Active crack control approach applied to a horizontal rotating machine

Técnica de controle atívo para controle de trinca aplicado em uma máquina rotativa horizontal

dc.contributorCavalini Jr., Aldemir
dc.contributorhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do;jsessionid=60812FC2D29EA9C6258EF216993D53E3.buscatextual_4
dc.contributorCavalini Jr., Aldemir
dc.contributorRTwtsSWr9esLYNeldv6Tbs0Cx9cSCkZClv6ER8kDGNeDfmkOlDD4_C_qi17gee5R9F9TaudIfR_4JV8Amfbx0M3TXy8eelUigGDaDZmFkb5N3PRhyt9G8Wl
dc.contributorBarbosa, Jefferson
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dc.contributorLeão, Leandro
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dc.contributorDel Claro, Vergílio
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dc.creatorPereira, Iago Alves
dc.date2022-05-23T16:10:21Z
dc.date2022-05-23T16:10:21Z
dc.date2022-04-25
dc.date.accessioned2023-09-28T20:52:05Z
dc.date.available2023-09-28T20:52:05Z
dc.identifierPEREIRA, Iago Alves.Técnica de controle atívo para controle de trinca aplicado em uma máquina rotativa horizontal. 2022. 52 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, 2022.
dc.identifierhttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35071
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9059783
dc.descriptionThe present contribution proposes an active vibration control technique devoted to shafts with cracks aiming to minimize their propagation. The existence of a crack in rotating shafts can be characterized by $2X$ and $3X$ super-harmonic amplitudes in the vibration responses of the rotor, which can increase as the crack propagates along the shaft's cross-section. A proportional-integral-derivative (PID) control technique is applied to suppress the $2X$ and $3X$ vibration amplitudes of a cracked shaft, which is performed by using a band-pass filter applied to the vibration displacement responses measured in the rotor. Numerical and experimental results are obtained through a representative finite element (FE) model of a horizontal rotor. In this case, electromagnetic actuators (EMA) are used to apply the control effort on the rotor. The Mayes model is applied for simulating the breathing behavior of the transverse crack. The linear fracture mechanics theory is considered to correlate the crack depth with the corresponding additional rotor flexibility. Both numerical and experimental results demonstrate the possibility of reducing the effects of a transverse crack through active control on the dynamic behavior of a rotating machine. Moreover, it is shown that the proposed control law is capable of controlling the crack effects with the rotor operating in different rotation speeds.
dc.descriptionTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
dc.descriptionA presente contribuição propõe uma técnica de controle ativo de vibração para eixos com trincas visando minimizar sua propagação. A existência de uma trinca em eixos rotativos pode ser caracterizada pela presença de super-harmônicos 2X e 3X nas respostas de vibração do rotor, que podem aumentar à medida que a trinca se propaga ao longo da seção transversal do eixo. Uma técnica de controle proporcional-integral-derivativo (PID) é aplicada para suprimir as amplitudes de vibração de 2X e 3X de um eixo trincado, o que é realizado usando um filtro passa-banda aplicado às respostas de vibração medidas no rotor. Resultados numéricos e experimentais são obtidos através de um modelo representativo de elementos finitos (FE) de um rotor horizontal. Neste caso, atuadores eletromagnéticos (EMA) são utilizados para aplicar o esforço de controle no rotor. O modelo de Mayes é aplicado para simular o comportamento \textit{breathing} da trinca transversal. A teoria da mecânica da fratura linear é considerada para correlacionar a profundidade da trinca com a correspondente flexibilidade adicional do rotor. Tanto os resultados numéricos quanto os experimentais demonstram a possibilidade de reduzir os efeitos de uma trinca transversal através do controle ativo no comportamento dinâmico de uma máquina rotativa. Além disso, mostra-se que a lei de controle proposta é capaz de controlar os efeitos da trinca com o rotor operando em diferentes velocidades de rotação.
dc.formatapplication/pdf
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândia
dc.publisherBrasil
dc.publisherEngenharia Mecânica
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectRotating machines
dc.subjectTransverse cracks
dc.subjectVibration control
dc.subjectPID controller
dc.subjectElectromagnetic actuators
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::CONTROLE DE SISTEMAS MECANICOS
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::DINAMICA DOS CORPOS RIGIDOS, ELASTICOS E PLASTICOS
dc.titleActive crack control approach applied to a horizontal rotating machine
dc.titleTécnica de controle atívo para controle de trinca aplicado em uma máquina rotativa horizontal
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso


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