Este documento descreve um estudo sobre simulação de vibrações mecânicas em eixos utilizando a Transformada Rápida de Fourier para caracterizar falhas e avaliar fontes de vibração em um propulsor naval. O objetivo é correlacionar sinais simulados com medições reais para identificar a causa da vibração em um navio. A metodologia inclui desenvolver um sistema de baixo custo para medição e análise de vibração e simular diferentes falhas em protótipos.
O documento apresenta uma introdução sobre análise de carregamento hidrodinâmico em estruturas flutuantes, discutindo os seis graus de liberdade de movimento de uma unidade flutuante e como ondas afetam sua segurança, conforto e desempenho. É apresentado um sistema massa-mola idealizado para modelagem de vibração e introduzidos conceitos como números complexos, série e transformada de Fourier para análise de sinais.
DESENVOLVIMENTO DE UMA ROTINA COMPUTACIONAL PARA OTIMIZAÇÃO DO DIMENSIONAMENT...Rafael Kerst
LINK PARA ROTINA COMPUTACIONAL: http://projetosgaia.com.br/pff-1.html
O presente trabalho apresenta fundamentos teóricos para uma breve compreensão a respeito do dimensionamento dos perfis formados a frio de seções U, U enrijecido Z45, Z90 cantoneira e dupla cantoneira. Neste, foi abordado o Método das Seções Efetivas (MSE), e o Método das Larguras Efetivas (MLE), conforme indicado pela norma brasileira NBR 14762:2010. Foi elaborado um programa em JavaScript e HTML5, com o intuito de analisar cada uma das seções, determinando os esforços resistentes, e disponibilizar ao usuário uma lista em ordem crescente de área de aço, onde este pode fazer a escolha do perfil mais otimizado, tanto em termos econômicos quanto construtivos. Para validar os resultados obtidos, foram comparados com os do software DimPerfil, desenvolvido pelo Centro Brasileiro de Construção em Aço (CBCA). Neste sentido, foi constatada grande similaridade entre os valores obtidos, comprovando assim a credibilidade do programa elaborado.
DESENVOLVIMENTO DE UMA PLANILHA ELETRÔNICA PARA OTIMIZAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO...Rafael Kerst
O presente trabalho apresenta um estudo sobre o dimensionamento de terças metálicas em aço formado a frio, proporcionando, através da elaboração de uma planilha eletrônica, a otimização dos perfis de seção U, U enrijecido, Z45 e Z90, voltados à aplicação em terças de cobertura. A metodologia de cálculo utilizada foi o Método das Seções Efetivas (MSE), conforme indicado pela norma brasileira ABNT NBR 14762/2010. A planilha eletrônica, elaborada com o software Microsoft Excel, utiliza a linguagem Visual Basic ao qual implementou-se uma rotina de cálculo para a verificação dos perfis. Nesta, a partir de um banco de dados, cada seção foi submetida ás verificações de norma, e após analisadas, apresentou-se ao usuário uma lista em ordem crescente de área de aço dos perfis que resistem ás solicitações. Deste modo, situando-se em primeiro, a seção mais otimizada. Para verificar a confiabilidade do programa elaborado, foram comparados os valores de esforços resistentes obtidos com os do software DimPerfil. Neste sentido, pode-se concluir que ambos evidenciaram grande semelhança nos valores, comprovando assim a credibilidade e o auxílio para a escolha de uma seção econômica.
O documento descreve como Fermat e Newton, de forma independente, chegaram ao conceito de derivada ao tentarem resolver problemas diferentes: Fermat sobre tangentes a curvas e Newton sobre velocidade instantânea. A derivada representa a taxa de variação de uma função num determinado ponto e foi fundamental para o desenvolvimento do cálculo diferencial.
O documento apresenta conceitos fundamentais de hidrodinâmica, incluindo escoamento ao longo do casco de embarcações, resistência ao avanço, propulsão e carregamento hidrodinâmico. Também discute conceitos matemáticos como produto escalar e vetorial, gradiente, divergente, rotacional e Laplaciano, importantes para modelagem e análise de sistemas hidrodinâmicos.
1) Um especialista em manutenção preditiva monitorou uma máquina usando sensores e detectou uma falha em um mancal de rolamento através da análise de vibrações.
2) É possível detectar falhas em componentes de máquinas analisando as vibrações geradas, já que cada tipo de falha gera um padrão característico de vibração.
