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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Modelo de força de contato de linha sob lubrificação elastohidrodinâmica aplicada a mancais de rolamentos radiais de rolo
Title Alternative: Line contact force model under elastohydrodynamic lubrication applied to radial roller bearings
Author: Tsuha, Natália Akemi Hoshikawa, 1990-
Advisor: Cavalca, Kátia Lucchesi, 1963-
Abstract: Resumo: Esse trabalho tem como objetivo propor um novo modelo de força de contato de linha sujeito à lubrificação elastohidrodinâmica (EHD) e sua aplicação a mancais de rolamento. O modelo reduzido de força de contato EHD em função de parâmetros de rigidez e amortecimento tem como principal vantagem inserir os efeitos do filme de óleo nos sistemas de forma a tornar mais realístico o modelo estudado. No que diz respeito ao rolamento, o contato entre os elementos do mancal afeta significativamente seu equilíbrio de forças e no seu comportamento dinâmico, consequentemente, a resposta do sistema rotativo no qual está inserido. O sistema de equações EHD foi solucionado numericamente usando métodos multiníveis tanto para o contato de linha infinito quanto finito. O modelo proposto de força de contato é baseado nos termos de força restitutiva e força dissipativa. A força restitutiva do contato de linha EHD é calculada por meio de uma relação explícita de força-deslocamento e dois parâmetros independentes (rigidez e uma constante de separação de superfícies). O termo de força dissipativo do contato é baseado em um amortecimento linear viscoso, o qual é estimado usando o princípio da conservação da energia para o problema em regime transiente. A partir dos parâmetros do modelo reduzido de força do contato, obtêm-se as forças do mancal de rolamento radial. Foram objeto de estudo dois modelos comerciais de rolamento: mancal com elementos de agulha e mancal com rolos cilíndricos. A validação do modelo foi feita em uma bancada de testes experimentais de dinâmica de rotores. Foi feito um estudo das respostas, numérica e experimental, no domínio da frequência por meio de função de resposta em frequência (FRF). No domínio do tempo, foram monitoradas as órbitas nos sensores de posição e foi feita a comparação entre as transformadas discretas de Fourier (DFTs) das amplitudes dos deslocamentos teórico e experimental

Abstract: This work aims to propose a new line contact force model under elastohydrodynamic (EHD) lubrication and its application to rolling bearings. The reduced model of EHD contact force in function of stiffness and damping parameters has the main advantage of inserting the effects of the oil film into systems in order to make the model more realistic. As far as bearing are concerned, the contact between the bearing elements significantly affects its force equilibrium and its dynamic behavior and, consequently, the response of the rotating system in which it is inserted. The system of EHD equations was numerically solved using multilevel methods for both infinite and finite line contact. The proposed model of contact force is based on the terms of restitutive force and dissipative force. The restitutive force of the EHD line contact is calculated by an explicit force-displacement relationship and two independent parameters (stiffness and a surface separation constant). The dissipative contact force term is based on a linear viscous damping, which is estimated using the principle of conservation of energy for the transient problem. From the parameters of the reduced model of the contact force, the forces of the rolling radial bearing are obtained. Two commercial bearing models were studied: needle rolling element bearing and cylindrical roller bearing. The validation of the model was evaluated in experimental test bench of rotor dynamics. A numerical and experimental study of the frequency domain using frequency response function (FRF) was evaluated. In the time domain, the orbits of the proximity sensors were monitored and the discrete Fourier transforms (DFTs) of the amplitudes of the theoretical and experimental displacements were compared
Subject: Rolamento de rolos
Mancais
Lubrificação
Rotores - Dinâmica
Mecânica do contato
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: TSUHA, Natália Akemi Hoshikawa. Modelo de força de contato de linha sob lubrificação elastohidrodinâmica aplicada a mancais de rolamentos radiais de rolo. 2019. 1 recurso online (143 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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