir de uma análise experimental, utilizando uma metodologia baseada na Teoria de Viga de Timoshenko e em ensaios de flexão a três pontos dos perfis. Houve uma ótima correlação entre os resultados de rigidez obtida numérica e experimentalmente. Em seguida, mostram-se os critérios de dimensionamento da laje mista, tanto para o Estado Limite de Serviço quanto para o Estado Limite Último, visando aplicação em passarelas. Estuda-se o comportamento estrutural estático de uma fatia representativa da laje, de 0,80m de largura e 4 m de vão, submetida à flexão, de três maneiras: teórica, numérica e experimental. A caracterização dinâmica da fatia representativa da laje mista é apresentada na seqüência, encontrando-se as freqüências naturais e respectivos modos de vibração da laje, e em seguida apresenta-se a resposta da estrutura quando submetida a carregamentos dinâmicos provenientes de cargas de caminhar e pular de pessoas, tanto de modo numérico como experimental. Para finalizar, mostra-se um estudo inicial, numérico, do comportamento dinâmico de lajes mistas com dimensões maiores, visando a aplicação em tabuleiros de passarelas. Conclusões e algumas recomendações para trabalhos futuros são assinaladas ao final do trabalho.Nas últimas décadas houve um grande avanço na aplicação de novos materiais em estruturas de Engenharia Civil, dentre os quais se destacam os materiais poliméricos reforçados com fibras (PRF). Inicialmente os PRF foram utilizados em reforço estrutural, mas recentemente vem sendo utilizados também na construção de novos sistemas estruturais, principalmente em sistemas de pontes e passarelas. Sistemas inovadores que combinam concreto com materiais PRF proporcionam estruturas mais leves e esbeltas em comparação com estruturas convencionais de concreto, conseqüentemente mais sensíveis a carregamentos dinâmicos, podendo levar ao surgimento de vibrações excessivas. Dentre as várias fontes de excitação, atividades como o caminhar e o pular são as principais fontes causadoras de vibrações, principalmente em pavimentos e passarelas. Seguindo a linha de pesquisa de novos sistemas estruturais, a Universidade Federal de Santa Catarina vem desenvolvendo um sistema de laje mista composta de uma capa de concreto reforçado com fibra disposta sobre perfis I pultrudados de PRFV, para utilização em passarelas, fazendo-se necessário o estudo do comportamento dinâmico do mesmo quando submetido a atividades humanas, objeto principal deste trabalho. Antes do estudo do comportamento dinâmico, investiga-se o comportamento estático da laje mista sob flexão. Inicialmente avalia-se a rigidez à flexão dos perfis pultrudados de PRFV, tanto por meio de uma análise numérica de elementos finitos, com as propriedades elásticas estimadas por meio da Teoria Clássica da Laminação, como a partir de uma análise experimental, utilizando uma metodologia baseada na Teoria de Viga de Timoshenko e em ensaios de flexão a três pontos dos perfis. Houve uma ótima correlação entre os resultados de rigidez obtida numérica e experimentalmente. Em seguida, mostram-se os critérios de dimensionamento da laje mista, tanto para o Estado Limite de Serviço quanto para o Estado Limite Último, visando aplicação em passarelas. Estuda-se o comportamento estrutural estático de uma fatia representativa da laje, de 0,80m de largura e 4 m de vão, submetida à flexão, de três maneiras: teórica, numérica e experimental. A caracterização dinâmica da fatia representativa da laje mista é apresentada na seqüência, encontrando-se as freqüências naturais e respectivos modos de vibração da laje, e em seguida apresenta-se a resposta da estrutura quando submetida a carregamentos dinâmicos provenientes de cargas de caminhar e pular de pessoas, tanto de modo numérico como experimental. Para finalizar, mostra-se um estudo inicial, numérico, do comportamento dinâmico de lajes mistas com dimensões maiores, visando a aplicação em tabuleiros de passarelas. Conclusões e algumas recomendações para trabalhos futuros são assinaladas ao final do trabalho.Nas últimas décadas houve um grande avanço na aplicação de novos materiais em estruturas de Engenharia Civil, dentre os quais se destacam os materiais poliméricos reforçados com