Estudo do amortecimento em juntas parafusadas devido a utilização de sensores de borracha

Abstract

O presente trabalho investigou a influência da adição de sensores piezoresistivos, desenvolvidos a partir de borracha natural implementada com nanopartículas de negro de fumo e nanotubos de carbono, no comportamento dinâmico de uma viga engastada-livre com juntas parafusadas. O objetivo central foi avaliar se a inserção desses sensores pode contribuir para o aumento do amortecimento estrutural, além de seu uso tradicional no monitoramento de torque. Foram realizados ensaios de impacto para diferentes configurações de quantidade de sensores (0 a 3 unidades) e níveis de torque (1 a 4Nm), com análise das funções de resposta em frequência (FRFs) e cálculo do fator de amortecimento pelo método da banda de meia potência. Os resultados mostraram que, embora algumas configurações tenham apresentado aumento no fator de amortecimento, não foi possível estabelecer uma correlação consistente entre o número de sensores, o torque aplicado e o comportamento vibracional do sistema. O estudo concluiu que são necessárias análises adicionais, com variação de condições experimentais e expansão da base de dados, para se confirmar a efetividade dos sensores como elementos amortecedores em juntas estruturais.

The present work investigated the influence of adding piezoresistive sensors, developed from natural rubber implemented with carbon black nanoparticles and carbon nanotubes, on the dynamic behavior of a cantilever beam with bolted joints. The main objective was to evaluate whether the insertion of these sensors could contribute to the increase in structural damping, in addition to their traditional use in torque monitoring. Impact tests were carried out for different configurations of sensor quantity (0 to 3 units) and torque levels (1 to 4 Nm), with analysis of frequency response functions (FRFs) and calculation of the damping factor using the half-power bandwidth method. The results showed that, although some configurations exhibited an increase in the damping factor, it was not possible to establish a consistent correlation between the number of sensors, the applied torque, and the vibrational behavior of the system. The study concluded that further analyses are necessary, involving variations in experimental conditions and an expanded data set, in order to confirm the effectiveness of the sensors as damping elements in structural joints.