Modelo dinâmico de atrito plano para palhetas de turbina a vapor: teoria e experimento

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Lima, Victor Abrantes Pinheiro de Almeida
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: aderência/escorregamento; atrito de Coulomb; atrito de Lugre; atrito seco; Coulomb friction; dry friction; Lugre friction; mechanical vibrations; stick/slip; vibrações mecânicas
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-21052025-165345/

Para melhor projetar turbinas a vapor capazes de operar em condições adversas de fluxo de vapor e/ou aumentar sua eficiência, faz-se necessário amortecer as vibrações do último estágio de palhetas móveis através do atrito entre elas. Este trabalho apresenta um estudo sobre vários modelos de atrito e implementações de amortecimento por atrito em palhetas. Para tanto, estudam-se modelos de Coulomb, Stribeck, Bengisu e Akay, LuGre e Elasto-plástico em diversos cenários diferentes, variando a relação da força externa com a força de atrito estático, assim como a frequência de excitação. Uma bancada experimental foi projetada e construída para realizar a validação e comparação dos modelos de Coulomb e de LuGre, selecionados após uma avaliação numérica, com os resultados experimentais. Desta comparação conclui-se que ambos os modelos foram capazes de reproduzir bem os dados experimentais em determinadas condições de operação (força externa maior que a força de atrito estático, desde que não muito alta, porém, o modelo de Coulomb é o mais adequando quando o efeito de transição aderência/escorregamento não possui relevância significativa devido à sua simplicidade de implementação, caso contrário, o modelo de LuGre é indicado.