fibras (PRF). Inicialmente os PRF foram utilizados em reforço estrutural, mas recentemente vem sendo utilizados também na construção de novos sistemas estruturais, principalmente em sistemas de pontes e passarelas. Sistemas inovadores que combinam concreto com materiais PRF proporcionam estruturas mais leves e esbeltas em comparação com estruturas convencionais de concreto, conseqüentemente mais sensíveis a carregamentos dinâmicos, podendo levar ao surgimento de vibrações excessivas. Dentre as várias fontes de excitação, atividades como o caminhar e o pular são as principais fontes causadoras de vibrações, principalmente em pavimentos e passarelas. Seguindo a linha de pesquisa de novos sistemas estruturais, a Universidade Federal de Santa Catarina vem desenvolvendo um sistema de laje mista composta de uma capa de concreto reforçado com fibra disposta sobre perfis I pultrudados de PRFV, para utilização em passarelas, fazendo-se necessário o estudo do comportamento dinâmico do mesmo quando submetido a atividades humanas, objeto principal deste trabalho. Antes do estudo do comportamento dinâmico, investiga-se o comportamento estático da laje mista sob flexão. Inicialmente avalia-se a rigidez à flexão dos perfis pultrudados de PRFV, tanto por meio de uma análise numérica de elementos finitos, com as propriedades elásticas estimadas por meio da Teoria Clássica da Laminação, como a partir de uma análise experimental, utilizando uma metodologia baseada na Teoria de Viga de Timoshenko e em ensaios de flexão a três pontos dos perfis. Houve uma ótima correlação entre os resultados de rigidez obtida numérica e experimentalmente. Em seguida, mostram-se os critérios de dimensionamento da laje mista, tanto para o Estado Limite de Serviço quanto para o Estado Limite Último, visando aplicação em passarelas. Estuda-se o comportamento estrutural estático de uma fatia representativa da laje, de 0,80m de largura e 4 m de vão, submetida à flexão, de três maneiras: teórica, numérica e experimental. A caracterização dinâmica da fatia representativa da laje mista é apresentada na seqüência, encontrando-se as freqüências naturais e respectivos modos de vibração da laje, e em seguida apresenta-se a resposta da estrutura quando submetida a carregamentos dinâmicos provenientes de cargas de caminhar e pular de pessoas, tanto de modo numérico como experimental. Para finalizar, mostra-se um estudo inicial, numérico, do comportamento dinâmico de lajes mistas com dimensões maiores, visando a aplicação em tabuleiros de passarelas. Conclusões e algumas recomendações para trabalhos futuros são assinaladas ao final do trabalho.Nas últimas décadas houve um grande avanço na aplicação de novos materiais em estruturas de Engenharia Civil, dentre os quais se destacam os materiais poliméricos reforçados com fibras (PRF). Inicialmente os PRF foram utilizados em reforço estrutural, mas recentemente vem sendo utilizados também na construção de novos sistemas estruturais, principalmente em sistemas de pontes e passarelas. Sistemas inovadores que combinam concreto com materiais PRF proporcionam estruturas mais leves e esbeltas em comparação com estruturas convencionais de concreto, conseqüentemente mais sensíveis a carregamentos dinâmicos, podendo levar ao surgimento de vibrações excessivas. Dentre as várias fontes de excitação, atividades como o caminhar e o pular são as principais fontes causadoras de vibrações, principalmente em pavimentos e passarelas. Seguindo a linha de pesquisa de novos sistemas estruturais, a Universidade Federal de Santa Catarina vem desenvolvendo um sistema de laje mista composta de uma capa de concreto reforçado com fibra disposta sobre perfis I pultrudados de PRFV, para utilização em passarelas, fazendo-se necessário o estudo do comportamento dinâmico do mesmo quando submetido a atividades humanas, objeto principal deste trabalho. Antes do estudo do comportamento dinâmico, investiga-se o comportamento estático da laje mista sob flexão. Inicialmente avalia-se a rigidez à flexão dos perfis pultrudados de PRFV, tanto por meio de uma análise numérica de elementos finitos, com as propriedades elásticas estimadas por meio da Teoria Clássica da Laminação, como a partir de uma