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Previous issue date: 2014-08-25 / As torres eólicas são estruturas esbeltas projetadas para resistir a efeitos dinâmicos da ação do vento. Uma vez excitada, a torre pode entrar em ressonância ocasionando ruptura e falhas em sua estrutura, pás e rotores. Além de evitar possíveis falhas catastróficas, o sistema de amortecimento pode prevenir fadiga prematura de componentes estruturais da torre, entre eles, o gerador e as pás. A presença de amortecimento limita a amplitude de vibração quando o sistema, que sofre vibração forçada, aproxima-se da ressonância. Dentro desse contexto, foi elaborado um modelo numérico de uma torre eólica que determina a resposta da mesma sob uma excitação forçada. A excitação se deu por meio de um motor de corrente contínua desbalanceado, localizado no topo da torre. A estrutura analisada é composta por uma coluna metálica com um motor elétrico de corrente contínua desbalanceado e acoplado a um amortecedor do tipo MR-TLCD (Tuned Liquid Column Dampers with magnetorheological). Neste trabalho, foi utilizado um amortecedor semiativo, no qual consiste de um tubo em formato de ‘U’ e utiliza o fluido magneto-reológico, onde este impede o movimento de grandes amplitudes sujeito à ação de forças externas. No MR-TLCD é possível diminuir a energia cinética do fluido através da válvula de controle. O Magneto Reológico, quando submetido a um campo magnético, aumenta significativamente a sua viscosidade aparente. A equação de movimento do sistema acoplado entre a torre, motor elétrico e MRTLCD foi formulado através das equações de Lagrange. Nesta dissertação, apresentam-se as respostas dinâmicas regulares e caóticas de uma torre eólica com um amortecedor do tipo MR-TLCD através do método numérico da dinâmica não linear, utilizando-se da série temporal, do retrato de fase, do espectro de Fourier (FFT) e das curvas de ressonância. Com ensaios experimentais foram obtidos os valores dos parâmetros das configurações físicas e geométricas da estrutura a serem utilizados nas experiências numéricas. / The wind towers are slender structures designed to handle the dynamic effects of wind action. A once excited, the tower can resonate causing rupture and failures in structure, blades and rotors. Besides preventing possible catastrophic failure the damping system could prevent premature fatigue in structural components of the tower between them the rotor and blades. The presence of damping vibration is limited when the system suffer forced vibration approaches of the resonance. In this context was developed a numerical model of a wind tower which determines the response of the structure under a forced excitation. The excitation was done by a dc motor unbalanced situated on the top of the tower. The structure consists of a metallic column with an electric unbalanced dc motor attached to a MR-TLCD damper. This dissertation was presented a Semi-active damper in which consists in U-tube format using magneto rheological fluid (Tuned Liquid Column Dampers with magneto rheological, MR-TLCD). The fluid existing inside the U-tube prevents the movement of large amplitude subject to the actions of external loads. In MR-TLCD is possible to reduce the kinetic energy of the fluid through the control valve. The fluid used in this work, when exposed in a magnetic field significantly increases its apparent viscosity. The motion equation of coupled system between the tower, electric motor and MRTLCD was formulated using the Lagrange equations. This dissertation was presented the regular and chaotic dynamic of a tower using a
MR-TLCD damper through the numerical method of nonlinear dynamics, utilizing a time series, phase portrait, Fourier spectrum (FFT) and resonance curves. The characteristic of experimental model was used for developed the numerical model. Also the free vibration tests were utilized for determine the structural parameters of the system.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:10.1.0.46:riu/771 |
| Date | 25 August 2014 |
| Creators | Cortelini, Euzineri de Menezes |
| Contributors | Felix, Jorge Luis Palacios |
| Publisher | Universidade Federal do Pampa, UNIPAMPA, Campus Alegrete |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UNIPAMPA, instname:Universidade Federal do Pampa, instacron:UNIPAMPA |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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