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Técnicas para estimativa de FRFS angulares em análise modal experimental com aplicações a estruturas do tipo viga ; Techniques for the estimation of angular FRFs in modal testing with applications to beam type structures
#aceleração angular#análise modal experimental#angular acceleration#angular FRF#bloco-T#diferenças finitas#experimental modal analysis#finite differences#FRF angular#graus de liberdade de rotação#rotational degrees of freedom
Este trabalho realiza uma investigação sobre técnicas experimentais para a determinação de Funções de Resposta em Freqüência (FRFs) angulares com aplicações em estruturas do tipo viga. Estas FRFs são definidas considerando-se como variável de saída o movimento angular (deslocamento, velocidade ou aceleração) exibido pela estrutura sob estudo quando a mesma é excitada por uma força linear ou um momento puro. Dada a grande dificuldade em se aplicar um momento puro à estrutura sob estudo, este trabalho utiliza como forma de excitação apenas esforços lineares que podem ser aplicados através de técnicas usuais de excitação em análise modal, tais como o excitador eletrodinâmico e o martelo impulsivo. Portanto as FRFs obtidas descrevem relações de saída e entrada do tipo Angular/Linear. Uma das técnicas utilizadas na determinação das FRFs angulares consiste na excitação de uma estrutura com um excitador eletrodinâmico e utilização de um corpo rígido na forma de um bloco T que é montado sobre a estrutura sob estudo. Dois acelerômetros lineares devem ser montados sobre o bloco T e a partir das duas acelerações lineares medidas buscam-se estimar um sinal proporcional à aceleração angular da estrutura no ponto de conexão. Outra técnica utiliza uma formulação via diferenças finitas...
Sistemas concentrados e distribuídos através da análise modal adjunta
Copetti, Rosemaira Dalcin
#Análise modal#Mecanica dos solidos#Sistemas dinâmicos
Este estudo visou a utilização direta da análise modal adjunta em sistemas não-clásicos de natureza concentrada e distribuída, explorando o conceitos de biortogonalidade modal e da resposta impulso evolutiva e estacionária. Discutiu-se a natureza do espectro para diversas classes de sistemas, em particular para sistemas com efeitos giroscópicos e com atrito interno. A teoria foi desenvolvida de maneira paralela para sistemas de primeira ordem e de segunda ordem, porém é apresentada de maneira independente, ou seja, para os sistemas de segunda ordem não é utilizada a formulação de espaço de estado, a qual reduz o sistema para primeira ordem. Assim, as relações de biortogonalidade para sistemas de segunda ordem são apresentadas e utilizadas de maneira direta na expansão modal da resposta dos sistemas. A forma dos modos de vibração em variadas aplicações é determinada de maneira exata com o uso da base dinâmica gerada pela resposta impulso espacial. No cálculo dos autovalores foi introduzida uma aproximação polinomial para a resposta impulso espacial Os coeficientes dessa aproximação foram obtidos por recursão, a partir de uma equação em diferenças associada à equação característica do problema modal. Simulações numéricas foram realizadas para obter a resposta impulso evolutiva...
Amorim, Estelio da Silva
#Metodos de continuação#Analise modal#Estabilidade de tensão#Potência reativa - Redução das perdas#Modal analysis
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS; O objetivo do trabalho proposto é o de apresentar aplicações práticas da técnica de análise modal na avaliação da estabilidade de tensão e à redução da perda total de potência reativa na transmissão. A análise modal tem demonstrado ser uma ferramenta de análise estática muito útil que pode ser utilizada para identificar áreas propensas à instabilidade de tensão. Seus resultados são usados para identificar as medidas de reforço mais adequadas para aumentar a margem de estabilidade de tensão de sistemas elétricos de potência. A melhor localização para a instalação de compensação reativa shunt e série é determinada baseada nos fatores de participação de barra e de ramos, respectivamente. Outros objetivos deste trabalho são os de apresentar uma metodologia alternativa para a alocação de bancos de capacitores shunt, e o efeito da compensação de bancos de capacitores série na margem de carregamento. Os objetivos são à redução da perda total de potência reativa na transmissão e o aumento na margem de carregamento do sistema. Os valores dos montantes de compensação reativa shunt a serem alocados são determinados com base nas curvas de perda total de potência reativa na transmissão versus magnitude de tensão da barra. No caso da compensação série...