análise experimental, utilizando uma metodologia baseada na Teoria de Viga de Timoshenko e em ensaios de flexão a três pontos dos perfis. Houve uma ótima correlação entre os resultados de rigidez obtida numérica e experimentalmente. Em seguida, mostram-se os critérios de dimensionamento da laje mista, tanto para o Estado Limite de Serviço quanto para o Estado Limite Último, visando aplicação em passarelas. Estuda-se o comportamento estrutural estático de uma fatia representativa da laje, de 0,80m de largura e 4 m de vão, submetida à flexão, de três maneiras: teórica, numérica e experimental. A caracterização dinâmica da fatia representativa da laje mista é apresentada na seqüência, encontrando-se as freqüências naturais e respectivos modos de vibração da laje, e em seguida apresenta-se a resposta da estrutura quando submetida a carregamentos dinâmicos provenientes de cargas de caminhar e pular de pessoas, tanto de modo numérico como experimental. Para finalizar, mostra-se um estudo inicial, numérico, do comportamento dinâmico de lajes mistas com dimensões maiores, visando a aplicação em tabuleiros de passarelas. Conclusões e algumas recomendações para trabalhos futuros são assinaladas ao final do trabalho.Nas últimas décadas houve um grande avanço na aplicação de novos materiais em estruturas de Engenharia Civil, dentre os quais se destacam os materiais poliméricos reforçados com fibras (PRF). Inicialmente os PRF foram utilizados em reforço estrutural, mas recentemente vem sendo utilizados também na construção de novos sistemas estruturais, principalmente em sistemas de pontes e passarelas. Sistemas inovadores que combinam concreto com materiais PRF proporcionam estruturas mais leves e esbeltas em comparação com estruturas convencionais de concreto, conseqüentemente mais sensíveis a carregamentos dinâmicos, podendo levar ao surgimento de vibrações excessivas. Dentre as várias fontes de excitação, atividades como o caminhar e o pular são as principais fontes causadoras de vibrações, principalmente em pavimentos e passarelas. Seguindo a linha de pesquisa de novos sistemas estruturais, a Universidade Federal de Santa Catarina vem desenvolvendo um sistema de laje mista composta de uma capa de concreto reforçado com fibra disposta sobre perfis I pultrudados de PRFV, para utilização em passarelas, fazendo-se necessário o estudo do comportamento dinâmico do mesmo quando submetido a atividades humanas, objeto principal deste trabalho. Antes do estudo do comportamento dinâmico, investiga-se o comportamento estático da laje mista sob flexão. Inicialmente avalia-se a rigidez à flexão dos perfis pultrudados de PRFV, tanto por meio de uma análise numérica de elementos finitos, com as propriedades elásticas estimadas por meio da Teoria Clássica da Laminação, como a partir de uma análise experimental, utilizando uma metodologia baseada na Teoria de Viga de Timoshenko e em ensaios de flexão a três pontos dos perfis. Houve uma ótima correlação entre os resultados de rigidez obtida numérica e experimentalmente. Em seguida, mostram-se os critérios de dimensionamento da laje mista, tanto para o Estado Limite de Serviço quanto para o Estado Limite Último, visando aplicação em passarelas. Estuda-se o comportamento estrutural estático de uma fatia representativa da laje, de 0,80m de largura e 4 m de vão, submetida à flexão, de três maneiras: teórica, numérica e experimental. A caracterização dinâmica da fatia representativa da laje mista é apresentada na seqüência, encontrando-se as freqüências naturais e respectivos modos de vibração da laje, e em seguida apresenta-se a resposta da estrutura quando submetida a carregamentos dinâmicos provenientes de cargas de caminhar e pular de pessoas, tanto de modo numérico como experimental. Para finalizar, mostra-se um estudo inicial, numérico, do comportamento dinâmico de lajes mistas com dimensões maiores, visando a aplicação em tabuleiros de passarelas. Conclusões e algumas recomendações para trabalhos futuros são assinaladas ao final do trabalho.Nas últimas décadas houve um grande avanço na aplicação de novos materiais em estruturas de Engenharia Civil, dentre os quais se destacam os materiais poliméricos reforçados com fibras (PRF). Inicialmente os PRF foram utilizados em reforço estrutural, mas recentemente vem sendo utilizados também na construção de novos sistemas estruturais, principalmente em sistemas de pontes e passarelas. Sistemas inovadores que combinam concreto com materiais PRF proporcionam estruturas mais leves e esbeltas em comparação com estruturas convencionais de concreto, conseqüentemente mais sensíveis a carregamentos dinâmicos, podendo levar ao surgimento de vibrações excessivas. Dentre as várias fontes de excitação, atividades como o caminhar e o pular são as principais fontes causadoras de vibrações, principalmente em pavimentos e passarelas. Seguindo a linha de pesquisa de novos sistemas estruturais, a Universidade Federal de Santa Catarina vem desenvolvendo um sistema de laje mista composta de uma capa de concreto reforçado com fibra disposta sobre perfis I pultrudados de PRFV, para utilização em passarelas, fazendo-se necessário o estudo do comportamento dinâmico do mesmo quando submetido a atividades humanas, objeto principal deste trabalho. Antes do estudo do comportamento dinâmico, investiga-se o comportamento estático da laje mista sob flexão. Inicialmente avalia-se a rigidez à flexão dos perfis pultrudados de PRFV, tanto por meio de uma análise numérica de elementos finitos, com as propriedades elásticas estimadas por meio da Teoria Clássica da Laminação, como a partir de uma análise experimental, utilizando uma metodologia baseada na Teoria de Viga de Timoshenko e em ensaios de flexão a três pontos dos perfis. Houve uma ótima correlação entre os resultados de rigidez obtida numérica e experimentalmente. Em seguida, mostram-se os critérios de dimensionamento da laje mista, tanto para o Estado Limite de Serviço quanto para o Estado Limite Último, visando aplicação em passarelas. Estuda-se o comportamento estrutural estático de uma fatia representativa da laje, de 0,80m de largura e 4 m de vão, submetida à flexão, de três maneiras: teórica, numérica e experimental. A caracterização dinâmica da fatia representativa da laje mista é apresentada na seqüência, encontrando-se as freqüências naturais e respectivos modos de vibração da laje, e em seguida apresenta-se a resposta da estrutura quando submetida a carregamentos dinâmicos provenientes de cargas de caminhar e pular de pessoas, tanto de modo numérico como experimental. Para finalizar, mostra-se um estudo inicial, numérico, do comportamento dinâmico de lajes mistas com dimensões maiores, visando a aplicação em tabuleiros de passarelas. Conclusões e algumas recomendações para trabalhos futuros são assinaladas ao final do trabalho.

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um método de análise de falhas, por meio de análise de vibrações, para a bancada de final de linha das transmissões dos tratores linha 5000 da John Deere Brasil, o qual tem como finalidade diferenciar transmissões aprovadas de transmissões com defeito em engrenagens na caixa de marchas, e também auxiliar na identificação da engrenagem com defeito. Para o desenvolvimento deste método foram utilizados equipamentos de medição e aquisição de dados disponíveis na John Deere Brasil. Os testes foram realizados na bancada de final da linha de transmissões, possibilitando a aplicação do método sem a necessidade de alteração na bancada de testes. Os sinais padrões da transmissão em cada uma das quatro marchas foram levantados através da medição de quatro transmissões boas. De posse destes padrões, (assinatura em cada marcha), partiu-se para a identificação de como estes são alterados por diferentes defeitos em diversas engrenagens da caixa de marchas, sendo para isto induzidos defeitos em diferentes engrenagens da caixa de marchas de transmissões boas. Os sinais em todas as marchas nestas transmissões com defeito induzido foram medidos e analisado as alterações em relação aos padrões, resultando a conclusão de que a aplicação do método de análise de vibrações no final de linha de transmissões da John Deere Brasil é possível, tanto para a diferenciação entre transmissões boas e transmissões com defeito em engrenagens da caixa de marchas, quanto como auxiliar na identificação de qual engrenagem da caixa de marchas está com defeito.

