CONTROLO DE CONDIÇÃO TRABALHO PRÁTICO Nº 2

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1-Resumo

Este trabalho pretende dar um conhecimento resumido sobre a redução de vibração no pavimento a bordo de um navio. Assim, aborda as várias formas de redução tais como a mudança geográfica da fonte de excitação, a aplicação de isolamentos bem como a aplicação de absorsores de forma atenuar as vibrações e transmitir uma certa comodidade aos passageiros a bordo no restaurante do navio.

Usou-se uma metodologia baseada em estudo de elementos finitos de forma a comprovar os resultados dos cálculos efectuados e também pesquisas de informações qualitativas e quantitativas sobre as vibrações para uma melhor contribuição científica.

Procurou-se também enquadrar os níveis de vibrações de acordo com a norma ISO 6954 de 2000.

Palavras-chave: vibração, isolamentos, absorsores.

2-Introdução

A detecção devibraçõesfaz-se normalmente pelo nível de vibração, valor que pode ser comparado com dados histórico ou com normas de severidade nacionais e internacionais.Este nível de vibração é medido em acelerações, velocidades ou deslocamentos.

Assim, surgi a necessidade isolar como forma de reduzir as vibrações, este processo consiste em interpor entre a máquina e sua base elementos para que a transmissão seja a menor possível. Desta forma, a vibração e o ruído produzido pelas máquinas em funcionamento são factores de incomodidade das pessoas em áreas habitacionais e navios.

Também pode-se reduzir mediante a aplicação de absorsorcapaz de absorver parte da vibração no ponto de ligação.

A solução muitas vezes dependentemente do espaço disponível, passa pela alteração do local da fonte de vibração conforme vai-se constatar neste trabalho

3-Enunciado do problema

Após ter sido montado rigidamente um compressor por baixo do pavimento do restaurante de um navio de passageiros, verificaram-se diversas queixas dos passageiros sobre o mal-estar provocado pela vibração transmitida.

Na sequência destas queixas foram realizadas diversas medições de vibrações ao longo do pavimento e compressor com o objectivo de afinar um modelo de elementos finitos representativo da situação reportada.

Em anexo são fornecidos os ficheiros SolidWorks com o modelo de elementos finitos referido (já afinado) e um sinal no tempo da força medida junto ao fixe do compressor.

Considerando que o armador pretende respeitar a ISO 6954, determine se é necessário rectificar a situação e porquê.

Se concluir pela necessidade da rectificação, implemente as medidas que considere necessáriasjustificando com cálculos e comprovando no modelo disponível.

Se decidir isolar o compressor, seleccione do mercado os apoios adequados.

No final do relatório conclua sobre qual será o máximo de vibração prevista no restaurante com o compressor em funcionamento e compare-o com o máximo admissível aconselhado na ISO 6954 indicando a % de redução.

Nota: Considere que o compressor não pode ser montado a menos de 1.5 m das paredes do restaurante.

4-Objectivo

Reduzir a vibração transmitida por um compressor por baixo do pavimento do restaurante de um navio que incomoda os passageiros. Para tal recorre-se aos valores aceitáveis da norma ISO 6954 e com ajuda de ferramentas importantes como o SolidWorks e MathCad para modelar e proceder o estudo do problema.

São propostos três abordagens para resolução do problema:

A primeira tem a ver com mudar o compressor para diversas posições no tecto a fim de encontrar uma posição que não excita as frequências naturais da placa da estrutura.

A segunda abordagem tem a ver com calcular apoios que reduzam a frequência de excitação do compressor e selecção do tipo de isolador a utilizar mediante os catálogos dos fabricantes e por fim uma análise em SolidWorks Simulationde forma a conferir os resultados.

A terceira e última têm a ver com aplicação de absorsor, engloba os cálculos e a selecção dos absorsores de vibrações para reduzir vibração transmitida.

5-Níveis aceitáveis de vibração

Para o estudo usa-se a norma ISO 6954de 2000, que defini os valores aceitáveis de vibração em navios da marinha mercante,ou seja define os limites máximos de vibração admissível nos diferentes espaços de trabalho dos navios.

[pic 7]

Figuras 1-Norma ISO 6954 de 2000

6-Estudo Normal

6.1-Importação do sinal no tempo da força medida junto ao fixe do compressor

Este sinal (tempo, força) foi feito na aplicação MathCad através do vector fornecido junto com o enunciado do trabalho. O sinal tem como período 3 segundos e número de amostras 4096, i=0..N-1, s = vector fornecido e dt=T/N.

[pic 8][pic 9][pic 10]

Figuras 2-sinal no tempo da força medida junto ao fixe do compressor

6.2 Gráfico de FFT

Através do gráfico anterior fez a transformada de Fourier e tirou-se o valor da frequência de excitação que é de 17,54 Hz aproximadamente 18Hz, conforme a figura abaixo.

[pic 11]

Figuras 3-Espectro de frequência

A posição inicial do compressor segundo um sistema de coordenadas XZY, temos (3041,304mm; 1581,194mm; 0mm), conforme a figura a baixo.

[pic 12]

Figuras 4- Posição inicial do compressor

De seguida, segundo uma análise emSolidWorks da vibração forçada, verificamos os seguintes valores máximos de vibração em velocidade e aceleração.

[pic 13]

Figuras 5-Amplitude de pico máximo em aceleração

Assim, o valor em RMS da velocidade é dado pelaexpressão:

RMS= Amplitude de Pico máximo*0,707=36.2939*0,077=25,6637mm/s

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