Análise de Influência da Variação da Espessura do Assento das Molas na Velocidade Média Espacial da Carcaça

Para o estudo da influência da espessura do assento do topo das molas na velocidade média espacial da carcaça, foram calculados quatro casos, com espessuras de 4 mm, 5 mm, 6 mm e 8 mm no assento das molas.

A região no batente das molas onde se variou a espessura mantendo o restante do modelo inalterado esta mostrada na Figura 5.10. Os resultados estão mostrados na Figura 5.11, juntamente com o caso base de comparação.

Pretende-se com esta analise, determinar a influencia sobre o fluxo de energia vibratória para a carcaça, do aumento de impedância da carcaça através da adição de massas concentradas nas regiões onde os reforços são transmitidos das molas para a carcaça.

Observam-se reduções significativas na resposta da carcaça, principalmente acima de 2 kHz, onde reduções medias da ordem de 5 dB forma calculadas.

Figura 5.10: Região dos batentes das molas (em vermelho) onde se variou a espessura. 100 1 .103 1 .104 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Vel Média Espacial Esp Normal Vel Média Espacial Esp Batente 4 mm Vel Média Espacial Esp Batente 5 mm Vel Média Espacial Esp Batente 6 mm Vel Média Espacial Esp Batente 8 mm

Frequencia [Hz] V (f ) [d B ]

Figura 5.11: Velocidade média espacial da carcaça para variações da espessura do assento das molas.

CAPÍTULO 6

6. CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

A seguir serão feitos alguns comentários e conclusões acerca do que foi apresentado ao longo do trabalho.

Do modelamento da carcaça do compressor o óleo mostrou-se, através das comparações das FRF experimentais com e sem óleo da mesma, ser de importância fundamental no comportamento dinâmico da carcaça e, conseqüentemente, nos estudos de irradiação da mesma.

O modelo da carcaça foi o mais difícil de ser validado experimentalmente devido, principalmente, a sua complexidade e particularidades geométricas, tais como: linha de solda, regiões de variação de espessura nos assentos das molas e curvaturas. Vários modelos foram testados e várias revisões no modelo final escolhido foram feitas. Os resultados finais de comparação das FRF numéricas e experimentais apresentarem boa concordância. As freqüências naturais e modos do modelo de carcaça também se mostraram bastante sensíveis à densidade de malha.

Quanto ao modelo das molas, a dificuldade de validação deveu-se à dificuldade de obtenção de resultados experimentais e não numéricas. Resultados experimentais confiáveis foram conseguidos apenas até freqüências da ordem de 2 kHz. Este foi o procedimento mais viável encontrado para a validação do modelo numérico. A comparação entre as transmissibilidades das molas e a de uma viga, feita a analogia barra-mola, mostrou que o

acoplamento dos esforços longitudinais com os de cisalhamento na mola invalida o modelamento da mesma como uma barra simples. Devido a este acoplamento, o comportamento dinâmico das molas mostrou-se bastante complexo, como pode ser visto pela forma complexa dos modos de vibração obtidos.

O resultado de velocidade média espacial da carcaça nas análises com o modelo acoplado molas-carcaça apresentou também sensibilidade quanto ao tipo de acoplamento entre molas e carcaça. O acoplamento físico real entre o batente de mola e a carcaça é por encaixe, sob pressão, do batente em um pino soldado a carcaça. Evidencia-se, aqui, que as excitações usadas foram acelerações obtidas experimentalmente através de medições no topo das molas. Assim, as predições de velocidade da carcaça, devido ao caminho das molas, são conseqüência de efeitos combinados dos modelos elementos finitos e medições experimentais. Ou seja, se as medições experimentais apresentarem ressonâncias de componentes internos essas freqüências estarão sobrepondo o resultado final de predição da velocidade da carcaça, falsificando o comportamento das molas. Isto mostra a importância de se analisar em isoladamente os outros componentes do compressor.

Estas análises mostraram que as molas contribuem de forma muito significativa para a resposta da carcaça, e conseqüentemente de geração de ruído, nas bandas de 400 Hz, 500 Hz, 800 Hz, 1.250 Hz e acima de 4.000 Hz. Além disso, mostram também que o fluxo de potência mais importante das molas para a carcaça é devido às forças transversais exercidas sobre a carcaça.

As analises referentes as direções individuais das vibrações medidas no topo das molas mostraram que as componentes verticais (sentido longitudinal nas molas) proporcionam maiores níveis de vibração media espacial da carcaça, causado pelo forte acoplamento entre as ondas longitudinais e as cisalhantes presentes na mola.

Com relação as analises de variação de espessura da carcaça conclui-se que, de forma geral. Aumentando a espessura os níveis de vibração da carcaça são reduzidos. Isto é causado pelo aumento da impedância da carcaça na região onde os reforços das molas são transmitidos a carcaça, bem como pelo aumento da sua massa.

Os resultados referentes à adição de massa localizada também nos pontos onde os esforços das molas são transmitidos a carcaça, conclui-se que estas massas proporcionam um aumento significativo da impedância, conforme vista pelas molas, resultando em reduções de vários decibéis nos níveis de vibração da carcaça. Este resultado possui grande importância pratica já que indica reduções consideráveis neste caminho de fluxo de energia através de um pequeno aumento na massa total do compressor.

Por último, deve-se ressaltar que em todas as análises feitas na presente dissertação, todos os modelos foram considerados com homogeneidade e linearidade de material e da estrutura de modo a tornar a análise computacionalmente menos dispendiosa.

Para uma continuidade do trabalho apresentado aqui se sugere:

• Análise de sensibilidade do modelo numérico da carcaça com outros elementos, tais como placas finas e sólidos.

• Utilização de resultados experimentais para realimentação do modelo de carcaça. • Utilização de técnicas de otimização na variação da espessura da carcaça para um

mínimo de velocidade média espacial da carcaça.

• Análises de fluxo de potência com outros tipos de molas, tais como barril e cônicas, apresentadas na revisão bibliográficas.

• Análises com variação da geometria da carcaça.

• Análises com variação na posição do acoplamento das molas com a carcaça.

• Utilização de modelos numéricos das outras partes do compressor acoplados aos mostrados aqui.

CAPITULO 7

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