Nesta dissertação foi realizada uma análise teórico-experimental de isoladores ao choque do tipo U metálicos colocados na posição horizontal, com o objetivo de elaborar um procedimento de projeto e verificação com base em gráficos. Cinco conjuntos de isoladores foram submetidos a ensaios de impacto em uma máquina de choque do tipo queda-livre, que junto com uma instrumentação adequada, forneceram resultados em termos de acelerações e deslocamentos. A análise numérica. desses ensaios foi realizada através de um programa computacional que utiliza um algoritmo de integração direta das equações de equilíbrio dinâmico de um modelo de batTas rígidas em linha com massas concentradasnos nós. O programa leva em conta, ainda, as não..linearidadesfisica e geométrica Comparando-se os resultados da análise teórica em relação à experimental constatou-se uma boa aproximação, a qual possibilitou que vários casos fossem analisadosnumericamentealém dos ensaiados. Com a finalidade de obter um procedimentográfico de verificação e projeto de isoladores, os princípios da análise dimensionalforam usados na construção de gráficos adimensionais que podem ser usados, até mesmo, por projetistas não especializadosou não familiarizadoscom a análisedinâmicade estruturas. / This dissertation presents a theoretical-experimentalanalysis of U shaped shock absorbershorizontallymounted,withthe objectiveof elaborationof a graphical design and verificationprocedure. Five groups of absorbers were submitted to impact tests in a ftee fall machine. Test results were given in terms of accelerations and displacements. The system composedby the absorberswas analyzed as a rigid body spring modeI (RBSM) and the dynamic response was obtained by the direct integration of the equilibrium equations, using a computer program that uses the central fmite difference method. The numerical and experimental results showed good agreement, allowingthe analysisof severalother casesthat were not previouslytested. Dimensionless graphs were constnlcted using dimensional analysis principIes, ín order to obtain a graphical design and verification procedure for shock absorbers, that could be used even by non-experienceddesignersor by designerswithout familiarity with dynamics.

Submitted by Diogo Barreiros (diogo.barreiros@ufba.br) on 2017-02-17T15:35:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Revisao Entrega311207.pdf: 57480986 bytes, checksum: 46d06f2e4b0219d85065e871717e9da7 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-17T15:42:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Revisao Entrega311207.pdf: 57480986 bytes, checksum: 46d06f2e4b0219d85065e871717e9da7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T15:42:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Revisao Entrega311207.pdf: 57480986 bytes, checksum: 46d06f2e4b0219d85065e871717e9da7 (MD5) / O desbalanço é uma das principais fontes de vibração em máquinas rotativas, diminuindo a vida útil de equipamentos. Quando atinge determinado nível, pode vir a danificar componentes girantes e estáticos, tais como mancais, selagens, acoplamentos e engrenagens. O desbalanço é causado por força residual devida à excentricidade de massa do conjunto rotativo, por agregamento ou perda, de forma progressiva ou instantânea. Esta força cresce com o aumento da rotação. A permanência prolongada nesta condição acelera o desgaste destes componentes e reduz o tempo de disponibilidade operacional do equipamento. Neste estudo, um metodo é apresentada para a obtenção de um modelo matemático que represente o comportamento dinâmico do conjunto rotativo sob a condição do desbalanço, e que possa vir a ser utilizado em um sistema de controle de rotação. Um sistema de controle deverá permitir que as correções na rotação do equipamento sejam feitas de forma precisa, reduzindo assim os níveis de rotação ao valor mínimo necessário para garantir um nível de vibração aceitável. Partindo da equação do movimento, e utilizando recursos dos programas MATLAB e MATHCAD, desenvolve-se uma fase de simulações e validações utilizando parâmetros obtidos a partir de um conjunto experimental chamado rotor-kit e de dados utilizados em outros estudos similares. Uma vez validado o modelo matemático para o conjunto experimental, deixa-se o caminho preparado para a aplicação da metodologia proposta em equipamentos industriais que são afetados principalmente pelo efeito causado pelo desbalanço, tais como sopradores e exaustores de sistemas operacionais, que trabalham na presença de sólidos em suspensão.