Modelagem da dinâmica vertical de coxins elastoméricos de motor através de método de redes neurais

• Autor(a) principal: Oliveira, Paulo Afonso Coppi Aquino de
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-22112011-204131/
• topic: Coxins de motor; Coxins elastoméricos; Dinâmica veicular; Dinâmica vertical; Elastomeric mount; Engine mount; Modelagem; Modeling; Neural networks; Redes neurais; Vehicle dynamics; Vertical dynamics

O escopo do trabalho é a modelagem de um coxim elastomérico de motor, elemento que possui papel fundamental no isolamento vibracional do conjunto motor e transmissão. O estudo do comportamento mecânico de materiais elastoméricos é um campo que é desenvolvido a muitos anos devida complexidade e não-linearidade desses componentes; e modelos matemáticos fiéis são diferenciais competitivos. Assim essa dissertação tem como objetivo principal propor a modelagem de um coxim de motor elastomérico utilizando a técnica de redes neurais para generalizar a função de transferência entre o deslocamento do coxim e a aceleração vertical de motor. Duas abordagens de treinamento - dados experimentais coletados em bancada hidráulica uniaxial e dados experimentais coletados em campo - são apresentadas com o intuito de identificar a condição que a rede neural apresenta melhor performance de generalização. Para tal comparação uma métrica baseada em área da densidade espectral de potência é apresentada para quantificar o desempenho do modelo na faixa de frequência estudada (0-40 Hz). Finalmente é realizada uma comparação com um modelo mecânico composto por molas e amortecedores combinados. Os resultados demonstram que tanto o treinamento realizado com dados de bancada quanto o modelo mecânico apresentam boa correlação de 0 Hz a 14 Hz enquanto o treinamento realizado com dados de campo tem boa correlação de 0 Hz a 14 Hz e de 23 Hz a 40 Hz uma vez que essa abordagem tem capacidade de capturar a histerese e parte da não linearidade da borracha. É demonstrado que na faixa de frequência na qual todos modelos não foram capazes de generalizar existe modo de vibrar onde um nó no coxim estudado que dificulta a modelagem. Conclui-se que a técnica de redes neurais possui grande potencial em sua utilização, apresentando resultados bastante satisfatórios, além de outras vantagens, como a velocidade de processamento da rede treinada.