Validação estrutural de um atuador de freio pneumático usando método para cálculo de vida em fadiga de alto ciclo

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Nascimento, Vagner do
• Orientador(a): Clarke, Thomas Gabriel Rosauro
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Fadiga (Engenharia); Freios; Elementos finitos; Vibração
• Palavras-chave em Inglês: Structural calculus; Fatigue life prediction; Vibrations; Modal and harmonic analysis; Finite element method; Pneumatic actuator; Shaker experimental tests
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/218216

No campo da integridade estrutural, a precisão do julgamento de engenharia é limitada pela forma como as cargas são avaliadas, os modelos matemáticos são construídos e as respostas materiais são idealizadas. Em vibração aleatória, as cargas são melhor descritas em termos de PSDs (Power Spectrum Density) da variável que excita o sistema, enquanto que se as cargas são determinísticas, as abordagens baseadas no domínio do tempo são geralmente preferidas. Como o Método dos Elementos Finitos (MEF) já é consolidado como uma das ferramentas mais populares para a modelagem de materiais, na dinâmica estrutural as análises modal e harmônica são o ponto de partida para estudar as propriedades do sistema e derivar funções de transferência (FRF). As funções de transferência são fundamentais para avaliar os momentos espectrais de PSD de tensão ou deformação e construir funções de densidade de probabilidade (PDF) para avaliar danos. O método de Dirlik tem sido muito bem-sucedido na modelagem de processos de banda estreita e de banda larga. Pesquisas recentes têm se esforçado para resolver tensão residual no domínio da frequência e cobrir as lacunas na abordagem de Dirlik, como Tovo e Benasciutti, método usado nesta tese. Um estudo de caso é apresentado onde uma Câmara de Freio foi analisada, onde o objetivo é ter um método numérico de validação estrutural de durabilidade baseado em um procedimento experimental. A câmara de freio tem ambas as funções de um atuador pneumático de freio e freio de estacionamento, portanto, desempenhando um papel vital na segurança. Os resultados numéricos são comparados com testes de laboratório e de campo, onde teve-se um erro em vida de 43%, justificável pelas inúmeras complexidades do modelo numérico. Os erros numéricos experimentais da análise modal, ficaram com 0%, 4% e -8%, respectivamente, em relação ao teste experimental em shaker.