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:16:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 237057.pdf: 17214461 bytes, checksum: 28dc507f8d787687ea091b5e0e67492c (MD5) / Na análise estrutural de componentes mecânicos sujeitos a cargas alternadas cíclicas, em trabalho ou serviço, um modo de falha predominante é a fadiga, decorrente do acúmulo do dano causado pelos ciclos alternantes. Um dos critérios de estimativa de vida de fadiga baseia-se na curva de fadiga do material - -N, que relacionada a tensão cíclica com o número de ciclos até a falha. Quando a solicitação alternante é constante e invariável, o cálculo de dano baseia-se no somatório do número de ciclos atuantes a uma determinada tensão, e o seu respectivo tempo ou número de ciclos de vida restantes. Ocorre que em diversas situações o componente está sujeito a solicitações aleatórias e variáveis no tempo, como o que esta sujeita a estrutura veicular em um transporte rodoviário, carregamento de turbulência em uma asa de avião, solicitações sob ação de vento e terremoto em pontes e estruturas metálicas, etc. Para a estimativa do dano em fadiga nessas ocasiões de solicitação aleatória, o simples cálculo de número de ciclos em determinado nível de tensão não é mais um procedimento simples e determinístico, mas sim probabilístico e estatístico, e depende do histórico de carregamento presente na estrutura. Esta estimativa pode ser realizada no domínio do tempo, baseada na contagem de ciclos em cada nível de tensão determinado a partir da análise de um sinal gravado no tempo (Rainflow, Racetrack, Range-Pair, etc. citando alguns métodos), ou então no domínio da frequência, onde um tratamento estatístico baseado na resposta dinâmica da estrutura àquela solicitação atuante é considerado para o cálculo de fadiga. Esta análise de fadiga no domínio da frequência se baseia na resposta dinâmica em frequência da estrutura, a partir da Função Resposta em Frequência, PSD (Power Spectrum Density) e de parâmetros espectrais (momentos da PSD e PDF - Probabilistic Density Function). O presente trabalho estuda o cálculo em fadiga de uma estrutura do tipo viga-massa sob solicitação de um processo estocástico, ergódico e Gaussiano, utilizando-se métodos de contagem de ciclos (Rainflow) e métodos probabilísticos no domínio da frequência. Vários modelos e critérios de estimativa de vida em função dos parâmetros espectrais extraídos da PSD de tensão são aplicados e comparados com resultados experimentais de testes de vida. São realizados estudos de função de transferência e respostas dinâmicas, através da análise experimental com strain-gages e de simulações FEA. Os resultados comparam a vida estimada através dos modelos de estimativa de vida e também resultantes da análise numérica por elementos finitos, com aquela vida observada em testes de falha por fadiga em corpos de prova. In the structural analysis of mechanical components subject to cyclical alternating loads, in working or service, a predominant failure mode is the so called fatigue caused by the damage accumulation of the alternating cycles. One of the criteria of life estimation in fatigue is based on the fatigue curve of the material - -N, relating the alternating stress with the number of cycles till failure. When the alternating stress is constant and invariable, the damage calculation can be done based on the sum of the number of cycles at that stress and its correspondent number of remaining cycles of life. However, it widely happens situations where mechanical system are subject to random and variable load, as those ones present in a road transportation, those ones subject to airplane wings in case of turbulence loads, random load by the action of wind and earthquake in bridges and metallic structures, etc. Aiming to estimate the fatigue damage in those situations of random loads, the simple calculation of the number of cycles in each stress level is not a simple linear sum and deterministic procedure. Nevertheless, non-deterministic, probabilistic and statistical analysis depending on the actual stress load and dynamic behavior of the structure. This fatigue estimation can be carried out in the time domain, based on cycle counting algorithm, where each stress level is determined by the analysis of a sample recorded in the time (Rainflow, Racetrack, Range-Pair, etc. citing some methods) or in frequency domain. In this last one, a statistical base approach is dealt in the dynamic behavioral of the