A análise de tensões em impelidores de ventiladores centrífugos pelo método dos elementos finitos revela que seus componentes são altamente solicitados e sujeitos a campos de tensões complexos. Tradicionalmente, o projeto estrutural de impelidores centrífugos é realizado a partir do cálculo das tensões estáticas provenientes da força centrífuga, e o comportamento dinâmico do impelidor é frequentemente verificado através de estudos de vibrações livres frente ao conhecimento das fontes de excitação. Por tal abordagem não é realizada qualquer avaliação quanto aos níveis de tensões dinâmicas nos componentes do impelidor. Neste trabalho, contudo, a determinação das tensões dinâmicas é apresentada como uma importante ferramenta para avaliar a integridade estrutural de um impelidor centrífugo durante a sua operação. Para tanto, cálculos de resposta são realizados no rotor e, isoladamente, no impelidor de um ventilador centrífugo, conduzindo a uma nova metodologia para a análise estrutural destes equipamentos através do método dos elementos finitos. / Stress analysis of centrifugal fan impellers through the finite element method reveals that its components are highly stressed and subjected to complex stress fields. Traditionally, the mechanical design of centrifugal impellers is performed from the study of the static stress levels due to the centrifugal force. The impeller dynamic behavior is evaluated through free vibration analysis and also with the knowledge of the main excitation sources. This approach does not consider any assessment on the dynamic response of the impeller components. In this work, however, the dynamic stress determination is presented as an important tool in order to evaluate the structural integrity of centrifugal fan impellers during its operation. For this purpose, frequency response analysis is performed on the rotor and, separately, on the centrifugal fan impeller, leading to a new methodology for structural analysis of these equipment through the finite element method.

A análise de tensões em impelidores de ventiladores centrífugos pelo método dos elementos finitos revela que seus componentes são altamente solicitados e sujeitos a campos de tensões complexos. Tradicionalmente, o projeto estrutural de impelidores centrífugos é realizado a partir do cálculo das tensões estáticas provenientes da força centrífuga, e o comportamento dinâmico do impelidor é frequentemente verificado através de estudos de vibrações livres frente ao conhecimento das fontes de excitação. Por tal abordagem não é realizada qualquer avaliação quanto aos níveis de tensões dinâmicas nos componentes do impelidor. Neste trabalho, contudo, a determinação das tensões dinâmicas é apresentada como uma importante ferramenta para avaliar a integridade estrutural de um impelidor centrífugo durante a sua operação. Para tanto, cálculos de resposta são realizados no rotor e, isoladamente, no impelidor de um ventilador centrífugo, conduzindo a uma nova metodologia para a análise estrutural destes equipamentos através do método dos elementos finitos. / Stress analysis of centrifugal fan impellers through the finite element method reveals that its components are highly stressed and subjected to complex stress fields. Traditionally, the mechanical design of centrifugal impellers is performed from the study of the static stress levels due to the centrifugal force. The impeller dynamic behavior is evaluated through free vibration analysis and also with the knowledge of the main excitation sources. This approach does not consider any assessment on the dynamic response of the impeller components. In this work, however, the dynamic stress determination is presented as an important tool in order to evaluate the structural integrity of centrifugal fan impellers during its operation. For this purpose, frequency response analysis is performed on the rotor and, separately, on the centrifugal fan impeller, leading to a new methodology for structural analysis of these equipment through the finite element method.

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