Estudo dos efeitos de atrito seco e restituição cubica no comportamento do rotor laval vertical

Orientador: Katia Cavalca LucchesiDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: Neste trabalho, é desenvolvida uma análise não linear de um rotor Laval com uma fonte de potência não ideal passando através da velocidade crítica sob efeitos de atrito seco de Coulomb e restituição cúbica. Verificaram-se as mudanças na resposta do sistema através da integração direta da equação de movimento, no caso de fortes não linearidades, e através do método da média, no caso de fracas não linearidades. Vários aspectos importantes no projeto de máquinas rotativas são verificados com estudo do comportamento não linear do rotor Laval, tais como o torque mínimo necessário para passagem pela velocidade crítica, a amplitude de vibração durante a passagem e a estabilidade da rotação em regime permanente. A rigidez cúbica afeta a freqüência natural do sistema, fazendo com que o valor desta varie em função da amplitude de oscilação. A forma inclinada da curva de ressonância faz com que, para uma determinada rotação, existam duas amplitudes de vibração possíveis, uma correspondente à aceleração e outra à desaceleração do rotor. O estudo teórico de estabilidade dos pontos da curva de ressonância, através do método da média, mostrou-se satisfatório na previsão da rotação em regime permanenteAbstract: In this work a nonlinear analysis of a simple Laval rotor with a non ideal power source crossing its resonance under a Coulomb dry friction action and cubic restoring force is done. Dynamical changes on the system response are observed through numerical integration in the case of strong nonlinearity and through average method in the case of weak nonlinearity. Some important constitutive request appear from the studies of the behavior. Two important aspects take place: the minimal torque requested for the passage across the critical speed and the amplitude of vibration, both of them are quite dependent on the interaction between the system and the power source. The Coulomb dry friction come from the contact between the rotor and a auxiliar device for reduction of oscillation during the passage through the critical speed. This device is made of cylindric rolles that also leads to a cubic restoring force. Otherwise, without such device the rotor runs free of any kind of dry friction and in this case the shaft is made of material that responds better with the cubic low instead of linear oneMestradoDinamica de RotoresMestre em Engenharia Mecânic