Modelagem da estrutura de suporte de máquinas rotativas horizontais

Resumo

Este plano de pesquisa consiste em completar o desenvolvimento de uma metodologia para análise dinâmica completa do comportamento mecânico vibracional da estrutura de suporte de máquinas rotativas horizontais, bem como analisar a interação rotor-estrutura de suporte em sistemas de grande porte. Tal interação ocorre através dos elementos de conexão, sejam estes mancais ou selos mecânicos de fluxo, os quais por sua vez, exigem projeto e representação matemática adequados, que permitam uma precisa simulação destes componentes mecânicos no modelo completo do sistema. Assim sendo, foram implementados modelos para a máquina em questão, mancais hidrodinâmicos, selos mecânicos de fluxo e, inicialmente, acoplamentos rígidos, bem como para a fundação ou estrutura de suporte, cuja interação será estudada através da análise teórica e experimental da resposta em frequência do sistema mecânico. Durante o mestrado, foram desenvolvidas, e implementadas computacionalmente, algumas técnicas para obtenção dos parâmetros modais de fundação (frequência própria, fator de amortecimento, modos próprios e massa modal generalizada), para o caso específico de máquinas rotativas horizontais, suportadas por estruturas compostas por vigas de concreto. Procedimentos clássicos da teoria de análise modal foram adotados, fornecendo alguns resultados altamente satisfatórios. É importante, porém, a verificação experimental destes resultados, através de uma bancada experimental, que permita a simulação em laboratório de casos diversos. Para tanto, foi projetada e construída uma bancada experimental para simulação de efeitos fundamentais da dinâmica de rotação e estruturas, visando a verificação dos resultados numéricos obtidos, bem como a calibração e, conseqüentemente, o ajuste dos modelos propostos para o sistema analisado. Este banco de provas deve atender, neste caso, a uma série de testes para ajuste do comportamento vibracional da estrutura de fundação flexível e, finalmente, da interação mecânica de todos estes subsistemas agrupados em um sistema completo. Os programas do pacote de análise dinâmica apresentam, no estágio atual, a estrutura básica para a análise proposta, permitindo a modelagem de um sistema completo rotor-mancais e/ou selos de fluxo, apoiados em estrutura rígida. Portanto, um dos objetivos principais desta proposta de tema para Doutorado, é a estruturação de uma metodologia de cálculo para a estrutura de suporte e sua integração num sistema completo, como elemento flexível, além de adequada verificação experimental. (AU)