Proposta de um modelo teórico-experimental para a interação rotor-mancais-estrutura

Resumo

O estudo de máquinas rotativas desperta o interesse de muitos pesquisadores da área de máquinas e estruturas, em vista da quantidade significativa de fenômenos típicos que ocorrem durante sua operação. Esse tipo de sistema rotativo representa a maior e mais importante classe de maquinário, utilizada nas mais diversas áreas da engenharia mecânica. Nesse contexto, a obtenção de um modelo robusto e eficiente para a análise de máquinas rotativas, especialmente em relação aos componentes de interface entre partes fixas e móveis, como se configuram as estruturas de fundação e os mancais hidrodinâmicos, representam o foco principal deste projeto de pesquisa. A estrutura fundação será analisada experimentalmente, e, através da análise modal das funções resposta em frequência (FRF) serão calculados seus parâmetros modais. Estes parâmetros serão refinados através métodos de otimização, uma vez que as técnicas de análise modal são suscetíveis a ruídos gerados nas medições experimentais da estrutura. O modelo modal da fundação será integrado ao sistema rotor-mancais através do método das coordenadas mistas, para o cálculo da resposta do sistema completo. Com relação aos mancais hidrodinâmicos, será utilizada uma abordagem numérica para o cálculo das forças hidrodinâmicas não lineares, através da solução da Equação de Reynolds. O procedimento para a solução numérica da Equação de Reynolds a ser utilizado neste projeto emprega o Método dos Volumes Finitos (FVM). Para a modelagem do rotor será utilizado o clássico Método dos Elementos Finitos. No processo de implementação e simulação dos modelos serão utilizados os softwares FORTRAN® e MATLAB®, softwares voltados para aplicações de mecânica computacional e engenharia assistida por computador. Os resultados obtidos com a modelagem proposta serão verificados experimentalmente em um banco de testes. (AU)