Bölgenin İdari Bölgeler

O primeiro caso da validação experimental considera uma falha na forma de um entalhe inserido no local correspondente ao elemento 1 do modelo discretizado. Os parâmetros considerados na modelagem do sistema são dados pelas Tabelas 34 e 36 do Anexo A. O sistema opera com rotação de 1700 rpm e, inicialmente, obtém-se uma amostra da resposta de aceleração dos mancais com o sistema íntegro, com duração de 1s e amostragem de 0.001s, como mostra a Figura 46.

Figura 46 – Respostas da aceleração vertical dos mancais 1 (a) e 2 (b), obtidas do sistema íntegro em operação.

(a) (b)

Fonte: Elaboração do próprio autor.

A obtenção dos ruídos de medição é feita com o sistema estático, onde os sinais obtidos representam apenas as interferências que inferem na medição, como mostra a Figura 47.

Figura 47 – Ruídos de medição obtidos dos acelerômetros acoplados nos mancais 1 (a) e 2 (b).

(a) (b)

A matriz de covariâncias dos ruídos de medição obtidos é dada por:       = 0.057 0.057 0.057 0.057 k R (288)

Inicialmente, uma falha de profundidade de 30% em relação ao diâmetro do eixo é provocada no sistema. Esta falha é representada por uma descontinuidade inserida no eixo, como mostra a Figura 48. Considera-se que o efeito do referido entalhe na rigidez local do eixo seja equivalente ao provocado por uma trinca real.

Figura 48 –Entalhe com profundidade de 30% do diâmetro do eixo, na região correspondente ao elemento 1 do modelo.

Fonte: Elaboração do próprio autor.

A detecção da presença da falha no sistema é feita através da análise dos valores RMS-1 dos sinais residuais produzidos pelo observador global, antes e depois da inserção da falha no sistema. Os resultados são mostrados na Figura 49 e na Tabela 24.

Tabela 24 – Valores RMS-1 dos sinais residuais produzidos pelo observador global antes e depois da inserção da falha no sistema rotativo experimental, no primeiro caso,

utilizando o observador com entradas desconhecidas.

RMS-1 (sistema sem falha)

RMS-1 (sistema com trinca com profundidade de 30% do diâmetro no elemento 1) Mancal 1 0,0084 0,0073 Mancal 2 0,0078 0,0074

Figura 49 - Respostas temporais reais e estimadas pelo observador global obtidas antes (a) e depois (b) da inserção da falha no sistema rotativo experimental, no primeiro caso,

utilizando o observador com entradas desconhecidas.

(a) (b)

Fonte: Elaboração do próprio autor.

Através da análise dos resultados obtidos do observador global, verifica-se que a presença da falha foi detectada pelo mesmo, utilizando tanto a resposta do mancal 1 como a resposta do mancal 2. As Figuras 50 e 51 e as Tabelas 25 e 26 mostram os resultados obtidos dos observadores robustos, correspondentes à análise de identificação de falha.

Figura 50 - Valores RMS-1 dos sinais residuais produzidos pelo banco de observadores robustos utilizando o observador com entradas desconhecidas, para o sistema rotativo

experimental com trinca com profundidade de 30% do diâmetro no elemento 1, utilizando a leitura do mancal 1.

Fonte: Elaboração do próprio autor.

Tabela 25 – Valores RMS-1 dos sinais residuais produzidos pelo banco de observadores robustos utilizando o observador com entradas desconhecidas, para o sistema rotativo

experimental com trinca com profundidade de 30% do diâmetro na região correspondente ao elemento 1 no modelo, utilizando a leitura do mancal 1.

Elemento do Eixo 1 2 3 4 5 6 7 Profundidade da Trinca 1(10%) 0,0074 0,0075 0,0075 0,0075 0,0075 0,0075 0,0075 2(20%) 0,0077 0,0076 0,0075 0,0075 0,0075 0,0075 0,0076 3(30%) 0,0085 0,0078 0,0076 0,0075 0,0075 0,0075 0,0078 4(40%) 0,0081 0,0079 0,0076 0,0075 0,0074 0,0075 0,0079

Figura 51 - Valores RMS-1 dos sinais residuais produzidos pelo banco de observadores robustos utilizando o observador com entradas desconhecidas, para o sistema rotativo

experimental com trinca com profundidade de 30% do diâmetro na região correspondente ao elemento 1 no modelo, utilizando a leitura do mancal 2.