3) A análise espectral de vibrações permite identificar diferentes tipos de falhas em componentes como rolamentos, engrenagens e eixos com base nos picos de frequência ger
Este documento fornece informações sobre a unidade curricular de Sistemas Fluidodinâmicos ministrada pelo Prof. Dr. Guillermo Vilalta. A UC tem como objetivos aplicar conceitos de fluidos a máquinas como bombas, ventiladores e turbinas, além de avaliar aspectos ambientais. A avaliação ocorrerá por meio de provas e relatórios de laboratório sobre os principais temas da disciplina.
O documento apresenta uma introdução sobre análise de carregamento hidrodinâmico em estruturas flutuantes, discutindo os seis graus de liberdade de movimento de uma unidade flutuante e como ondas afetam sua segurança, conforto e desempenho. É apresentado um sistema massa-mola idealizado para modelagem de vibração e introduzidos conceitos como números complexos, série e transformada de Fourier para análise de sinais.
DESENVOLVIMENTO DE UMA ROTINA COMPUTACIONAL PARA OTIMIZAÇÃO DO DIMENSIONAMENT...Rafael Kerst
LINK PARA ROTINA COMPUTACIONAL: http://projetosgaia.com.br/pff-1.html
O presente trabalho apresenta fundamentos teóricos para uma breve compreensão a respeito do dimensionamento dos perfis formados a frio de seções U, U enrijecido Z45, Z90 cantoneira e dupla cantoneira. Neste, foi abordado o Método das Seções Efetivas (MSE), e o Método das Larguras Efetivas (MLE), conforme indicado pela norma brasileira NBR 14762:2010. Foi elaborado um programa em JavaScript e HTML5, com o intuito de analisar cada uma das seções, determinando os esforços resistentes, e disponibilizar ao usuário uma lista em ordem crescente de área de aço, onde este pode fazer a escolha do perfil mais otimizado, tanto em termos econômicos quanto construtivos. Para validar os resultados obtidos, foram comparados com os do software DimPerfil, desenvolvido pelo Centro Brasileiro de Construção em Aço (CBCA). Neste sentido, foi constatada grande similaridade entre os valores obtidos, comprovando assim a credibilidade do programa elaborado.
DESENVOLVIMENTO DE UMA PLANILHA ELETRÔNICA PARA OTIMIZAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO...Rafael Kerst
O presente trabalho apresenta um estudo sobre o dimensionamento de terças metálicas em aço formado a frio, proporcionando, através da elaboração de uma planilha eletrônica, a otimização dos perfis de seção U, U enrijecido, Z45 e Z90, voltados à aplicação em terças de cobertura. A metodologia de cálculo utilizada foi o Método das Seções Efetivas (MSE), conforme indicado pela norma brasileira ABNT NBR 14762/2010. A planilha eletrônica, elaborada com o software Microsoft Excel, utiliza a linguagem Visual Basic ao qual implementou-se uma rotina de cálculo para a verificação dos perfis. Nesta, a partir de um banco de dados, cada seção foi submetida ás verificações de norma, e após analisadas, apresentou-se ao usuário uma lista em ordem crescente de área de aço dos perfis que resistem ás solicitações. Deste modo, situando-se em primeiro, a seção mais otimizada. Para verificar a confiabilidade do programa elaborado, foram comparados os valores de esforços resistentes obtidos com os do software DimPerfil. Neste sentido, pode-se concluir que ambos evidenciaram grande semelhança nos valores, comprovando assim a credibilidade e o auxílio para a escolha de uma seção econômica.
O documento descreve como Fermat e Newton, de forma independente, chegaram ao conceito de derivada ao tentarem resolver problemas diferentes: Fermat sobre tangentes a curvas e Newton sobre velocidade instantânea. A derivada representa a taxa de variação de uma função num determinado ponto e foi fundamental para o desenvolvimento do cálculo diferencial.
O documento apresenta conceitos fundamentais de hidrodinâmica, incluindo escoamento ao longo do casco de embarcações, resistência ao avanço, propulsão e carregamento hidrodinâmico. Também discute conceitos matemáticos como produto escalar e vetorial, gradiente, divergente, rotacional e Laplaciano, importantes para modelagem e análise de sistemas hidrodinâmicos.
1) Um especialista em manutenção preditiva monitorou uma máquina usando sensores e detectou uma falha em um mancal de rolamento através da análise de vibrações.
2) É possível detectar falhas em componentes de máquinas analisando as vibrações geradas, já que cada tipo de falha gera um padrão característico de vibração.
3) A análise espectral de vibrações permite identificar diferentes tipos de falhas em componentes como rolamentos, engrenagens e eixos com base nos picos de frequência ger
Este documento fornece informações sobre a unidade curricular de Sistemas Fluidodinâmicos ministrada pelo Prof. Dr. Guillermo Vilalta. A UC tem como objetivos aplicar conceitos de fluidos a máquinas como bombas, ventiladores e turbinas, além de avaliar aspectos ambientais. A avaliação ocorrerá por meio de provas e relatórios de laboratório sobre os principais temas da disciplina.
