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Title: Desenvolvimento e testes de atenuação de vibrações em mancal de sistema rotativo aplicando atuadores do tipo lâminas de liga com memória de forma no regime superelástico.
Other Titles: Development and testing of vibration attenuation in a rotating bearing system using alloy blades with shape memory in the superelastic regime.
???metadata.dc.creator???: ALMEIDA, Vinícius da Silva.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: SILVA, Antonio Almeida.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: SENKO, Richard.
???metadata.dc.contributor.referee1???: BORGES, Jader Morais.
???metadata.dc.contributor.referee2???: REIS, Rômulo Pierre Batista dos.
Keywords: Rotor system;Superelastic shape;Memory alloy;Vibration attenuation;Sistema eixo-rotor;Liga de memória;Forma superelástica;Atenuação de vibração
Issue Date: 6-Nov-2020
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: ALMEIDA, V. da S. Desenvolvimento e testes de atenuação de vibrações em mancal de sistema rotativo aplicando atuadores do tipo lâminas de liga com memória de forma no regime superelástico. 2020. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2020.
???metadata.dc.description.resumo???: O sistema rotativo é um corpo suspenso através de mancais de rolamentos que permitem a sua rotação em torno do próprio eixo, esse sistema é encontrado em uma grande variedade de equipamentos industriais e domésticos, e estão sujeitos a sofrerem problemas como desbalanceamentos. Esses problemas acarretam em vibrações mecânicas, e se as amplitudes dessas forem elevadas há a consequente diminuição da vida útil das máquinas. Dentre as formas de controle e supressão dessa relação de causa e efeito, encontra-se o emprego de materiais inteligentes (Smart Materials) para atuarem no sistema. Baseado nessa prática, este trabalho incorpora lâminas de liga de memória de forma (LMF) superelástica (SE) em um sistema rotativo do modelo de Jeffcott, utilizando um conceito não fabricado de um trabalho de referência. O modelo de Jeffcott compõe-se de um sistema eixo-rotor com dois mancais, massa concentrada no centro do eixo e acionamento através de motor elétrico. Enquanto que as LMF’s SE são aplicadas em um dos mancais, com o objetivo de utilizar sua boa capacidade de amortecimento. Foram realizados: ensaio de tração para verificar os limites do material LMF, simulações das lâminas em tecnologia CAE, análise modal para verificar o fator de amortecimento das lâminas e testes experimentais na bancada do sistema rotativo. Verificou-se que o amortecimento e a rigidez do material estão compatíveis com trabalhos de referência, entretanto, os carregamentos no sistema rotativo proporcionaram tensões muito elevadas sobre as lâminas. Assim, fraturaram em trabalho antes de atingirem as condições que seriam necessárias para ativação do efeito superelástico, de modo que são necessários mais estudos para melhorar a resistência mecânica do material com a geometria aplicada deste trabalho.
Abstract: The rotor system is a body suspended by bearings, which allows its rotation around the axis itself. This system is found in a wide variety of industrial and domestic equipment, and is subject to problems such as imbalances. These problems result in mechanical vibrations, and if their amplitudes are high, there is a consequent reduction in the useful life of the machines. Among the forms of control and suppression of these cause-and-effect relationships, there is the use of smart materials to act in the system. Based on this practice, this work incorporates superelastic (SE) shape memory alloy (SMA) blades in a rotating system of the Jeffcott model, using a concept not manufactured in the reference work. The Jeffcott model consists of a shaft-rotor system with two bearings, mass concentrated in the center of the shaft and driven by an electric motor. While the LMF’s SE are applied to one of the bearings, in order to use their good damping capacity. The tests carried out were: traction tests to verify the limits of the LMF material, simulations of the blades in CAE technology, modal analysis to check the damping factor and incorporation of the blades on a rotating system. It was found that the damping and stiffness of the material are compatible with reference works, however the blade stresses were very high. Thus, they fractured at work before reaching the conditions that would be necessary to activate the superelastic effect, so that further studies are needed to improve the mechanical resistance of the material with the applied geometry of this work.
Keywords: Rotor system
Superelastic shape
Memory alloy
Vibration attenuation
Sistema eixo-rotor
Liga de memória
Forma superelástica
Atenuação de vibração
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Mecânica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/17347
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