Fonte: Elaboração do próprio autor.

Tabela 26 – Valores RMS-1 dos sinais residuais produzidos pelo banco de observadores robustos utilizando o observador com entradas desconhecidas, para o sistema rotativo

experimental com trinca com profundidade de 30% do diâmetro na região correspondente ao elemento 1 no modelo, utilizando a leitura do mancal 2.

Elemento do Eixo 1 2 3 4 5 6 7 Profundidade da Trinca 1(10%) 0,0074 0,0074 0,0074 0,0074 0,0074 0,0074 0,0074 2(20%) 0,0075 0,0074 0,0074 0,0074 0,0074 0,0074 0,0074 3(30%) 0,0076 0,0075 0,0074 0,0073 0,0073 0,0070 0,0073 4(40%) 0,0076 0,0075 0,0074 0,0073 0,0072 0,0067 0,0073

Fonte: Elaboração do próprio autor.

Analisando agora os resultados obtidos dos observadores robustos, verifica-se que a falha provocada no sistema foi corretamente identificada pelos mesmos, utilizando o sinal do mancal 1. Utilizando o sinal do mancal 2, foi identificado que a falha pode representar a trinca de 30% ou de 40%, demonstrando uma certa imprecisão do resultado, provavelmente causado pelo distanciamento entre a falha e o ponto de medição.

Agora, um aumento da profundidade do entalhe no eixo é provocado, como mostra a Figura 52. Este aprofundamento do entalhe busca representar um caso de propagação de trinca. O procedimento de identificação é realizado novamente, obtendo-se as novas respostas dos dois mancais e alimentando estas informações no banco de observadores robustos, fornecendo os resultados mostrados nas Figuras 53 e 54 e nas Tabelas 27 e 28.

Figura 52 - Entalhe com profundidade de 40% do diâmetro do eixo, na região correspondente ao elemento 1 do modelo.

Fonte: Elaboração do próprio autor.

Figura 53 - Valores RMS-1 dos sinais residuais produzidos pelo banco de observadores robustos utilizando o observador com entradas desconhecidas, para o sistema rotativo experimental com trinca com profundidade de 40% do diâmetro, utilizando a leitura do

mancal 1.

Fonte: Elaboração do próprio autor.

Tabela 27 – Valores RMS-1 dos sinais residuais produzidos pelo banco de observadores robustos utilizando o observador com entradas desconhecidas, para o sistema rotativo

experimental com trinca com profundidade de 40% do diâmetro na região correspondente ao elemento 1 no modelo, utilizando a leitura do mancal 1.

Elemento do Eixo 1 2 3 4 5 6 7 Profundidade da Trinca 1(10%) 0,0089 0,0089 0,0090 0,0090 0,0090 0,0090 0,0090 2(20%) 0,0091 0,0091 0,0090 0,0089 0,0089 0,0089 0,0090 3(30%) 0,0097 0,0093 0,0089 0,0086 0,0085 0,0085 0,0089 4(40%) 0,0100 0,0094 0,0089 0,0085 0,0083 0,0082 0,0089

Figura 54 - Valores RMS-1 dos sinais residuais produzidos pelo banco de observadores robustos utilizando o observador com entradas desconhecidas, para o sistema rotativo

experimental com trinca com profundidade de 40% do diâmetro na região correspondente ao elemento 1 no modelo, utilizando a leitura do mancal 2.

Fonte: Elaboração do próprio autor.

Tabela 28 – Valores RMS-1 dos sinais residuais produzidos pelo banco de observadores robustos utilizando o observador com entradas desconhecidas, para o sistema rotativo experimental com trinca com profundidade de 40% do diâmetro, utilizando a leitura do

mancal 2.