Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-30T12:06:37Z No. of bitstreams: 1 152002.pdf: 4644527 bytes, checksum: c25ce580160fc1c2ab38706030d832a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-30T12:06:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 152002.pdf: 4644527 bytes, checksum: c25ce580160fc1c2ab38706030d832a7 (MD5) Previous issue date: 1979-11 / Estudamos um modelo teórico de uma máquina-ferramenta que leva em consideração a vibração da peça e da ferramenta relativa a parte da estrutura da máquina que pode ser suposta rígida. A grande vantagem deste estudo é a simplicidade de sua aplicação prática. Conhecendo os mesmos parâmetros da máquina necessários para o cálculo de modelos clássicos, podemos obter, com um número reduzido de operações matemáticas, as faixas de frequência em que a máquina deve operar para que ela tenha um bom desempenho. / A theoretical model of a machine tool is studied which takes into consideration the vibration of the workpiece and the tool in relation to the part of the structure that can be assurred to be rigid. The greatestadvantage of this study is the simplicity of its practical application. Employing the sarne parameters necessary for the calculation of classical models, one can obtain with a reduced number of mathematical operations the frequency bands in which the machine has good performance.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-31T13:18:36Z No. of bitstreams: 1 146266.pdf: 1696911 bytes, checksum: 00a8e33aea3bf9b1692147c7d267546e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-31T13:18:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 146266.pdf: 1696911 bytes, checksum: 00a8e33aea3bf9b1692147c7d267546e (MD5) Previous issue date: 1977-09 / Desenvolveu-se um modelo de rotor que pudesse funcionar a altas rotações e com algumas particularidades visando um posterior estudo de dinâmica de gases. Obteve-se corro estrutura do modelo um conjunto formado por duas bases circulares (onde se localizam os mancais) separadas por três colunas, sendo o conjunto fixado a uma bancada. O rotor compõem-se de três peças: duas tampas-eixo encaixadas nas extremidades de um cilindro oco feito de acrílico translúcido. Construído e montado o modelo realizou-se o balanceamento dinâmico do rotor medindo-se a vibração na altura de cada tampa-eixo. Colocando-se o rotor a girar a uma determinada velocidade em três situações diferentes (com o rotor ''no estado com o acréscimo de um peso conhecido em uma das tampas – eixo e com acréscimo do mesmo peso na outra tampa-eixo)fica-se conhecendo posição e magnitude das maiores vibrações nesses três testes, podendo-se, a partir daí balancear o sistema. Utilizou-se para a medição da vibração: a) sensores especialmente desenvolvidos, capazes de detetar deslocamentos radiais do rotor, da ordem de micra; b) equipamento para registrar os sinais provenientes dos sensores. Primeiramente utilizou-se para registro um gravador e um oscilógrafo. Esse equipamento mostrou-se inadequado devido a introdução, pelo gravador de ruídos estranhos e devido a densificação de dados pelo oscilógrafo. Utilizou-se então para registro uma máquina fotográfica POLAROID acoplada a um osciloscópio. A caracterização da vibração foi feita graficamente a partir de ampliações das fotos feitas durante o teste. Concluiu-se que na tampa-eixo próxima da bancada não se detetava vibração e que na altura da outra tampa o nível de vibração era considerável. Balanceou-se o rotor na região onde a vibração se manifestava empregando-se o método do disco. Os resultados satisfatórios mostram a viabilidade do método desenvolvido. / It was developed a high speed rotor modelas a basis for a further study on dynamic of gases. We have obtained a model structure consisting of two round bases (where are fixed the bearings), spaced by three small columns. This assembly has one of its ends fixed to a bench. The rotor consists of three parts: two shaft-plates fitted each one at the ends of a hollow cilinder made with acrilic. Since we have this model carefully machined and assembled we have proceed toward the dynamic balance of the system. That was obtained through the vibration measurement at each one of the shaft-plates in three different arrangements: 1. the rotor as built up. 2. the rotor with a known weight in one of the shaft-plates. 3. the rotor with the sarne known weight at the other shaft- plate. So we have known the position and magnitude of its largest vibration and then we are able to balance the system. For the above mentioned measurements we have used a sensor specialls developed for measuring radial displacemenxs, in arder of micra, and also equipments for recording the vibrations detected by those sensors. At first have been used for recording a tape-recorder and an oscilograph. However these equipment was not adequate dueto the noise added to the sensors input signal by the tape-recorder. Also there have been demonstrated that the oscilograph could not respond quickly enough to the frequency generated by the sensors. Therefore it was used an osciloscopy anda Polaroid camera in order to register graphically the vibration amplitudes. We have concluded that in the shaft-plate close to the bench there was no vibration at all, however in the upper plate the vibration was considerable. Then the rotor was dinamically balanced using the ''discmethod". The results were well satisfactory, proving in that way the viability of the method.

