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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: FSW process monitoring employing the spectrogram of the spindle forces and torque signal for AA5052-H32 alloy = Monitoramento do processo FSW empregando espectrogramas para os sinais das forças e do torque da ferramenta para a liga AA5052-H32
Title Alternative: Monitoramento do processo FSW empregando espectrogramas para os sinais das forças e do torque da ferramenta para a liga AA5052-H32
Author: Chamorro Coneo, Ramiro Jose, 1983-
Advisor: Serpa, Alberto Luiz, 1967-
Abstract: Resumo: Este trabalho procura identificar imperfeções durante um processo de soldagem por fricção (FSW) usando o espectrograma da Transformada de Fourier de Curto Tempo (STFT) dos sinais da forças da ferramenta e do torque da ferramenta. Esta técnica foi considerada também uma fonte de informação sobre a estabilidade da soldagem durante o processo, especialmente levando em consideração as forças transversais e laterais. Considerando a importância das forças da ferramenta e do torque da ferramenta, um experimento foi executado usando duas chapas AA5052-H32 de ligas alumínio em uma soldagem de topo. O experimento considerou a variação dos três parâmetros operacionais: velocidade de rotação, velocidade transversal e profundidade de penetração. As respostas foram analisadas utilizando os espectrogramas dos sinais e uma análise estatística que mostra os parâmetros operacionais de influência sobre as ocorrências de falhas usando a técnica STFT. O espectrograma foi capaz de reconhecer o instante em que as falhas ocorreram em uma janela de 2 segundos a 100 Hz da taxa de amostragem. Os resultados mostram que não só as forças laterais e transversais possuem informações relevantes no espectro, mas também a força axial e o torque podem contribuir para o reconhecimento de imperfeções. No entanto, analisando o espectro de um único sinal, as falhas podem não ser detectadas. Usando os padrão dos espectogramas, um sistema de lógica difusa foi projetado para indicar a maior probabilidade de falha

Abstract: This research aims to detect voids and cavities defects during a friction stir welding process using the Short Time Fourier Transform (STFT) spectrogram of the tool forces and the spindle torque signals. This technique was considered also a source of information on the welding stability during the process, especially taking into account the traverse and lateral forces. Considering the importance of the tool forces and the spindle torque during the process, an experiment was run by welding two aluminum AA5052-H32 plates nearly in parallel position and not overlapped (butt welding). The experiment considered the variation of the three operational parameters: rotation speed, traverse speed, and penetration depth. The responses were analyzed using the spectrograms of the signals and a statistical analysis showing the influence of the operational parameters over the fault occurrences using the STFT. The spectrogram was able to recognize the instant when the discontinuities occurred in a window of 2 seconds at 100 Hz of the sample rate. The results show that not only the lateral and traverse forces have relevant information in the spectrum, but also the axial force and the spindle torque can contribute for the recognition of imperfections. However, analyzing the spectrum of one single signal, faults may be undetected. A fuzzy logic system was designed to show the major fault probability using the spectogram pattern
Subject: Soldagem
Fourier, Transformadas de
Análise espectral
Lógica fuzzy
Soldadura por fricção
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: CHAMORRO CONEO, Ramiro Jose. FSW process monitoring employing the spectrogram of the spindle forces and torque signal for AA5052-H32 alloy = Monitoramento do processo FSW empregando espectrogramas para os sinais das forças e do torque da ferramenta para a liga AA5052-H32. 2017. 1 recurso online (154 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/331317>. Acesso em: 3 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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