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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Análise modal operacional aplicada a máquinas rotativas
Title Alternative: Operational modal analysis applied to rotating machinery
Author: Storti, Gustavo Chaves, 1995-
Advisor: Machado, Tiago Henrique, 1986-
Abstract: Resumo: Este trabalho tem como objetivo investigar o uso de técnicas convencionais de Análise Modal Operacional (OMA) na identificação de parâmetros modais de um sistema rotativo suportado tanto por mancais de rolos cilíndricos quanto por mancais hidrodinâmicos. Ao usar o OMA para o processo de identificação do sistema, os parâmetros modais refletem o comportamento operacional da estrutura com todos os componentes montados. Por esse motivo, OMA tem sido amplamente aplicado em diversas frentes e os esforços para expandir a aplicabilidade dos métodos de análise modal, baseados apenas na resposta, a estruturas dinâmicas mostraram um forte crescimento na última década. Especialmente com o avanço das técnicas de monitoramento e prevenção de falhas e a popularização de métodos de fabricação inteligentes, na revolução conhecida como Indústria 4.0, o uso de OMA em máquinas rotativas se tornou essencial. A aplicação do OMA é particularmente desafiadora nesses sistemas devido às condições operacionais inerentes, principalmente no que diz respeito à presença de forças harmônicas, modos pouco espaçados e amortecimento não proporcional devido aos rolamentos, por exemplo. Além disso, os mancais podem inserir outras características dinâmicas intrínsecas que podem afetar diretamente a identificação dos fatores modais a partir dos algoritmos escolhidos. Os resultados apresentados aqui mostraram que métodos convencionais de OMA, como Decomposição de Domínio de Frequência Aprimorada (EFDD) e Identificação de Subespaço Estocástico (SSI-data), podem ser adequados para a identificação de parâmetros modais de um rotor em bancada suportado tanto por mancais de rolamentos e mancais hidrodinâmicos. Diferentes condições de teste foram estudadas para analisar os efeitos produzidos na identificação do OMA. Quando comparada com a abordagem tradicional da Análise Modal Experimental (EMA), a metodologia usada durante o processo de OMA alcançou boa correspondência em relação aos parâmetros modais identificados, com destaque principalmente ao método SSI, que foi capaz de identificar todos os casos de modos pouco espaçados, por exemplo, tornando OMA um processo adequado e garantindo que essa metodologia seja considerada para a análise desse tipo de sistema, especialmente na análise de máquinas reais, o que certamente traria economia de tempo e dinheiro para a indústria

Abstract: The present work aims to investigate the use of conventional Operational Modal Analysis (OMA) techniques in the identification of modal parameters of a rotating system supported by both hydrodynamic and cylindrical roller bearings. When using OMA for the system identification process, modal parameters reflect the operating behavior of the structure with all components assembled. Because of that, OMA has been widely applied and efforts to expand the applicability of modal analysis methods, based solely on the response, to dynamic structures have shown strong growth over the past decade. Especially with the advancement of monitoring and fault prevention techniques and the popularization of intelligent manufacturing methods, within the revolution known as Industry 4.0, the use of OMA in rotating machines has become essential. The application of OMA is particularly challenging in these systems due to their inherent operating conditions, especially with regard to the presence of harmonic forces, closed-spaced modes and non-proportional damping due to the bearings. In fact, the bearings can insert other intrinsic dynamic characteristics that can directly affect the identification of the chosen algorithms. The results presented here showed that conventional OMA methods, such as Enhanced Frequency Domain Decomposition (EFDD) and Stochastic Subspace Identification (SSI-data), can be suitable for the identification of modal parameters of a testing rig rotor supported by both bearing and hydrodynamic bearings. Different testing conditions were studied in order to analyze the effects produced at OMA identification. When compared with traditional Experimental Modal Analysis (EMA) approach, the methodology used during the OMA process achieved good correlation regarding the identified modal parameters, making OMA a suitable process and ensuring that this methodology should be considered for the analysis of this type of system, especially on an in situ analysis for real machines, which would certainly bring time and money savings to industry
Subject: Rotores - Vibração
Análise modal
Identificação de sistemas
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: STORTI, Gustavo Chaves. Análise modal operacional aplicada a máquinas rotativas. 2020. 1 recurso online (137 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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