Este trabalho apresenta o estudo multidisciplinar de uma micromáquina a vapor concebida para a utilização em sistemas de geração distribuída. O foco da pesquisa é o desenvolvimento do modelo matemático da micromáquina, que requereu conhecimentos da termodinâmica e suas leis, e a aplicação de conceitos de dinâmica, vibrações e controle, entre outros. Para a validação experimental do modelo foi reconstruída uma micromáquina já existente; também foi realizado o projeto da bancada, a seleção da instrumentação e a sua calibração. O estudo apresenta ainda a comparação entre os resultados teóricos e experimentais, bem como a sua análise e interpretação. / A multidisciplinary study of a micro steam engine conceived for distributed generation systems is presented. The research focuses on the development of the mathematical model of the micro engine, which required the knowledge of Thermodynamics and its laws, and concepts of dynamics, vibration and control, among others. In order to experimentally validate the model, a previous micro engine was redesigned and rebuilt; likewise, a new bench was designed, together with the selection and calibration of the measurement systems. The study also presents the comparison between experimental and theoretical results, as well as their analysis and discussion.

Com o intuito de otimizar o projeto de unidades hidrogeradoras e, por conseguinte, aumentar a sua disponibilidade, uma previsão mais precisa do seu comportamento dinâmico é de fundamental importância. Assim, o presente trabalho se propôs a modelar uma unidade hidrogeradora de forma mais completa, considerando os efeitos do empuxo magnético, mancais, perturbações hidráulicas, desbalanceamento e selos labirintos de turbina Francis. A partir do modelo construído, foram realizadas análises modais, temporais e espectrais. Os resultados numéricos são comparados com os dados experimentais de uma unidade hidrogeradora de grande porte. Tanto sinais de tendência temporal, como órbitas, e espectros de frequência dos fenômenos envolvidos são analisados e comparados. Dessa forma, pretende-se obter o modelo menos complexo possível, mas que seja capaz de representar de forma aceitável a dinâmica da unidade hidrogeradora sujeita a diferentes condições de operação. A maior dificuldade encontrada foi na representação das excitações externas ao sistema, principalmente quando a máquina está operando em regime parcial. Constatou-se uma importante influência do selo labirinto na simulação do comportamento dinâmica da turbina Francis operando em carga parcial. Ao final, os aspectos do modelo que podem ser aprimorados são discutidos. / In order to optimize the design of hydro-generating units and therefore increase their availability, a more accurate forecast of their dynamic behavior is of fundamental importance. Thus, the present work has proposed to model a more complete hydrogenerator unit, considering the effects of magnetic pull, guide bearings, hydraulic perturbations, unbalance and Francis turbine labyrinths. From the this model, modal, temporal and spectral analyzes were performed. The numerical results are compared with experimental data of a large hydrogenerator unit. Temporal trend signals, orbits and frequency spectrum of the phenomena involved are analyzed and compared. In this way, it is intended to obtain the less complex model possible, but that is able to represent in an acceptable way the dynamics of the hydrogenerator unit under different operation conditions. The greatest difficulty found was in the representation of external excitations to the system, mainly under partial load. It was observed an important influence of the labyrinth seal in the simulation of the dynamic behavior of the Francis turbine operating in partial load. Finally, aspects of the model that can to be improved are discussed.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-07T16:04:50Z No. of bitstreams: 1 149237.pdf: 2586000 bytes, checksum: b3376312b1d1975ff24c33b6e2b79367 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-07T16:04:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 149237.pdf: 2586000 bytes, checksum: b3376312b1d1975ff24c33b6e2b79367 (MD5) Previous issue date: 1978-11 / São propostas modificações e adições SAP IV, a fim de tornar possível a utilização adições do mesmo, no cálculo automático dos coeficientes de acoplamento de subsistemas vibrantes levemente amortecidos e fracamente acoplados. No texto é apresentado uma explanação teórica sobre o SEA e são ainda apresentados trabalhos sobre utilização do SAP IV e pesquisas sobre magnitude de acoplamento. / ln this work we propose modifications and additions to ''SAP IV – structural Analisys System", to make it possible the single run calculations of the coupling factors for vibrating systems with both weak coupling and internai damping and submited to a broad band spectral density excitation. We presenta theoretical explanation about "SEA – Statistical Energy Analisys'' and some results of research in coupling magnitudes.

