Comparação de modelos matemáticos para simulação de vibrações em rotores com defeitos estruturais
Abstract
Rotores são componentes essenciais em diversas máquinas rotativas, como motores elétricos e turbinas hidráulicas. Avaliar seu comportamento dinâmico é fundamental para garantir
a integridade e a segurança dos equipamentos, controlando suas amplitudes de oscilação. A
análise de vibração é um método amplamente utilizado para detectar falhas em equipamentos
mecânicos, sendo as principais causas de vibração em sistemas rotativos o desbalanceamento e
o desalinhamento. Para evitar perdas e danos associados, o monitoramento contínuo e o prognóstico de falhas em rotores dependem de sensores que capturam as frequências de vibração
e algoritmos capazes de identificar faixas de frequência relacionadas a falhas. Entretanto, a
criação de bancos de dados usando apenas máquinas reais pode ser cara e demorada. Uma alternativa é utilizar modelos numéricos capazes de representar os dados de máquinas reais. O
uso de soluções numéricas oferece vantagens como custo reduzido, testes rápidos de diferentes
configurações, facilidade de simular diferentes tipos de equipamentos, entre outros. Este trabalho tem como objetivo selecionar e comparar dois modelos matemáticos distintos para simular
as vibrações de rotores reais. Os modelos selecionados possuem 4 graus de liberdade cada,
e foram implementados numericamente utilizando a linguagem de programação Python para
simular o rotor do motor elétrico WEG W22 IE3, cujos dados foram fornecidos pela empresa.
Faixas de dano foram estabelecidas de acordo com as normas aplicáveis e posteriormente combinadas em 5 estados de dano. Foram analisadas as respostas do sistema no domínio do tempo
e da frequência.
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- TCC Engenharia Mecânica [119]