Este documento descreve o desenvolvimento de uma ferramenta virtual para análise de vibrações em máquinas rotativas utilizando a plataforma LabVIEW. A ferramenta permite a aquisição de sinais de vibração, armazenamento de dados e visualização de sinais, além de aplicar técnicas como nível global, fator de crista, curtose e análise espectral. A ferramenta foi validada em uma bancada experimental onde defeitos foram induzidos em um rolamento.
O Cepstro é uma técnica destinada a identificar famílias de harmónicas e bandas laterais em sinais complexos e consiste, basicamente, no espetro do espetro. Assim, nesta técnica analisam-se, as periodicidades do espetro como se este fosse uma forma de onda. Com esta técnica em vez de se analisar uma só componente do espetro, analisam-se famílias de harmónicas.
É frequente os espetros de frequência terem muitas componentes vibratórias, em termos de bandas laterais e harmónicas, como é comum ocorrer em engrenagens ou máquinas de papel, dificultando grandemente a sua interpretação, o mesmo se podendo dizer da forma de onda.
A amplitude da vibração, que é a característica que descreve a sua severidade, pode ser medida de diversas maneiras. Na figura a seguir apresentada, pode-se ver a relação entre a Amplitude Pico-Pico, o Pico, a Média e o Nível Eficaz (RMS).
O documento descreve o desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados para registro de sinais elétricos em matrizes multi-eletrodo. O sistema inclui um soquete, simulador, amplificador e conversor analógico-digital projetados para digitalizar sinais de baixa amplitude provenientes de eletrodos. O conversor AD inicial possui limitações e o documento discute melhorias futuras para aumentar a velocidade e resolução da aquisição de dados.
Aqui explica-se o modo de funcionamento de um analisador de vibrações. Vão ser referidos nomeadamente os seguintes aspetos:
Compreender a relação entre tempo e frequência num analisador de vibrações
Amostragem e digitalização num analisador de vibrações
O que é o Aliasing num analisador de vibrações
A implementação do zoom num analisador de vibrações
A implementação de janelas na forma de onda (windows) num analisador de vibrações
As médias num analisador de vibrações
Largura de banda em tempo real nos analisadores de vibrações
Processamento em sobreposição (“overlap”)
Seguimento de ordens
Análise do envelope
Funções de dois canais
1. O documento apresenta um estudo sobre vigas curvas em concreto armado, propondo um software para análise estrutural e dimensionamento da seção.
2. Utiliza o método dos deslocamentos para a análise estrutural e verifica a seção para momento fletor, momento torçor e esforço cortante de acordo com a NBR 6118.
3. O software foi desenvolvido em MS Visual Basic para permitir a análise completa de vigas curvas.
1. O documento descreve um software desenvolvido para aquisição e análise de sinais de vibração com o objetivo de auxiliar a manutenção preditiva de máquinas rotativas de forma barata.
2. O software utiliza o LabVIEW para realizar aquisições de sinais no domínio do tempo e da frequência, detectar falhas em tempo real usando lógica fuzzy e ler arquivos de dados para análises adicionais.
3. O software foi validado em uma bancada experimental equipada com um motor elétrico e gerador acop
Este documento descreve o desenvolvimento de uma ferramenta no Matlab para construir curvas de capacidade de geradores síncronos. A ferramenta permite simular o comportamento de geradores síncronos para fins didáticos sem conhecimento prévio de programação. O documento explica os modelos matemáticos usados para representar os geradores e seus modos de operação.
Este documento descreve as funções de dois canais no domínio do tempo em analisadores de vibrações, especificamente a função de órbita. A órbita mostra o movimento do eixo em duas dimensões através dos sinais de tempo de dois sensores. Sensores de proximidade instalados em pares medem a vibração relativa entre o eixo e a carcaça. A órbita fornece informações sobre a amplitude, frequência e sentido de precessão da vibração.
Este documento descreve o desenvolvimento de uma bancada experimental de máquina rotativa para diagnóstico de defeitos através da análise de vibração. Foi criado um aplicativo para aquisição e análise de sinais de vibração da bancada. Também foi desenvolvido um modelo numérico da bancada por elementos finitos para inserção de defeitos comuns e comparação dos resultados com as técnicas de análise de sinais.
