ANÁLISE E CONTROLE DE VIBRAÇÕES TORCIONAIS EM COMPRESSORES ALTERNATIVOS NA PRESENÇA DE NÃO-LINEARIDADES
vibração torcional, atenuação de vibração, metaestrutura rainbow, compressor alternativo
As vibrações torcionais são inerentes na operação de máquinas rotativas, sendo uma das principais causas de falhas mecânicas. Este trabalho analisa a vibração torcional de um virabrequim de um compressor alternativo de um cilindro, com o objetivo de investigar os efeitos do acoplamento de metaestruturas idênticas e rainbow na formação de bandas de atenuação. Além disso, avalia-se a vibração torcional do eixo levando em consideração a não-linearidade da inércia do cilindro na ausência de metamateriais. O eixo é modelado por um sistema contínuo não-linear, considerando a inércia variável do mecanismo manivela-biela-pistão. Inicialmente, considera-se uma linearização do sistema assumindo-se que a inércia seja constante, e duas formulações são consideradas. A primeira insere as inércias concentradas através de condições de contorno, e a segunda introduz as inércias na equação de governo. A análise comparativa entre as duas modelagens mostrou que elas são equivalentes para baixas razões de inércia. Contudo, elas apresentam divergências que se estabilizam com o aumento dessa razão. Os ressonadores idênticos atenuaram eficazmente as vibrações próximas da frequência alvo. Por outro lado, a metaestrutura rainbow produziu uma a zona de atenuação 600% maior que os ressonadores idênticos com a mesma inércia adicionada. Os resultados do sistema não-linear mostram que as respostas apresentam efeitos não-lineares somente para maiores não-linearidades da inércia não-constante e amplitudes de excitação