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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/23383
Tipo: Tese
Título: Controle de vibração em pás de rotor de helicóptero com pitch link superelástico de LMF NiTi
Autor(es): Oliveira, Andersson Guimarães
Primeiro Orientador: Rodrigues, Marcelo Cavalcanti
Primeiro Coorientador: Silva, Antonio Almeida
Resumo: Problemas de vibração em helicópteros são uma preocupação de fabricantes e usuários da indústria aeronáutica. Esta questão representa um desafio, principalmente no controle de vibração e caracterização dinâmica, pois as medições de vibração são difíceis de serem realizadas, principalmente em partes rotativas de helicópteros. Com materiais inteligentes, a indústria busca soluções que contribuam para a redução da vibração sem gerar impacto negativo no peso e na complexidade do sistema. Este estudo projetou, produziu e testou um dispositivo de Liga com Memória de Forma (LMF) que substitui a haste rígida destinada à variação do ângulo de passo da hélice, denominada pitch link, em um protótipo de rotor de helicóptero para reduzir a vibração na frequência crítica do rotor empregando amortecimento passivo histérico, sem consumo de energia da máquina. O estudo emprega um protótipo de helicóptero de pequeno porte para uso em laboratório, com duas pás para realizar a identificação da frequência de operação crítica no mecanismo original para estabelecer uma condição de referência. Em sequência o dispositivo de LMF substituiu o dispositivo rígido para realizar uma análise comparativa da resposta dinâmica. Após uma bateria de testes, com ensaios de longa duração usando mini molas helicoidais LMF abertas e fechadas, os resultados demonstraram que o dispositivo apresentou o melhor desempenho com uso de molas helicoidais do tipo fechada. Os resultados com o dispositivo de LMF demonstraram redução nas amplitudes de vibração em cerca de 2dB, chegando a 4dB em condições de teste severas. Em condições de operação essa redução representaria aumento de conforto para tripulação, melhoria de performance da máquina e redução dos desgastes dos sistemas mecânicos, decorrente da vibração.
Abstract: Vibration problems in helicopters are a concern of manufacturers and users in the aeronautical industry. This issue represents a challenge, mainly in the vibration control and dynamic characterization because the vibration measurements are difficult to perform, especially on helicopter rotating parts. With smart materials, the industry seeks solutions that contribute to vibration reduction without generate a negative impact on weight and system complexity. This study design, produce and test a Shape Memory Alloy (SMA) device that replace the original pitch link of a helicopter rotor prototype in order to vibration reducing in the critical frequency employing hysteretic passive damping, without energy machine consumption. The study employs an indoor two-bladed helicopter prototype to perform the critical operation frequency identification in the original mechanism to stablish a reference condition. In sequence, the designed SMA pitch link device replaces the original pitch link in order to perform a comparative analysis of the dynamic response. After a battery of tests, in long-term experiments with closed and distalizing springs, the results demonstrate that the device exhibited the best response when employing closed springs. The results with the SMA device demonstrate a reduction in amplitudes vibration of about 2dB, reaching about 4dB in severe test conditions. In operational circumstances, this attenuation represents crew comfort increasing, performance improvement, and wear reduction of mechanical systems due to vibration.
Palavras-chave: Controle de vibrações
Ligas com memória de forma
Dinâmica de helicópteros
Dinâmica de rotores
Pitch link
Vibration control
Shape memory alloys
Helicopter dynamics
Rotor dynamics
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Mecânica
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/23383
Data do documento: 9-Mar-2022
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

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