No Brasil, como em outros países, podem ser encontrados milhões de trabalhadores com distúrbios e problemas resultantes da exposição ocupacional a vibrações mecânicas. No entanto, são escassos, os estudos e as pesquisas voltados a esse agente, seja com relação ao seu reconhecimento, à sua avaliação ou ao seu controle. Neste trabalho estimou-se a exposição ocupacional a vibrações em mãos e braços dos trabalhadores que atuam nas atividades de acabamento, em marmorarias no município de São Paulo. Os principais critérios técnicos internacionais relacionados ao agente, sua aplicação e interpretação são discutidos frente à legislação nacional. Para a obtenção de um sinal de vibração representativo da exposição dos trabalhadores, utilizou-se um procedimento alternativo de medição, mediante uso de um mini-acelerômetro triaxial e um adaptador de palma fixado diretamente nas mãos dos operadores. Dessa forma, procurou-se contabilizar de modo mais representativo as diversas posturas, forças e posições aplicadas durante a execução das atividades. Foram avaliados os processos de acabamento a seco e a úmido em treze marmorarias do município de São Paulo de um total de vinte e cinco empresas visitadas. Os resultados indicam que há uma predominância das exposições acima do nível de ação (A(8)=2,5 m/s2) em vigor na Comunidade Européia a partir de 2005, sendo importante a adoção de medidas preventivas e de vigilância à saúde dos operadores. Em contrapartida, os Programas de Prevenção de Riscos Ambientais (PPRAs) presentes em parte das empresas abordadas, não fazem menção ao agente, apesar da obrigatoriedade legal. São sugeridas estratégias voltadas à prevenção e ao controle, com base nas observações de campo e nos estudos efetuados junto à bibliografia especializada. / In Brazil, such as in others countries, millions of workers have problems and disturbs related with human exposure to vibration. In spite of that, exist few studies and researches related to recognition, evaluation and control of this agent. In this study it was estimated the occupational exposure to hand-arm vibration of workers involved in ornamental stone enterprises in São Paulo city. The main International technical standards related to this agent, it\'s application and interpretation are discussed facing Brazilian\'s regulations. In order to obtain a representative information of worker\'s exposure to vibration, it was used an alternative procedure based on a palm adapter and a mini accelerometer. Both were fixed on the worker\'s palm and aimed to take into account the different postures, forces and positions applied by operators during their activities. The evaluation\'s process and vibration measurements included dry and wet cutting, grinding and polishing of granite and marble in thirteen enterprises in São Paulo city of a total of twenty five enterprises visited. The results indicated that there is a predominance of worker\'s exposure above the action level (A(8) = 2,5m/s2) in force by European Community since 2005, implying the application of preventive measures and worker\'s health surveillance. On the other hand, the Preventive Programs for Environmental Risks presented by the enterprises visited, did not mention anything about the agent, in spite of legal obligation set out by Brazilian\'s regulations. Suggestions related to control and prevention strategies are set out based on field\'s observation and literature revision.