Este documento apresenta um modelo matemático, simulação de voo e projeto de controle para a dinâmica longitudinal de um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) de asa fixa chamado UT-X. O modelo foi obtido através de cálculos analíticos e simulação no software X-Plane. As equações foram linearizadas e os modos de oscilação (curto e longo período) foram analisados. Um piloto automático de altitude e velocidade foi projetado usando reguladores PID. Resultados de simulação anal
Este documento descreve um programa chamado GOP que utiliza o método dos elementos finitos para analisar guias ópticos planares. O programa pode analisar tanto guias homogêneos quanto guias formados por difusão de íons de titânio em substratos de niobato de lítio. Ele fornece uma interface gráfica para entrada de dados e visualização dos resultados das análises numéricas de modos ópticos guiados.
O documento descreve uma abordagem prática para análise de vibração utilizando acelerômetro e Transformada de Fourier. O artigo apresenta os conceitos básicos de vibração mecânica, tipos de acelerômetros, e a técnica de Transformada de Fourier para análise do sinal captado pelo acelerômetro quando exposto a vibrações sonoras.
Neste curso explica-se o modo de funcionamento de um analisador de vibrações. Vão ser referidos nomeadamente os seguintes aspetos:
Compreender a relação entre tempo e frequência num analisador de vibrações
Amostragem e digitalização num analisador de vibrações
O que é o Aliasing num analisador de vibrações
A implementação do zoom num analisador de vibrações
A implementação de janelas na forma de onda (windows) num analisador de vibrações
As médias num analisador de vibrações
Largura de banda em tempo real nos analizadores de vibrações
Processamento em sobreposição (“overlap”)
Seguimento de ordens
Análise do envelope
Funções de dois canais
Vai-se começar por apresentar as propriedades do Fast Fourier Transform (FFT) sobre o qual os Analisadores de Vibrações são baseados. Em seguida, mostra-se como essas propriedades FFT podem causar algumas características indesejáveis na análise do espectro, como aliasing e fugas (leakage). Tendo apresentado uma dificuldade potencial com o FFT, mostra-se quais soluções são usadas para tornar os analisadores de vibrações em ferramentas práticos. O desenvolvimento desse conhecimento básico das características do FFT torna simples obter bons resultados com um analisador de vibrações numa ampla gama de problemas de medição.
O documento descreve a tecnologia de perfilamento a laser aerotransportado (ALS), seu funcionamento, equipamentos, aplicações e exemplos de serviços executados no Brasil. Resume também estudos de qualidade que comprovam a precisão do ALS em relação a métodos tradicionais.
Software para análise de sinais elétricos - sistema monofásico.
O artigo apresenta o desenvolvimento de um software que lê um arquivo exportado por um osciloscópio USB e efetua análise de sinais , calculando parâmetros usuais para verificação da qualidade de energia e apresentação de gráficos diversos inerentes ao tema.
O documento apresenta conceitos básicos de cinemática, incluindo:
1) Define cinemática como a parte da mecânica que estuda os movimentos sem considerar as causas.
2) Distingue ponto material e corpo extenso.
3) Explica os conceitos de movimento, repouso e referencial.
Este documento fornece uma introdução à programação numérica para engenheiros. Ele discute linguagens de programação como Python e C/C++, conceitos como orientação a objetos e equações diferenciais, e exemplos de problemas de engenharia que podem ser modelados e resolvidos numericamente, como mecânica de massas pontuais e escoamentos multifásicos. O texto destina-se a estudantes de graduação e pós-graduação e está em desenvolvimento contínuo.
O documento apresenta conceitos básicos de cinemática, incluindo movimento, velocidade, aceleração e diferentes tipos de movimento. Discutem-se pontos materiais, corpos extensos e referenciais. Também são definidos termos como trajetória, deslocamento, velocidade média e escalar.
Este documento apresenta a tese de doutorado de Eduardo Cavalcanti Magalhães sobre equalização global do espectro de canais amplificados durante a transmissão em uma rede óptica com diferentes números de nós. A tese propõe um algoritmo de equalização global baseado em ROADMs funcionando em redes DWDM com arquitetura SDN e demonstra melhorias significativas no OSNR em comparação com equalizações locais. Além disso, apresenta benefícios da equalização global baseada em WSS para múltiplos ROADMs em casc
Este documento descreve o desenvolvimento de uma ferramenta virtual para análise de vibrações em máquinas rotativas utilizando a plataforma LabVIEW. A ferramenta permite a aquisição de sinais de vibração, armazenamento de dados e visualização de sinais, além de aplicar técnicas como nível global, fator de crista, curtose e análise espectral. A ferramenta foi validada em uma bancada experimental onde defeitos foram induzidos em um rolamento.
