TCC do Eng. Geovane Brito Santos sob orientação do Prof. Dr. Vergílio T. S. Del Claro
Máquinas rotativas estão presentes em todo tipo de indústria e equipamentos. Muitas vezes durante o diagnóstico de defeitos e falhas é inviável ou impossível identificar em campo algum parâmetro. Sendo assim, propomos uma forma de se modelar a máquina em questão e determinar numericamente o(s) valor(es) deste(s) parâmetro(s).
Aplicações industriais reais
"Certo... temos as massas, dimensões e propriedades mecânicas de todos os componentes... mas como faço para determinar a rigidez da base do meu compressor?".
Para responder questões deste tipo propomos uma solução através do TCC do aluno Geovane Brito Santos, do curso de Engenharia Mecânica do DEM-UFBA.
Modelagem matemática na indústria 4.0
Quando se tem uma aplicação de campo real, necessitando identificar parâmetros, muitas vezes se faz uso de sensores e medições. Entretanto, em alguns casos é inviável ou proibitivo identificar algo que é necessário, e somos forçados a recorrer a estimativas conservadoras que elevam custos e reduzem conforto e segurança. Para evitar situações como esta fazemos uso da modelagem matemática em engenharia (Digital Twins) para criar uma réplica virtual da máquina em questão. Tendo um Gêmeo Digital do equipamento, podemos rodar diversas análises neste modelo e determinar quais os valores dos parâmetros em questão. Pense nas seguintes situações: 1 - Como determinar a força e momento localizados que um engrenamento causa num eixo?
2 - Qual a tensão numa polia quando minha máquina está operando em plena carga?
3 - Como determino a rigidez da fundação de minha bomba, para saber se isso causará problemas?
Tudo isso se determina com Gêmeos Digitais.
Esta necessidade é antiga, sendo claramente identificada para determinação de propriedades de mancais por um dos grandes nomes da indústria e do desenvolvimento científico e tecnológico de máquinas rotativas, Donald E. Bently:
Since the invention of rotating machines, the pursuit of higher power output has driven machine speeds higher and higher. With the breaking of the first balance resonance “barrier” (achieved by De Laval with a steam turbine in 1895), rotating machines were shown to be able to operate above the first balance resonance.
However, with this new capability came a new problem for machines using fluid-lubricated journal bearings: fluid-induced instability. Over the years, many different methods have been developed by researchers to identify and understand the important parameters that influence rotor stability and, so, increase the reliability of the machinery.
ROSS Rotordynamics
“ROSS is a library written in Python for rotordynamic analysis. It allows the construction of rotor models and their numerical simulation.”
Para desenvolver os Gêmeos Digitais, fazemos uso da biblioteca ROSS Rotordynamics, desenvolvida pela Petrobrás S. A. para modelagem de máquinas rotativas. Este software é desenvolvido em linguagem Python, completamente modular e open-source, tendo contribuições significativas por parte de Universidades Federais como a UFRJ e UFU, bem como de pessoas da própria empresa.
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