Este trabalho se insere no contexto de redução de vibrações de rotores via mancais ativos. Essas vibrações são causadas pelo desbalanço do próprio rotor e possuem frequência igual à frequência de rotação desse rotor. O desbalanço pode ser modelado como uma força de perturbação girante, sendo que uma técnica bastante conhecida para anular o efeito dessa perturbação é o balanceamento eletrônico, também chamado de compensação síncrona de desbalanço ou de regulação sincronizada. A presente dissertação traz duas contribuições para o tema. A primeira é a simplificação do compensador síncrono através de considerações de simetria do rotor e de isotropia dos mancais, e a segunda é a obtenção do modelo exato do sistema discreto resultante da aplicação da metodologia de compensação síncrona. Tais contribuições se valem da descrição do modelo em coordenadas complexas. À transformação de coordenadas reais para coordenadas complexas deu-se o nome de complexificação. Assim sendo, a complexificação do modelo permite dividir por dois a dimensão das variáveis do sistema (estados, entradas e saídas), além de dar sentido físico à separação entre os distúrbios diretos (caso do desbalanço) e os distúrbios retrógrados. Essa complexificação reduz o tempo de identificação da matriz de influência feita no balanceamento eletrônico, e o modelo complexificado obtido através das hipóteses de simetria e isotropia permite desacoplar completamente a compensação das perturbações diretas da compensação das perturbações retrógradas. / This work is inserted in the context of active attenuation of rotor vibrations. These vibrations are caused by the rotor\'s own unbalance and have a frequency equal to the rotor\'s rotation frequency. The unbalance can be modeled as a rotating disturbance force, and a well-known technique for cancelling the effect of such a disturbance is the so-called active balancing, also known as synchronous unbalance compensation or synchronized regulation. The present dissertation brings two contributions to the theme. The first one is the simplification of the synchronous compensator through considerations of rotor symmetry and bearing isotropy, and the second one is to obtain the exact model of the discrete system resulting from the application of the synchronous compensation methodology. These contributions make use of the model described in complex coordinates. The transformation from real coordinates to complex coordinates is defined as a complexification. Thus, the complexification of the model allows the division in half of the dimension of the system variables (states, inputs and outputs), as well as giving a physical sense to the separation between forward disturbances (case of the rotor unbalance) and backward disturbances. This complexification reduces the time of identification of the influence matrix made in active balancing, and the complexified model obtained through symmetry and isotropy hypotheses allows the completely uncouple of the forward disturbances compensation from the backward disturbances compensation.

Este trabalho se insere no contexto de redução de vibrações de rotores via mancais ativos. Essas vibrações são causadas pelo desbalanço do próprio rotor e possuem frequência igual à frequência de rotação desse rotor. O desbalanço pode ser modelado como uma força de perturbação girante, sendo que uma técnica bastante conhecida para anular o efeito dessa perturbação é o balanceamento eletrônico, também chamado de compensação síncrona de desbalanço ou de regulação sincronizada. A presente dissertação traz duas contribuições para o tema. A primeira é a simplificação do compensador síncrono através de considerações de simetria do rotor e de isotropia dos mancais, e a segunda é a obtenção do modelo exato do sistema discreto resultante da aplicação da metodologia de compensação síncrona. Tais contribuições se valem da descrição do modelo em coordenadas complexas. À transformação de coordenadas reais para coordenadas complexas deu-se o nome de complexificação. Assim sendo, a complexificação do modelo permite dividir por dois a dimensão das variáveis do sistema (estados, entradas e saídas), além de dar sentido físico à separação entre os distúrbios diretos (caso do desbalanço) e os distúrbios retrógrados. Essa complexificação reduz o tempo de identificação da matriz de influência feita no balanceamento eletrônico, e o modelo complexificado obtido através das hipóteses de simetria e isotropia permite desacoplar completamente a compensação das perturbações diretas da compensação das perturbações retrógradas. / This work is inserted in the context of active attenuation of rotor vibrations. These vibrations are caused by the rotor\'s own unbalance and have a frequency equal to the rotor\'s rotation frequency. The unbalance can be modeled as a rotating disturbance force, and a well-known technique for cancelling the effect of such a disturbance is the so-called active balancing, also known as synchronous unbalance compensation or synchronized regulation. The present dissertation brings two contributions to the theme. The first one is the simplification of the synchronous compensator through considerations of rotor symmetry and bearing isotropy, and the second one is to obtain the exact model of the discrete system resulting from the application of the synchronous compensation methodology. These contributions make use of the model described in complex coordinates. The transformation from real coordinates to complex coordinates is defined as a complexification. Thus, the complexification of the model allows the division in half of the dimension of the system variables (states, inputs and outputs), as well as giving a physical sense to the separation between forward disturbances (case of the rotor unbalance) and backward disturbances. This complexification reduces the time of identification of the influence matrix made in active balancing, and the complexified model obtained through symmetry and isotropy hypotheses allows the completely uncouple of the forward disturbances compensation from the backward disturbances compensation.