O Cepstro é uma técnica destinada a identificar famílias de harmónicas e bandas laterais em sinais complexos e consiste, basicamente, no espetro do espetro. Assim, nesta técnica analisam-se, as periodicidades do espetro como se este fosse uma forma de onda. Com esta técnica em vez de se analisar uma só componente do espetro, analisam-se famílias de harmónicas.
É frequente os espetros de frequência terem muitas componentes vibratórias, em termos de bandas laterais e harmónicas, como é comum ocorrer em engrenagens ou máquinas de papel, dificultando grandemente a sua interpretação, o mesmo se podendo dizer da forma de onda.
A amplitude da vibração, que é a característica que descreve a sua severidade, pode ser medida de diversas maneiras. Na figura a seguir apresentada, pode-se ver a relação entre a Amplitude Pico-Pico, o Pico, a Média e o Nível Eficaz (RMS).
O documento descreve o desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados para registro de sinais elétricos em matrizes multi-eletrodo. O sistema inclui um soquete, simulador, amplificador e conversor analógico-digital projetados para digitalizar sinais de baixa amplitude provenientes de eletrodos. O conversor AD inicial possui limitações e o documento discute melhorias futuras para aumentar a velocidade e resolução da aquisição de dados.
Aqui explica-se o modo de funcionamento de um analisador de vibrações. Vão ser referidos nomeadamente os seguintes aspetos:
Compreender a relação entre tempo e frequência num analisador de vibrações
Amostragem e digitalização num analisador de vibrações
O que é o Aliasing num analisador de vibrações
A implementação do zoom num analisador de vibrações
A implementação de janelas na forma de onda (windows) num analisador de vibrações
As médias num analisador de vibrações
Largura de banda em tempo real nos analisadores de vibrações
Processamento em sobreposição (“overlap”)
Seguimento de ordens
Análise do envelope
Funções de dois canais
1. O documento apresenta um estudo sobre vigas curvas em concreto armado, propondo um software para análise estrutural e dimensionamento da seção.
2. Utiliza o método dos deslocamentos para a análise estrutural e verifica a seção para momento fletor, momento torçor e esforço cortante de acordo com a NBR 6118.
3. O software foi desenvolvido em MS Visual Basic para permitir a análise completa de vigas curvas.
1. O documento descreve um software desenvolvido para aquisição e análise de sinais de vibração com o objetivo de auxiliar a manutenção preditiva de máquinas rotativas de forma barata.
2. O software utiliza o LabVIEW para realizar aquisições de sinais no domínio do tempo e da frequência, detectar falhas em tempo real usando lógica fuzzy e ler arquivos de dados para análises adicionais.
3. O software foi validado em uma bancada experimental equipada com um motor elétrico e gerador acop
Este documento descreve o desenvolvimento de uma ferramenta no Matlab para construir curvas de capacidade de geradores síncronos. A ferramenta permite simular o comportamento de geradores síncronos para fins didáticos sem conhecimento prévio de programação. O documento explica os modelos matemáticos usados para representar os geradores e seus modos de operação.
Este documento descreve as funções de dois canais no domínio do tempo em analisadores de vibrações, especificamente a função de órbita. A órbita mostra o movimento do eixo em duas dimensões através dos sinais de tempo de dois sensores. Sensores de proximidade instalados em pares medem a vibração relativa entre o eixo e a carcaça. A órbita fornece informações sobre a amplitude, frequência e sentido de precessão da vibração.
Este documento descreve o desenvolvimento de uma bancada experimental de máquina rotativa para diagnóstico de defeitos através da análise de vibração. Foi criado um aplicativo para aquisição e análise de sinais de vibração da bancada. Também foi desenvolvido um modelo numérico da bancada por elementos finitos para inserção de defeitos comuns e comparação dos resultados com as técnicas de análise de sinais.
Este documento apresenta um modelo matemático, simulação de voo e projeto de controle para a dinâmica longitudinal de um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) de asa fixa chamado UT-X. O modelo foi obtido através de cálculos analíticos e simulação no software X-Plane. As equações foram linearizadas e os modos de oscilação (curto e longo período) foram analisados. Um piloto automático de altitude e velocidade foi projetado usando reguladores PID. Resultados de simulação anal
Este documento descreve um programa chamado GOP que utiliza o método dos elementos finitos para analisar guias ópticos planares. O programa pode analisar tanto guias homogêneos quanto guias formados por difusão de íons de titânio em substratos de niobato de lítio. Ele fornece uma interface gráfica para entrada de dados e visualização dos resultados das análises numéricas de modos ópticos guiados.