structure and the fatigue calculation is performed concerning some probabilistic issues. This fatigue analysis in the frequency domain is based on the dynamic response of the structure in frequency, by the PSD (Power Spectrum Density) of the stress and its spectral parameters (moments of PSD and PDF - Probabilistic Density Function). The present work dealing with the fatigue calculation of a beam-mass type structure under random, ergodic and Gaussian, applying methods of life estimation based on cycle counting methods (Rainflow) and those ones based on probabilistic frequency domain. Various models and criteria of life estimation based on spectral parameters is evaluated and compared with experimental results of life tests. Studies are carried out throughout experimental measurements with strain gages and FEA simulations where a given PSD is applied as input conditions. The numerical results of damage models are compared with those ones experimentally determined by actual laboratory test specimens subjected to random load.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:19:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247302.pdf: 4731966 bytes, checksum: 8066cc497675f2868094a88057173b11 (MD5) / Em virtude dos constantes avanços tecnológicos, a necessidade de se controlar fenômenos vibratórios está cada vez mais presente na sociedade moderna, demandando técnicas de crescente grau de sofisticação. O presente trabalho, em sintonia com essa necessidade, trata do desenvolvimento e da implementação prática de um sistema de controle misto de vibrações em uma viga metálica, excitada por um sinal de banda larga de freqüência. O sistema é denominado misto por ser composto por dois subsistemas: um passivo e outro ativo-adaptativo. O subsistema passivo consiste de um neutralizador dinâmico de vibrações (NDV) viscoelástico, enquanto o subsistema ativo-adaptativo é composto por sensores, atuadores e um processador digital de sinais (DSP), em que uma estratégia de controle baseada em um algoritmo LMS é aplicada. Tanto o neutralizador viscoelástico, projetado e construído para agir de forma ótima a 25 ºC, quanto o subsistema ativo-adaptativo de controle atuam em toda a banda de freqüência em que a viga é excitada. A adaptabilidade do sistema de controle misto é verificada ao se variar a temperatura na qual a viga é ensaiada. Essa variação, entre 5 a 35ºC, impacta direta e consideravelmente a performance do NDV, o que exige ajustes do subsistema ativo-adaptativo, no sentido de compensar a perda de desempenho do neutralizador viscoelástico e manter um nível global de controle de vibrações. Verifica-se, ao longo do trabalho, que um sistema de controle misto de vibrações, baseado em neutralizadores viscoelásticos e filtros adaptativos, constitui uma ferramenta ao mesmo tempo flexível e poderosa, em que as vantagens de cada subsistema podem ser associadas em benefício de um controle mais confiável e menos dispendioso. Due to the constant technological advances, the need for controlling vibratory phenomena is more and more present in modern society, demanding techniques of increasing level of sophistication. This work, tuned to that need, deals with the development and practical implementation of a hybrid vibration control system implemented over a metallic beam excited by a broad band signal. The system is called hybrid because it consists of two subsystems: a passive one and an active-adaptive one. The passive subsystem consists of a viscoelastic dynamic vibration neutralizer (DVN), whereas the active-adaptive subsystem comprises sensors, actuators and a digital signal processor (DSP), on which a control strategy based on a LMS algorithm is developed. Both the viscoelastic neutralizer, designed to optimal action at 25 ºC, and the active-adaptive subsystem work all over frequency bandwidth in which the beam is excited. The adaptability of the hybrid control system is verified by varying the temperature at which the beam is tested. This variation, between 5 and 35ºC, affects directly and considerably the DVN performance. That demands the active-adaptive subsystem to adapt, in order to compensate the DVN loss of performance and mantain an overall level of vibration control. It is verified, along the current work, that a hybrid vibration control system, based on viscoelastic neutralizers and adaptive filters, is a powerful and flexible tool, since the advantages of each subsystem can be associated towards a more reliable and less expensive control action.