Validação estrutural de um atuador de freio pneumático usando método para cálculo de vida em fadiga de alto ciclo
No campo da integridade estrutural, a precisão do julgamento de engenharia é limitada pela forma como as cargas são avaliadas, os modelos matemáticos são construídos e as respostas materiais são idealizadas. Em vibração aleatória, as cargas são melhor descritas em termos de PSDs (Power Spectrum Dens...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2020 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:www.lume.ufrgs.br:10183/218216 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10183/218216 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Fadiga (Engenharia) Freios Elementos finitos Vibração Structural calculus Fatigue life prediction Vibrations Modal and harmonic analysis Finite element method Pneumatic actuator Shaker experimental tests |
| Sumario: | No campo da integridade estrutural, a precisão do julgamento de engenharia é limitada pela forma como as cargas são avaliadas, os modelos matemáticos são construídos e as respostas materiais são idealizadas. Em vibração aleatória, as cargas são melhor descritas em termos de PSDs (Power Spectrum Density) da variável que excita o sistema, enquanto que se as cargas são determinísticas, as abordagens baseadas no domínio do tempo são geralmente preferidas. Como o Método dos Elementos Finitos (MEF) já é consolidado como uma das ferramentas mais populares para a modelagem de materiais, na dinâmica estrutural as análises modal e harmônica são o ponto de partida para estudar as propriedades do sistema e derivar funções de transferência (FRF). As funções de transferência são fundamentais para avaliar os momentos espectrais de PSD de tensão ou deformação e construir funções de densidade de probabilidade (PDF) para avaliar danos. O método de Dirlik tem sido muito bem-sucedido na modelagem de processos de banda estreita e de banda larga. Pesquisas recentes têm se esforçado para resolver tensão residual no domínio da frequência e cobrir as lacunas na abordagem de Dirlik, como Tovo e Benasciutti, método usado nesta tese. Um estudo de caso é apresentado onde uma Câmara de Freio foi analisada, onde o objetivo é ter um método numérico de validação estrutural de durabilidade baseado em um procedimento experimental. A câmara de freio tem ambas as funções de um atuador pneumático de freio e freio de estacionamento, portanto, desempenhando um papel vital na segurança. Os resultados numéricos são comparados com testes de laboratório e de campo, onde teve-se um erro em vida de 43%, justificável pelas inúmeras complexidades do modelo numérico. Os erros numéricos experimentais da análise modal, ficaram com 0%, 4% e -8%, respectivamente, em relação ao teste experimental em shaker. |
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