Estudo do comportamento à fadiga de cabos condutores de energia com alma de alumínio utilizando redes neurais artificiais

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Câmara, Eduardo César Bezerra
• Orientador(a): Freire Júnior, Raimundo Carlos Silvério
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Redes neurais artificiais; Cabos condutores de alumínio; Fadiga em cabos; Tensão média; Diagramas de vida constante; Poffenberger-Swart
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31523

As dimensões continentais do Brasil e a distância das unidades geradoras de energia (geralmente hidrelétricas) dos centros consumidores são fatores que elevam a importância das redes de distribuição, já que uma falha inesperada por fadiga nos cabos condutores pode atingir dezenas de milhões de consumidores envolvendo, portanto, custos altíssimos. Para estimar a vida remanescente dos cabos dessas linhas são necessários laboratórios sofisticados e longos ensaios para obtenção de curvas S-N com o mesmo nível de tensão média aplicado no campo. Assim, torna-se desejável um modelo capaz de prever a resistência à fadiga de cabos condutores com eficácia, simplificando a necessidade de ensaios e os custos, além, claro, dos riscos de blackout. Nesse sentido, este estudo busca desenvolver arquiteturas de Redes Neurais Artificiais (RNAs) capazes de estimar a resistência à fadiga de cabos condutores de alumínio, através da variação de parâmetros estruturais dos cabos como, o peso específico (W), o módulo de rigidez à flexão (EI) e a constante K de Poffenberger-Swart, levando em consideração a tensão média (carga de esticamento) e o número de ciclos a que os cabos são submetidos. O treinamento e validação das RNAs foram feitos através de um conjunto de dados obtidos a partir de ensaios de fadiga realizados no laboratório de cabos do Grupo de Fadiga, Fratura e Materiais (GFFM) da Universidade de Brasília (UnB) para diferentes tipos de cabos de ligas de alumínio. Através das RNAs são construídos diagramas de vida constante para essa família de cabos, sendo possível realizar uma comparação dos resultados obtidos experimentalmente e os obtidos pela RNAs através do erro médio quadrático. Os resultados obtidos pelas RNAs se mostraram adequados, baseados principalmente no baixo erro médio quadrático obtido para as diferentes arquiteturas de rede treinadas e validadas e nas curvas de vida constante geradas, atestando, assim, a boa generalização da resistência à fadiga dos cabos condutores de alumínio analisados.