O documento descreve uma abordagem prática para análise de vibração utilizando acelerômetro e Transformada de Fourier. O artigo apresenta os conceitos básicos de vibração mecânica, tipos de acelerômetros, e a técnica de Transformada de Fourier para análise do sinal captado pelo acelerômetro quando exposto a vibrações sonoras.
Neste curso explica-se o modo de funcionamento de um analisador de vibrações. Vão ser referidos nomeadamente os seguintes aspetos:
Compreender a relação entre tempo e frequência num analisador de vibrações
Amostragem e digitalização num analisador de vibrações
O que é o Aliasing num analisador de vibrações
A implementação do zoom num analisador de vibrações
A implementação de janelas na forma de onda (windows) num analisador de vibrações
As médias num analisador de vibrações
Largura de banda em tempo real nos analizadores de vibrações
Processamento em sobreposição (“overlap”)
Seguimento de ordens
Análise do envelope
Funções de dois canais
Vai-se começar por apresentar as propriedades do Fast Fourier Transform (FFT) sobre o qual os Analisadores de Vibrações são baseados. Em seguida, mostra-se como essas propriedades FFT podem causar algumas características indesejáveis na análise do espectro, como aliasing e fugas (leakage). Tendo apresentado uma dificuldade potencial com o FFT, mostra-se quais soluções são usadas para tornar os analisadores de vibrações em ferramentas práticos. O desenvolvimento desse conhecimento básico das características do FFT torna simples obter bons resultados com um analisador de vibrações numa ampla gama de problemas de medição.
O documento descreve a tecnologia de perfilamento a laser aerotransportado (ALS), seu funcionamento, equipamentos, aplicações e exemplos de serviços executados no Brasil. Resume também estudos de qualidade que comprovam a precisão do ALS em relação a métodos tradicionais.
Software para análise de sinais elétricos - sistema monofásico.
O artigo apresenta o desenvolvimento de um software que lê um arquivo exportado por um osciloscópio USB e efetua análise de sinais , calculando parâmetros usuais para verificação da qualidade de energia e apresentação de gráficos diversos inerentes ao tema.
O documento apresenta conceitos básicos de cinemática, incluindo:
1) Define cinemática como a parte da mecânica que estuda os movimentos sem considerar as causas.
2) Distingue ponto material e corpo extenso.
3) Explica os conceitos de movimento, repouso e referencial.
Este documento fornece uma introdução à programação numérica para engenheiros. Ele discute linguagens de programação como Python e C/C++, conceitos como orientação a objetos e equações diferenciais, e exemplos de problemas de engenharia que podem ser modelados e resolvidos numericamente, como mecânica de massas pontuais e escoamentos multifásicos. O texto destina-se a estudantes de graduação e pós-graduação e está em desenvolvimento contínuo.
O documento apresenta conceitos básicos de cinemática, incluindo movimento, velocidade, aceleração e diferentes tipos de movimento. Discutem-se pontos materiais, corpos extensos e referenciais. Também são definidos termos como trajetória, deslocamento, velocidade média e escalar.
Este documento apresenta a tese de doutorado de Eduardo Cavalcanti Magalhães sobre equalização global do espectro de canais amplificados durante a transmissão em uma rede óptica com diferentes números de nós. A tese propõe um algoritmo de equalização global baseado em ROADMs funcionando em redes DWDM com arquitetura SDN e demonstra melhorias significativas no OSNR em comparação com equalizações locais. Além disso, apresenta benefícios da equalização global baseada em WSS para múltiplos ROADMs em casc
1. Estudo de simulação de vibrações mecânicas em
eixos com a caracterização dos espectros de
falhas utilizando a Transformada Rápida de
Fourier para aplicação na avaliação de fontes de
vibração de um propulsor transversal de
embarcação DP classe II
04 de Novembro, 2015Ricardo Osorio
1
2. 1998. Design Industrial – Projeto de Produto. Fac.Cidade
2000. Pós Graduação Engenharia de Produção. INT/UFRJ
2003. Mestrado Engenharia de Produção. COPPE/UFRJ
2016. Engenheiro Mecânico. Universidade Estácio de Sá
1990. atual (Hobby). Pranchas de Surf Ricardo Osorio.
1999-2000. Projetos, H+K Design de Produtos e Serviços.
2000/2012. Professor de Destec.Autocad, UniverCidade.
2001/2003. Professor de Destec.Autocad, UFRJ.
2005/2007. Professor de Destec.Autocad, UFRJ.
2011/2012. Projeto Naves do Conhecimento, Idea/Prefeitura R.J.
2012/Atual. Gestão do Conhecimento. Subsea 7.
