Subestruturação dinâmica experimental de fundações de máquinas rotativas
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Ano de publicação
2022
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Instituição
Universidade Estadual de Campinas
Resumo
A subestruturação dinâmica permite a análise dos subsistemas que compõem uma estrutura pois possibilita o acoplamento ou o desacoplamento de cada subsistema. No acoplamento, determina-se a resposta dinâmica dada pela interação entre as subestruturas apenas conhecendo o comportamento individual de cada uma. No desacoplamento, se extrai a resposta de um componente cuja caracterização de seus modos e influência na dinâmica global são de difícil determinação a partir da medição de sua resposta dinâmica individual. Conhecendo o comportamento do sistema completo e de sua configuração parcial, ou seja, sem o componente de interesse, determinam-se as características dinâmicas deste último.
Foi analisada a aplicabilidade da subestruturação em uma fundação de máquinas rotativas pertencente ao banco de testes experimentais do Laboratório de Máquinas Rotativas (LAMAR) da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM/UNICAMP). A fundação consiste em uma base metálica e em duas estruturas de suporte de mancais (pedestais) onde foram empregadas técnicas de desacoplamento e acoplamento. Associou-se ainda a análise modal experimental, o método dos mínimos quadrados para exponenciais complexas (LSCE) e a reconstituição das funções de resposta em frequência por parâmetros modais.
Quatro métodos de desacoplamento - Padrão, Interface Estendida, Superdeterminado e Interno - foram utilizados para o desacoplamento do pedestal da base na condição em que ambos se encontram acoplados e suspensos, isto é, não estão montados à bancada de ensaios. A investigação das respostas desacopladas considerou os resultados da análise modal realizada e a influência de parâmetros como a quantidade e a localização de nós de medição utilizados, a ordem de aproximação dos modelos e a localização do ponto de excitação.
Com o posterior acoplamento numérico de um e dois pedestais à base, tanto suspensa quanto montada à bancada, e a comparação dos resultados da subestruturação com os experimentais, constatou-se que o método Superdeterminado se caracteriza como o mais adequado ao processo. O acoplamento foi realizado com diferentes nós de conexão e verificou-se que apenas um ponto foi o suficiente. O trabalho mostrou, assim, as vantagens da subestruturação tendo em vista que diferentes configurações podem ser testadas sem a necessidade de realizar os testes experimentais para determinar o comportamento dinâmico de cada configuração.