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xv, 104 f. : il.
#Mecanica dos solidos#Analise modal#Decomposição no domínio da frequência (DDF)#Solid mechanics#Modal analysis#Frequency domain decomposition (FDD)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS; O presente trabalho propõe o estudo e implementação de uma metodologia para a estimação dos parâmetros modais de estruturas utilizando uma técnica de identificação baseada apenas na resposta do modelo, denominada Decomposição no Domínio da Freqüência (DDF). Para tal são abordados os conceitos básicos envolvidos na análise modal, análise modal baseada apenas na resposta e métodos de identificação. A formulação do algoritmo é baseada na decomposição da matriz densidade espectral de potência utilizando a técnica da decomposição em valores singulares (SVD). A decomposição da matriz densidade espectral nas linhas de freqüências correspondentes aos picos de amplitude, permite a estimativa dos modos de vibrar do sistema. Tem-se ainda que, o primeiro vetor singular obtido com a decomposição da matriz densidade espectral, para cada linha de freqüência, na região em torno do modo, contém as respectivas informações daquele modo e o correspondente valor singular leva a uma estimativa da função densidade espectral de um sistema de um grau de liberdade (1GL) equivalente. Neste caso, a matriz densidade espectral de saída é decomposta em um conjunto de sistemas de 1 grau de liberdade. Posteriormente...
Analise da estabilidade de tensão e areas criticas da rede eletrica do Estado de São Paulo; Assessment of voltage stability critical areas of São Paulo State transmission network
#Sistema de energia eletrica - Estabilidade#Analise modal#Sistemas de energia eletrica#Energia eletrica - Transmissão#Electric power systems#Electric power systems stability#Modal analysis
O objetivo desta dissertação é investigar o grau de segurança da rede elétrica do Estado de São Paulo em relação ao risco da ocorrência de colapso de tensão. São considerados no estudo um número significativo de casos base (N-0) e casos com contingências simples (N-1). Métodos baseados no cálculo de curvas PV são utilizados para a avaliação das margens de estabilidade dos diferentes cenários de operação. No entanto, estes métodos não propiciam a identificação de barras ou áreas críticas do sistema do ponto de vista da estabilidade de tensão, as quais representam as melhores opções para a aplicação de medidas de reforço e/ou corretivas contra o problema de instabilidade. A técnica de análise modal é aplicada para a identificação de áreas críticas em relação à estabilidade de tensão, permitindo capturar as regiões da rede elétrica do Estado de São Paulo que requerem maior atenção. Utilizando a metodologia de análise modal foi ainda possível verificar a abrangência das contingências capturadas através do método da curva PV, possibilitando mensurar o impacto de cadacontingência como local, de área ou sistêmico. Os resultados desta pesquisa permitem concluir que a malha principal do Estado é redundante...