Designer Industrial - Engenheiro Mecânico
Ricardo Osorio de Moraes
Formação
Experiência
APRESENTAÇÃO
4. Propulsor Azimutal Principal
2 X 45 MW
150K USD
Propulsor Azimutal Retrátil
2 X 2000 kW
195K USD
Propulsor transversal
1 X 1320 kW
115K USD
DELIMITAÇÃO DO TEMA
PLSV Seven Mar
Lançamento de dutos flexíveis
Carga de trabalho 340t
6. DELIMITAÇÃO DO TEMA
o Falhas no elementos de máquina e
sinais característicos de vibração;
o Sistema de Análise de vibração FFT;
o Simulação na Engenharia mecânica:
O valor dos Protótipos.
Estudo de simulação de
vibrações mecânicas em eixos
com a caracterização dos
espectros de falhas utilizando a
Transformada Rápida de
Fourier para aplicação na
avaliação de fontes de vibração
de um propulsor transversal de
embarcação DP classe II.
8. Justificativa
o "Todos os elementos reais, de qualquer material,
possuem elasticidade e portanto comportam-se como
molas quando sujeitos a forças. As deformações
resultantes podem gerar forças adicionais, originadas a
partir de forças inerciais associadas aos movimentos
vibratórios dos elementos , ou se existirem folgas na
junção entre partes articuladas, solicitações de impacto
(choque) durante as vibrações...Com frequência, o
único modo de se obter uma medição precisa dos
efeitos da vibração em um sistema é realizar testes em
protótipos ou construir sistemas sujeitos às condições
de serviço. " (2013, NORTON)
Relevância abrangente
9. Justificativa
o PLSVs, custos e riscos de uma falha no propulsor;
o Dificuldade de ver e testar o problema;
o Geometrias complexas (o modo analítico);
o Dificuldade de caracterizar a causa da vibração;
o Impactos da própria vibração como fonte de incerteza
(alterações de massa e geometria).
Desafios
10. Justificativa
o Mercado de engenharia mecânica para manutenção de
propulsores navais;
o O problema de vibração do Seven Mar;
o Desenvolvimento de know how para o laboratório de
vibrações da Engenharia Mecânica;
o Viabilidade de recursos – Máquina de ensaio de
vibração;
o Potencial de um sistema de medição de vibração de
baixo custo;
o Potencial de usinagem de protótipos da oficina do
curso;
o Tempo disponível.
Motivação Pessoal
12. Objetivo
o Objetivo é desenvolver uma aplicação do processo de
levantamento de espectros de vibração associados a falhas
mais usuais nos propulsores navais de forma a
corrrelacionar as assinaturas geradas e tratadas nas
simulações com as assinaturas coletadas no equipamento
durante o uso.
o Desenvolver um sistema de medição e análise de vibração
de baixo custo capaz gerar os sinais de vibração no
domínio da frequencia.
o Desenvolver know-how sobre o uso da máquina de
simulação de vibração.
13. Objetivo
o Publicar 1 artigo científico em congresso de engenharia
mecânica
o Pedido de patente do projeto do sistema de análise da
vibração.
o Material de apoio as aulas experimentais da disciplina
de Mecânica da Vibração
15. Formulação do problema
o Verificar se a simulação com protótipos irá fornecer
uma fonte de informação adequada a respeito de
respostas esperadas de vibração para tipos de falhas
características que contribua para determinar a causa
de vibração do propulsor da embarcação Seven Mar.
o A hipótese é que a comparação entre o modelo
simulado e o sinal medido do propulsor possa revelar
similaridades de padrões de assinaturas que permitam
concluir com determinado grau de confiabilidade a
causa da vibração.
18. Embasamento teórico
Conceitos
Forma de onda Periódica
Período, T
Comprimento de onda, lambda
Intervalo de tempo entre repetições sucessivas de uma forma de onda
periódica (s)
Intervalo de medida entre pontos homólogos de forma de onda
periódica (m)
Forma de onda que se repete após um
certo intervalo de tempo constante.
Amplitude
Valor máximo de uma forma de onda
em relação ao valor médio
Ciclo
Parte de uma forma de onda contida em um intervalo de tempo igual a
um período.
19. Embasamento teórico
Conceitos
Velocidade ângular ou frequência angular, omega
Frequência, f
Frequencia natural, fn
Ciclos por segundo ou o inverso do período, (Hz)
Parte de uma forma de onda contida em um intervalo de tempo igual a
um período.
Velocidade angular do vetor que gera uma função periódica.
Fase, inserir símbolo
Valor do deslocamento em graus
Fenômeno que ocorre quando a frequência das forças externas
periódicas coincide com, ou, no mínimo se aproxima da frequência
natural do sistema.
