Aplicação de Metamateriais em Sistemas Engrenados para a Redução de Vibrações Torcionais

• Processo: 24/21013-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2027
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Rodrigo Nicoletti
• Beneficiário: Rodrigo Nicoletti
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Pesquisadores associados: José Roberto de França Arruda ; Patrick Bueno Lamas
• Assunto(s): Dinâmica de rotores Processamento de sinais Vibrações mecânicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Absorvedor Dinâmico | dinâmica de rotores | Processamento de Sinais | Ressonador | Sistemas Periódicos | Sistemas Rotativos | Vibrações Mecânicas

Resumo

Sistemas rotativos engrenados são sistemas projetados para transmitir o movimento entre dois eixos rotativos de forma a se ter uma conversão de velocidades angulares e torque. Porém, durante a operação, ocorre uma oscilação no torque transmitido que se reflete na perda de potência transmitida e o surgimento de uma excitação torcional no sistema. Como consequência, tem-se desde um alto nível de ruído até uma deterioração das superfícies dos dentes das rodas, e a combinação de vibrações torcionais com folga entre os dentes pode levar à fadiga e à ruptura dos dentes em casos extremos. Por esta razão, meios de atenuação das vibrações em sistemas engrenados têm sido foco de investigação na literatura. Neste sentido, sistemas periódicos costumam apresentar regiões de baixa resposta vibratória em seu espectro em frequência, também chamadas de band gaps. Este projeto visa o estudo da aplicação de ressonadores montados periodicamente em rodas dentadas de engrenamentos para a atenuação das vibrações torcionais resultantes. Como não há espaço em sistemas engrenados para a montagem de ressonadores ao longo do eixo, o caminho mais natural é a montagem dos ressonadores diretamente nas rodas dentadas (ressonadores radiais periódicos). Com isto, tem-se um sistema integrado, capaz atenuar faixas de frequência de vibração de forma passiva e com fácil implementação em engrenamentos nas mais variadas aplicações mecânicas. O sistema proposto permitirá uma operação mais eficiente da máquina rotativa dada a esperada redução dos níveis vibratórios da máquina (menor perda de energia do sistema para o ambiente). (AU)