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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37570| Título: | Caracterização dinâmica de dispositivo didático com uso de Arduino |
| Título(s) alternativo(s): | Dynamic characterization of teaching device using Arduino |
| Autor(es): | Custódio, Marcelo Silva |
| Orientador(es): | Silva, Cláudio Tavares da |
| Palavras-chave: | Arduino (Controlador programável) Acelerômetros Vibração - Análise Vibração - Medição Fourier, Séries de Fourier, Transformadas de Arduino (Programmable controller) Accelerometers Vibration - Analysis Vibration - Measurement Fourier series Fourier transformations |
| Data do documento: | 28-Nov-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | CUSTÓDIO, Marcelo Silva. Caracterização dinâmica de dispositivo didático com uso de Arduino. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. |
| Resumo: | O estudo das vibrações mecânicas é de fundamental importância na área de Engenharia Mecânica. Para a análise experimental normalmente é necessário a coleta e tratamento de dados, porém as soluções disponíveis são sensores e plataformas pensadas para uso industrial que possuem um custo elevado, tornando a sua utilização em laboratórios didáticos praticamente inviável. Neste trabalho é implementado um sistema de medição de vibrações de baixo custo utilizando a Plataforma Arduino e o acelerômetro ADXL 335. Inicialmente, o sistema de medição implementado foi utilizado para determinar as frequências naturais de vibração de um modelo físico de um prédio de 4 andares em escala reduzida. Esse modelo físico permite a reprodução do comportamento de uma estrutura esbelta, com vários graus de liberdade e baixas frequências naturais. O resultado dessas medições foi comparado com o modelo virtual em CAD, utilizando um software de elementos finitos, demonstrando uma boa correlação entre os valores. Em situações reais é comum estruturas esbeltas sofrerem algum tipo de força externa que cause vibrações, por exemplo, devido a rajadas de vento. Para simular uma fonte de excitação harmônica externa, foi construído um excitador de rotor com massa excêntrica, que foi montado no modelo físico. Utilizando esse excitador, o modelo físico foi submetido a um teste de resposta em frequência. Com o sistema de medição, foi demonstrado o aumento dos níveis de vibração próximo à primeira ressonância do modelo físico. Para reduzir os níveis de vibração causados pela excitação externa, um Absorvedor Dinâmico de Vibrações (ADV) em formato de formato de pêndulo invertido, foi projetado e construído. Por fim, foi feita uma comparação entre as curvas de resposta em frequência, quando o modelo físico era submetido à excitação externa com e sem o ADV. Essa comparação demonstrou a atuação do ADV reduzindo os níveis de vibração da estrutura. |
| Abstract: | Mechanical vibrations analysis is of fundamental importance in the Mechanical Engineering. For experimental analysis, it is normally necessary to collect and process data, however the available solutions are sensors and platforms designed for industrial use that have a high cost, making their use in teaching laboratories unfeasible. In this work, a lowcost vibration measurement system is implemented using the Arduino Platform and the ADXL 335 accelerometer. Initially, a measurement system was developed to determine the natural vibration frequencies of a physical model of a reducedscale 4story building. This physical model allows the reproduction of the behavior of a slender structure, with several degrees of freedom and low natural frequencies. The result of these measurements was compared with the virtual CAD model, using finite element software, demonstrating a good correlation between the values. In real situations, it is common for slender structures to suffer some type of external force that causes vibrations, for example, due to gusts of wind. To simulate an external harmonic excitation source, an eccentric mass rotor exciter was constructed and mounted on the physical model. Using this exciter, the physical model was subjected to a frequency response test. With the measurement system, an increase in vibration levels close to the first resonance of the physical model was demonstrated. To reduce vibration levels caused by external excitation, a Dynamic Vibration Absorber (ADV) was designed and build. Finally, a comparison was made between the frequency response curves when the physical model was subjected to external excitation with and without the ADV. This comparison demonstrated the ADV’s performance reducing the structure’s vibration levels. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37570 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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