Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Carrer, Laís, 1988-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635922
Resumo: Orientador: Katia Lucchesi Cavalca Dedini
id UNICAMP-30_97829a4300b5d69d43671db6c5469e01
oai_identifier_str oai::1082590
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHDAnalysis of rotors supported by angular contact ball bearings applying EHD reduced contact modelRotoresMecânica do contatoRolamento de esferasLubrificação e lubrificantesRotorsContact mechanicsBall bearingLubricationOrientador: Katia Lucchesi Cavalca DediniDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Rotores são componentes críticos de máquinas rotativas, amplamente utilizados em diferentes áreas da indústria, como compressores, motores elétricos, transmissões automotivas, turbinas eólicas e outros. O desenvolvimento de modelos computacionais precisos capazes de simplificar a fase de projeto das máquinas rotativas é essencial para reduzir os custos de testes e protótipos e reduzir o consumo de tempo de processamento, melhorando o desempenho na previsão dos comportamentos dinâmicos dos sistemas. Neste contexto, o presente trabalho estuda um modelo para mancais de esferas com contato angular, otimizado, por parâmetros de força equivalente. São utilizados, para aplicação destes mancais, modelos de rotores por parâmetros concentrados, variando a posição do disco (centrado e descentrado), sujeitos a um desbalanceamento rotativo, também combinando cargas radiais e axiais. A matriz de rigidez é obtida usando coeficientes de influência. Para as forças dissipativas, considera-se que o amortecimento seja proporcional à rigidez. O rotor é apoiado em dois rolamentos de esferas com contato angular sob lubrificação elastohidrodinâmica (EHD). É feito também um modelo de rotor por elementos finitos, utilizando a teoria de Timoshenko para o eixo, para uma modelagem mais completa, contemplando efeitos de inércia, elasticidade e cisalhamento. Para obter os parâmetros de rigidez e o amortecimento das forças de reação equivalentes para cada mancal, nas direções axial e radial, é realizada uma otimização, integrando o equilíbrio de forças das esferas dos rolamentos com a solução do algoritmo de integração numérica multiníveis das equações EHD. As forças não-lineares de reação dos rolamentos são incluídas no modelo como forças externas e o sistema completo de equações é, então, resolvido no domínio do tempo, permitindo a análise das respostas do rotor e do rolamento. Obtêm-se, também, as frequências fundamentais do sistema completo. Finalmente, utilizando o modelo de rotor por elementos finitos, compara-se os resultados simulados com experimentais da Literatura. Encontram-se, então, as principais frequências do sistema completo e uma boa aproximação das amplitudes finais. O que sugere que a metodologia apresentada neste trabalho é promissora para representação do comportamento de um sistema rotor-mancal de esferas com contato angular lubrificadoAbstract: Rotors are critical components of rotary machines, widely used in different areas of the industry, such as compressors, electric motors, automotive transmissions, wind turbines and others. The development of accurate computational models capable of simplifying the design phase of rotating machines is essential to reduce testing and prototyping costs and reduce processing time consumption by improving performance in predicting the dynamic behavior of systems. In this context, the present work studies a model for angular contact ball bearings optimized by equivalent force parameters. The numerical application uses rotor-bearings model by lumped parameters, varying the position of the disc (centered and offset), subject to a rotational imbalance and also combining radial and axial loads. The stiffness matrix is obtained using coefficients of influence. For the dissipative forces, one considers damping as being proportional to stiffness. The rotor is supported by two angular contact ball bearings under elastohydrodynamic lubrication (EHD). A finite element model is also built, using Timoshenko¿s theory for the shaft, for a more complete modeling, including effects of inertia, elasticity and shear. To obtain the stiffness and damping parameters of the equivalent reaction forces for each bearing, in the axial and radial directions, an optimization is performed, integrating the forces equilibrium of the ball bearings with the multilevel numerical integration algorithm solution of the EHD equations. The non-linear reaction forces of the bearings are included in the model as external forces and the complete system of equations is then solved in the time domain, allowing the analysis of rotor and bearings responses. It is also obtained the fundamental frequencies of the complete system. Finally, using the finite element model for the rotor, it is carried out a comparison of the results simulated with experimental literature. The main frequencies of the complete system are thus found with a good approximation of the final amplitudes. This suggests that the methodology presented in this work is promising to represent the behavior of a rotor-ball-bearing system with lubricated angular contactMestradoMecânica dos Sólidos e Projeto MecânicoMestra em Engenharia MecânicaCNPQ137123/2017-5  [s.n.]Dedini, Katia Lucchesi Cavalca, 1963-Bittencourt, Marco LúcioSales, Thiago de PaulaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCarrer, Laís, 1988-20192019-02-25T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (96 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635922CARRER, Laís. Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD. 2019. 1 recurso online (96 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635922. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1082590Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-02-08T15:48:14Zoai::1082590Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-02-08T15:48:14Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD
Analysis of rotors supported by angular contact ball bearings applying EHD reduced contact model
title Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD
spellingShingle Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD
Carrer, Laís, 1988-
Rotores
Mecânica do contato
Rolamento de esferas
Lubrificação e lubrificantes
Rotors
Contact mechanics
Ball bearing
Lubrication
title_short Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD
title_full Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD
title_fullStr Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD
title_full_unstemmed Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD
title_sort Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD
author Carrer, Laís, 1988-
author_facet Carrer, Laís, 1988-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Dedini, Katia Lucchesi Cavalca, 1963-
Bittencourt, Marco Lúcio
Sales, Thiago de Paula
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Carrer, Laís, 1988-
dc.subject.por.fl_str_mv Rotores
Mecânica do contato
Rolamento de esferas
Lubrificação e lubrificantes
Rotors
Contact mechanics
Ball bearing
Lubrication
topic Rotores
Mecânica do contato
Rolamento de esferas
Lubrificação e lubrificantes
Rotors
Contact mechanics
Ball bearing
Lubrication
description Orientador: Katia Lucchesi Cavalca Dedini
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019
2019-02-25T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635922
CARRER, Laís. Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD. 2019. 1 recurso online (96 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635922. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635922
identifier_str_mv CARRER, Laís. Análise de rotores sobre mancais de esferas com contato angular utilizando modelo reduzido de contato EHD. 2019. 1 recurso online (96 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635922. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1082590
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (96 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189140723400704

Registros relacionados