Uma formulação analitica alternativa para a analise modal da estabilidade de tensão em sistemas de energia eletrica
#Sistemas de energia eletrica - Estabilidade#Colapso (Eletricidade)#Analise modal
Neste trabalho é apresentado um modelo alternativo para o estudo da estabilidade de tensão via análise modal. O modelo proposto é baseado em sensibilidades de potência, utilizadas para estabelecer o balanço dinâmico de potência em cada barra do sistema. O jacobiano do fluxo de potência fica preservado como uma submatriz da matriz jacobina do sistema dinâmico. Desta maneira, comparações entre as análises dinâmica e estática do problema podem ser efetuadas. Várias simulações são realizadas em três sistemas, para diferentes modelos para os geradores e cargas. Os resultados obtidos demonstram a importância da modelagem desses dispositivos nos estudos de estabilidade de tensão; : This work presents an alternative model for voltage stability studies by modal analysis. The proposed model is based on powder sensitivities, used to stablish the dynamic power balance conditions at the network buses. An important characteristic of this model relies on the preservation of the system?s structure. The load flow jacobian is preserved as a submatrix of the system synamic jacobian matrix. Therefore, it is possible to compare the dynamic and static approaches of the problem. Test results on three systems examples for different generator and load models are presented. If has been concluded that the generator and load modeling play an important role on voltage stability studies
Identificação de parametros modais de estruturas e maquinas rotativas atraves da filtragem adaptativa; Modal parameter identification of structures and rotating machine by adaptative filter
#Estimativa de parametro#Analise modal#Rotores#Filtros adaptativos#Parameter identification#Modal analysis#Rotor#Adaptative filter
Este trabalho consiste na investigação de algoritmos da filtragem adaptativa utilizados no contexto da identificação de parâmetros. Apesar de ainda ser uma técnica pouco explorada na engenharia mecânica, os algoritmos adaptativos, com destaque para o método dos mínimos quadrados recursivo e mínimos quadrados com decomposição QR, podem ser implementados na prática com base na equação diferencial de segunda ordem para a caracterização dos parâmetros modais. A partir dessa colocação, esse estudo tem como objetivo compreender como se dá a dinâmica de estruturas e máquinas rotativas. Muitas vezes, ao se executar uma análise em campo, depara-se com a situação em que as máquinas da planta não podem ter seu funcionamento interrompido. Dessa forma, ao realizar medições nestes equipamentos ou nas estruturas ao redor, adquirem-se também componentes de vibrações desconhecidas provenientes da operação destas máquinas. Nesse sentido, a metodologia desenvolvida apresenta contribuição em duas áreas distintas. Primeiramente, ela permite realizar a análise modal experimental de estruturas mesmo com a presença de excitação harmônica desconhecida nas medições, necessitando, para isto, apenas conhecer a freqüência instantânea da harmônica. Na visão da dinâmica de rotores...
Análise modal aplicada à estabilidade de tensão com a inclusão de modelos dinâmicos de cargas
Lerm, Andre Arthur Perleberg
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 126f.| il
#Sistemas eletricos de potencia#Analise modal#Autoclaves#Matrizes (Matemática)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1995.; Este trabalho aborda a estabilidade de tensão através da metodologia dinâmica, baseada na análise modal da matriz de estados do sistema. A análise dos autovalores da matriz de estados permite avaliar a condição de operação dinâmica estável, ou não, do sistema, sob condições estipuladas. O uso dos fatores de participação, por sua vez, permite a identificação das variáveis de estado com maior influência nos possíveis modos instáveis. O trabalho indica um índice de estabilidade medido em termos da demanda máxima que pode ser acrescentada ao sistema sem que este saia da condição de operação estável. A maior contribuição desta dissertação encontra-se na inclusão do comportamento dinâmico da carga, inédita neste tipo de abordagem. Apresenta os modelos de carga, entre estáticos e dinâmicos, que segundo o autor, são os mais importantes dentre os apresentados na literatura. Efetua várias simulações em dois diferentes sistemas, envolvendo diversos modelos de carga. Os resultados obtidos ressaltam a importância de uma modelagem realista da carga nos estudos de estabilidade de tensão. Através destes, ainda, a análise modal demonstra ser um método eficiente na determinação da estabilidade dinâmica de tensão em um sistema elétrico de potência.
