Identificação de forças de excitação em sistemas rotativos utilizando funções ortogonais - Oliveira, Marcos Vinicius Alves de [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2013)
Rotating machines are composed by several components which acts together causing a variety of phenomena. Undesirable phenomena as unexpected stops and failures can produce damage, this facts make engineers worry about the development of new techniques on structural health monitoring (SHM) of the whole set of components. In order to avoid severe damage, a constant monitoring of machines is usually employed. One of the new approaches on (SHM) is the identification of parameters and excitation forces. With the knowledge of the excitation forces in a rotating machine, it is possible to estimate the effort alterations caused by lack of lubrication, wear and geometrical variations in the system. In this dissertation the Fourier series and Legendre polynomials identification of parameters methods, based on orthogonal functions are used in rotating systems. These systems are discretized in beam elements in which each node have four degree of freedom: two displacements and two rotations. Force identification from this kind of orthogonal functions begins with the construction of an operational matrix for the integration of vectors from orthogonal bases, which enables a conversion of the set of key differential equations of the system by a set of algebraic equations; and then the to obtain the unknown excitation forces

Uma máquina rotativa é composta por inúmeros componentes interconectados, que atuam em conjunto e a influência mútua ocasiona uma enorme variedade de fenômenos durante seu funcionamento. Fenômenos indesejados como falhas, ou paradas inesperadas, podem ocasionar um transtorno enorme, fazendo com que se eleve a preocupação em manter esse conjunto imune de problemas. Uma das soluções para evitar tais problemas, é o monitoramento constante de máquinas para que se ocorrer alguma anomalia, possam ser tomadas decisões necessárias para que não ocorra um dano mais grave. Com isso, há a preocupação no desenvolvimento de novas técnicas de detecção e localização de falhas, onde uma delas seria a identificação de parâmetros e forças de excitação. Com o conhecimento das forças atuantes, podem-se avaliar as alterações dos esforços devido à falta de lubrificação, desgastes e variações dimensionais e/ ou geométricas dos componentes mecânicos do sistema. Neste trabalho, aplicam-se as metodologias de identificação de parâmetros através das funções ortogonais das séries de Fourier e dos Polinômios de Legendre, e o Método de discretização por elementos finitos em sistemas rotativos. Para o sistema analisado neste trabalho são utilizados elementos de viga com quatro graus de liberdade por nó, dois deslocamentos e duas rotações. Os processos de identificação, a partir destes tipos de funções ortogonais, começam com a construção de uma matriz operacional para a integração de vetores de bases ortogonais, o que permite a conversão de um conjunto de equações diferenciais em um conjunto de equações algébricas e, consequentemente, à obtenção das forças de excitação desconhecidas
Keywords: Localização de falhas (Engenharia); Maquinas - Monitoração; Fourier, Séries de; Fourier series