Investigação Experimental do uso de Fios de Nitinol para Controle de Vibrações em Rotores Flexíveis

Abstract

Rotating systems are subject to vibrations due to the presence of external or internal sources and this causes damage to the health of the equipment and tends to generate high maintenance costs. As an alternative to solve this type of problem, vibration attenuators can be used, allowing the equipment to work safely. Currently, several attenuation methods have been investigated for monitoring the functioning of mechanical structures, especially compact attenuating systems, such as, for example, those that use shape memory alloys. In this context, the present work presents the semiactive control of vibrations of a flexible rotor using nitinol wires heated by electric current. The displacements of the bearing in which the wires act are analyzed for different heating temperatures and compared to the rotor without the actuator. By analyzing the experimental results, we note the efficiency in reducing the amplitude, in addition to changing the natural frequency, making the safer system. Resumo: Sistemas rotativos estão sujeitos a vibrações devido a presença de fontes externas ou internas e isso provoca danos à saúde do equipamento e tende a gerar gastos elevados de manutenção. Como alternativa para solução desse tipo de problema pode-se utilizar os atenuadores de vibrações, permitindo que os equipamento trabalhem de maneira segura. Atualmente, diversos métodos de atenuação têm sido investigados para o monitoramento do funcionamento de estruturas mecânicas, principalmente os sistemas atenuantes compactos, como, por exemplo, os que utilizam as ligas de memória de forma. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta o controle semiativo de vibrações de um rotor flexível utilizando fios de nitinol aquecidos por corrente elétrica. Os deslocamentos do mancal em que os fios atuam são analisados para diferentes temperaturas de aquecimento e comparados com o rotor sem o atuador. Pela análise dos resultados experimentais, nota-se a eficiência na redução da amplitude, além da alteração da frequência natural, tornando o sistema mais seguro.

Experimental investigation of vibration control of flexible rotors using shape memory alloys

“…SMAs are metallic materials with thermomechanical couplings. The remarkable properties due to solid phase transformations are employed in several applications in different fields of human knowledge that include biomedicine [4,[20][21][22], dentistry, aerospace applications [4,[23][24][25][26][27], robotics [4,[28][29][30][31] and engineering [1,2,4,14,16,[32][33][34].…”