Santos, Josué Taveiro
#Análise modal#Máquinas - manutenção e reparos#Dinâmica das máquinas
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2007.; Trata-se aqui de um trabalho eminentemente experimental levado a cabo com o objetivo de melhor compreender o comportamento dinâmico de um eixo rotativo trincado. A melhor compreensão da influencia da presença de uma trinca no comportamento dinâmico do eixo rotativo permitiria o desenvolvimento de procedimentos para identificação de trincas em eixos de rotores para fins de manutenção preditiva. Foi feita a análise modal experimental de um eixo circular com um entalhe transversal de pequenas dimensões simulando a presença de uma trinca transversal. Os ensaios foram realizados para diferentes ângulos e posicionamento da trinca de modo a se avaliar a variação das freqüências naturais de vibração e a forma das respectivas Funções de Resposta em Freqüência com o objetivo de identificar alguma tendência comportamental que permitisse o estabelecimento de padrões para uso em procedimentos de manutenção preditiva. Apresentam-se, além de uma revisão bibliográfica sobre as técnicas de identificação de trincas em eixos rotativos e de um levantamento do estado da arte das pesquisas nessa área...
Estudo e aperfeiçoamento de técnicas experimentais para análise modal vibroacústica em baixas freqüências; Vibroacoustic modal testing of automobile interior including structural modifications
Publicado em 28/05/2003 PT
#Análise modal#Cavidade#Cavity#Fluid-structure interaction#Interação fluido-estrutura#Modal analysis#Vibroacoustic#Vibroacústica
A interação entre as ondas vibratórias geradas pela resposta estrutural de uma placa e os modos acústicos de uma cavidade, que é uma das principais fontes de ruído no interior de cabines de automóveis, é estudada empregando técnicas computacionais e experimentais. Para investigar este fenômeno foi construído um protótipo que consiste de uma cavidade feita de acrílico que simula o interior de um veículo. O teto deste modelo pode ser substituído por uma placa de alumínio flexível, para que se possa gerar efeitos de acoplamento entre o campo acústico e a resposta estrutural. Inicialmente, foi feito um estudo analítico do modelo, empregando-se técnicas de elementos finitos com o objetivo de extrair as freqüências naturais e modos vibroacústicos em uma faixa de freqüência abaixo de 300 Hz, em dois casos diferentes: com e sem a presença de assentos dentro da cavidade. Depois disso, o modelo foi submetido a vários testes experimentais, para se obterem as funções de resposta em freqüência, as freqüências naturais vibroacústicas e os modos acústicos e estruturais, usando excitação acústica e estrutural e empregando métodos padrões de análise modal. Para fins de comparação, as FRF's vibroacústicas foram obtidas de duas maneiras diferentes: com excitação estrutural e resposta acústica e com excitação acústica e resposta estrutural. As freqüências naturais e os modos vibroacústicos foram medidos usando excitação acústica e estrutural. Neste caso...
Publicado em 10/07/2000 PT
#Rotores - Dinamica#Analise modal
A aplicação dos conceitos da análise modal em máquinas rotativas apresenta grandes dificuldades de ordem prática devido às características dinâmicas, construtivas e operacionais específicas deste tipo de sistema. A formulação tradicional de análise modal, normalmente aplicada a estruturas estacionárias, não leva em conta uma importante característica das máquinas rotativas que é a existência de modos de precessão direta e retrógrada. Este trabalho analisa as particularidades da análise modal de máquinas rotativas e apresenta a formulação da análise modal complexa. Esta ferramenta de modelagem e análise de estruturas girantes baseia-se na utilização das coordenadas complexas para descrever o comportamento dinâmico do rotor. Através da decomposição de cada modo do sistema em dois sub-modos, um direto e um retrógrado, consegue-se identificar, com clareza, a forma da órbita e a direção com que cada estação do rotor descreve o seu movimento de precessão em tomo da linha que une os mancais (posição não deformada do eixo). Outra importante ferramenta tratada neste trabalho é a Função de Resposta em Freqüência direcional (dFRF). Estas funções relacionam as componentes diretas e retrógradas dos sinais de excitação e resposta e permitem separar os modos de precessão diretas e retrógradas em diferentes dFRFs. Desenvolvem-se as expressões dos estimadores das dFRFs para o caso de excitações unidirecional...