Controle ativo e passivo para redução de chatter em processos de torneamento utilizando atuadores piezelétricos (2019)
- Authors:
- Autor USP: VENTER, GIULIANA SARDI - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: TORNEAMENTO; VIBRAÇÕES; ATUADORES PIEZELÉTRICOS
- Keywords: Chatter; Materiais inteligentes; Dinâmica não-linear
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Chatter é uma vibração que ocorre durante operações de usinagem devido à complexa interação entre a peça usinada, cavaco e ferramenta de corte durante o corte. Estratégias para modelagem, monitoramento e redução de chatter estão constantemente sob investigação, devido ao fato de o chatter prejudicar a produtividade da indústria e a qualidade de peças usinadas. Esta pesquisa apresenta um método para reduzir a vibração causada pelo chatter, melhorando o limite de estabilidade em processos de torneamento usando camadas piezelétricas embutidas no porta-ferramenta. As estratégias de redução de vibração se baseiam no fato de que o amortecimento estrutural tem uma relação proporcional com o limite de estabilidade, sendo que o amortecimento estrutural do sistema pode ser aumentado ativa ou passivamente. Na metodologia de controle ativo estudada, as camadas piezelétricas foram conectadas a um esquema de controle de realimentação de velocidade. Na metodologia de controle passivo, as camadas piezelétricas foram conectadas a um circuito de shunt indutivo-resistivo. Devido à complexidade inerente do processo de corte, o chatter é um fenômeno que pode ser governado por não-linearidades presentes no processo. Para compreender como estas não-linearidades serão afetadas na resposta dinâmica do sistema, uma análise da resposta não-linear do sistema sob a ação dos diferentes métodos de controle é necessária. A eficácia de ambas as estratégias foi então avaliada através da análise numérica e experimental, em que foram estudadas as respostas do sistema por meio de diagramas de fase, além de espectros numéricos e experimentais. Funções de resposta em frequência do porta-ferramenta e seus respectivos diagramas de lóbulos experimentais também foram analisados, de forma a estudar o aumento do limite de estabilidade proporcionado pelos métodos de controle.Pode-se concluir que ambas as estratégias podem ser boas alternativas para a redução do chatter em processos de usinagem, já que os resultados numéricos e experimentais mostraram efetivamente um aumento do amortecimento estrutural e diminuição da vibração. No entanto, a estratégia ativa proposta é mais robusta do que a estratégia passiva, uma vez que não requer o ajuste fino dos parâmetros de controle. Além disso, foi possível obter experimentalmente em laboratório um aumento consideravelmente maior do amortecimento estrutural utilizando o método de controle ativo. Devido à limites tecnológicos, como limites de tensão disponíveis e amplificadores operacionais, foi possível apenas diminuir a vibração com o uso de ambos os métodos de controle, não sendo possível a supressão da vibração experimentalmente, ao contrário do que foi observado em resultados numéricos
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2019
- Data da defesa: 29.01.2019
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ABNT
VENTER, Giuliana Sardi. Controle ativo e passivo para redução de chatter em processos de torneamento utilizando atuadores piezelétricos. 2019. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2019. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-15012020-191857. Acesso em: 28 dez. 2025. -
APA
Venter, G. S. (2019). Controle ativo e passivo para redução de chatter em processos de torneamento utilizando atuadores piezelétricos (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-15012020-191857 -
NLM
Venter GS. Controle ativo e passivo para redução de chatter em processos de torneamento utilizando atuadores piezelétricos [Internet]. 2019 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-15012020-191857 -
Vancouver
Venter GS. Controle ativo e passivo para redução de chatter em processos de torneamento utilizando atuadores piezelétricos [Internet]. 2019 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-15012020-191857 - Reduzindo chartter em processos de torneamento através do uso de material peizoelétrico considerando aspectos não-lineares
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