Ressonância
20. Embasamento teórico
Conceitos
Movimento harmônico simples MHS
É o movimento oscilatório ocorrido quando a aceleração e a força resultante
são proporcionais e opõem ao deslocamento.
Representação vetorial do movimento harmonico
O Movimento harmonico pode ser representado convenientemente por meio
de um vetor de magnitude A. A projeção da extremidade do vetor
sobre o eixo vertical pode ser dada como:
E sua projeção sobre o eixo horizontal por:
OP
OP
OPX
22. Embasamento teórico
Conceitos
Representação vetorial do movimento harmonico por números complexos
A representação vetorial do movimento harmonico requer a representação de
ambos os components, vertical e horizontal. Qualquer vetor X no plano xy
pode ser representado como um número complexo:
Os componentes a e b são denominados as partes real e imaginária do vetor X.
Se A denota o modulo ou valor absoluto do vetor X e phi representa o
argumento ou o ângulo entre o vetor e o eixo x, então X também pode ser
expresso como:
Com:
e
23. Embasamento teórico
Conceitos
Função Periódica Discreta
Os dados medidos tem um número finito de mensurandos n tomados em
intervalos discretos por isso deve ser descrito como a soma de funções
periódicas discretas.
Qualquer função pode ser descrita como a soma de outras funções
periódicas com diferentes comprimentos de onda (domínio do espaço) ou
períodos (domínio do tempo).
26. Embasamento teórico
Conceitos
Transformada Discreta de Fourier e Transformada Rápida de Fourier.
FFT
T [s], ∆t=T/n
n amostras
Matriz da amostra de
formas de ondas periódicas
no domínio do tempo
Matriz da amostra do
espectro no domínio da
frequência
n tem que ser uma
potência de 2
Bb , Hz
n amostras
valores reais
valores complexos
Magnitude e fases
n: 0,1,2,3,....................., n-1
t: 0,2.∆t, 3. ∆t,..............,((n-1)/n). T
n/T ou 1/∆t
Frequência das amostras, fs
Bidirectional Bandwidth=fs
fmax=fs/2 ou Bd/2
k: 1,2,3,........................, n-1
f: 0, ∆f,,..............,((n-1)/n).fs
n= index k= index da frequência
29. Metodologia
Sistema de medição
o Hardware (Acelerometro+arduino)
o Sofware (arduino+Matlab)
o Calibração
o Acoplamentos (design carenagem)
30. Metodologia
Procedimento de medição
o Definição das falhas
o Definição dos CPs
o Definição dos parâmetros de controle
o Tamanho da amostra
o Formulário de registro dos resultados
31. Metodologia
Corpo de prova
o Definição do CP
o Detalhamento técnico
o Fabricação
o Controle dimensional
o Databook
33. Metodologia
Análise dos resultados
o Obtenção das medições de vibração do thruster
o Comparação das assinaturas
o Geração de sobreposição das assinaturas para
publcação
37. Embasamento teórico
Nelson,E.W. Et all. Engenharia mecânica: Dinâmica. Porto Alegre: Bookman,
2013.(Coleção Schaum)
Balachandran, B. Vibrações Mecânicas. São Paulo: Cengage Learning, 2011.
Bhave, S. Mechanical Vibrations: Theory and Practice. Pearson India, 2010.
Hanselman,D. Littlefield, B. Matlab 6: curso completo. São Paulo: Prentice Hall,
2003.
Hibbeler, R.C. Resistência dos Materiais. 7.ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall,
2010.
Wilson, J.S et all. Test and Measurement: Know It All. Newnes, 2008
ABNT NBR 15928:2011, Ensaios não destrutivos – Análise de vibrações –
Terminologia
PN 58:000.03-003 Ensaios não destrutivos - Análise de vibrações - Medição e
avaliação da vibração mecânica de eixo em máquina rotativa
38. Embasamento teórico
RAO, Singiresu S. Vibrações Mecânicas. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008.
NORTON, R.L. Projeto de Máquinas: uma abordagem integrada. 4ed. Porto
Alegre: Bookman,2013
ABNT NBR 10273:2013, Ensaios não destrutivos - Análise de vibrações -
Requisitos para instrumentos de medição de severidade de vibração de
máquinas
The Arduino IDE Software. Versão 1.6.5-r5. Arduino opensource, 2015.
Disponível em: < https://www.arduino.cc/en/Main/Software >.
Notas do Editor
A magnitude e a fase são dois parametros livres que nesta formulação não estão linearmente relacionados.
Utilizando a propriedade trigonometrica Asin(a-b)=cosa.cosb+sina.sinb