No Brasil, como em outros países, podem ser encontrados milhões de trabalhadores com distúrbios e problemas resultantes da exposição ocupacional a vibrações mecânicas. No entanto, são escassos, os estudos e as pesquisas voltados a esse agente, seja com relação ao seu reconhecimento, à sua avaliação ou ao seu controle. Neste trabalho estimou-se a exposição ocupacional a vibrações em mãos e braços dos trabalhadores que atuam nas atividades de acabamento, em marmorarias no município de São Paulo. Os principais critérios técnicos internacionais relacionados ao agente, sua aplicação e interpretação são discutidos frente à legislação nacional. Para a obtenção de um sinal de vibração representativo da exposição dos trabalhadores, utilizou-se um procedimento alternativo de medição, mediante uso de um mini-acelerômetro triaxial e um adaptador de palma fixado diretamente nas mãos dos operadores. Dessa forma, procurou-se contabilizar de modo mais representativo as diversas posturas, forças e posições aplicadas durante a execução das atividades. Foram avaliados os processos de acabamento a seco e a úmido em treze marmorarias do município de São Paulo de um total de vinte e cinco empresas visitadas. Os resultados indicam que há uma predominância das exposições acima do nível de ação (A(8)=2,5 m/s2) em vigor na Comunidade Européia a partir de 2005, sendo importante a adoção de medidas preventivas e de vigilância à saúde dos operadores. Em contrapartida, os Programas de Prevenção de Riscos Ambientais (PPRAs) presentes em parte das empresas abordadas, não fazem menção ao agente, apesar da obrigatoriedade legal. São sugeridas estratégias voltadas à prevenção e ao controle, com base nas observações de campo e nos estudos efetuados junto à bibliografia especializada. / In Brazil, such as in others countries, millions of workers have problems and disturbs related with human exposure to vibration. In spite of that, exist few studies and researches related to recognition, evaluation and control of this agent. In this study it was estimated the occupational exposure to hand-arm vibration of workers involved in ornamental stone enterprises in São Paulo city. The main International technical standards related to this agent, it\'s application and interpretation are discussed facing Brazilian\'s regulations. In order to obtain a representative information of worker\'s exposure to vibration, it was used an alternative procedure based on a palm adapter and a mini accelerometer. Both were fixed on the worker\'s palm and aimed to take into account the different postures, forces and positions applied by operators during their activities. The evaluation\'s process and vibration measurements included dry and wet cutting, grinding and polishing of granite and marble in thirteen enterprises in São Paulo city of a total of twenty five enterprises visited. The results indicated that there is a predominance of worker\'s exposure above the action level (A(8) = 2,5m/s2) in force by European Community since 2005, implying the application of preventive measures and worker\'s health surveillance. On the other hand, the Preventive Programs for Environmental Risks presented by the enterprises visited, did not mention anything about the agent, in spite of legal obligation set out by Brazilian\'s regulations. Suggestions related to control and prevention strategies are set out based on field\'s observation and literature revision.

Este trabalho tem seu foco na monitoração dos processos de usinagem das máquinas ferramentas sem a utilização de sensores dedicados à medição direta das grandezas mecânicas envolvidas no processo de usinagem em si. Assim sendo, optou-se por um método de medição indireta utilizando um estimador de potência e torque baseado nas grandezas elétricas na entrada de energia do motor de indução da máquina ferramenta. O núcleo central do trabalho consiste na medição de processos de usinagem utilizando um dinamômetro de alta precisão próprio para máquina ferramenta para obter os valores médios e os modos de vibração do processo máquina ferramenta-usinagem e fazer a confrontação com os mesmos dados obtidos pelo estimador de torque. A pesquisa realizada utilizou ferramentas clássicas de processamento de sinais, como é o caso da FFT, assim como duas poderosas ferramentas atuais, a transformada de wavelet (WT) e a transformada de Hilbert-Huang (HHT). Em adição foi utilizado um processo de otimização para a determinação dos parâmetros do motor de indução on-line baseado em uma metaheurística denominada busca de harmonia (Harmony Search HS) / This work focuses on monitoring the machining processes in machine tools without the use of dedicated transducers to directly measure mechanicals quantities of the machining process. The approached method used the option of measuring the power and torque through a estimator based in the electrical quantities in the input of the induction motor used by machine tool. The core of the work consists in the measuring the mechanical processes of machining using a high precision dynamometer specified to machine tool to get the average values of mechanical quantities and the vibration modes of the set machine tool-machining process, the objective is to compare the same data group got from dynamometer and estimator. The research data was based on classical analysis tool such as Fourier transform (FFT) and on modern powerful tools such as wavelet transforms (WT) and Hilbert-Huang transform (HHT). To refine the measuring process of average values of torque and power using the induction motor a method to estimates the motor parameters was added based on an optimization method named harmony search (HS).