Projeto e estudo da resistência de uma mesa vibratória portátil imbuída de molas helicoidais de compressão

Abstract

O mercado atual de equipamentos para ensaios de vibração contempla poucos modelos de mesas vibratórias portáteis, dedicando maior atenção a shakers portáteis (para vibrações verticais) ou mesas vibratórias de maior escala (para vibrações horizontais). No projeto de um produto que se insira no nicho dos equipamentos portáteis para ensaios de vibração horizontal, se faz necessário o estudo da resistência de seus componentes. O presente trabalho busca estudar a resposta em termos de tensão equivalente oferecida por componentes de uma mesa vibratória portátil durante a operação da mesma. O projeto do produto estudado se diferencia do status quo do mercado por utilizar molas helicoidais de compressão como fornecedoras de rigidez para o sistema, por serem mais confiáveis que outros métodos. Os componentes da máquina estudada foram modelados computacionalmente em softwares de CAD e então tiveram sua resposta vibratória simulada numericamente pelo método dos elementos finitos. Foi observado que as frequências naturais do equipamento se situam acima da faixa de operação, e que as tensões de operação se situam abaixo dos limites do material, de tal maneira que o desenho dos componentes se mostrou suficientemente robusto para resistir à carga demandada durante a vida útil projetada do equipamento, viabilizando o projeto pretendido.

The current vibration tests equipment market includes a few portable slip table models, focusing more attention on portable shakers (for vertical vibrations) or larger-size slip tables (for horizontal vibrations). In the project of a product that fits in the niche for portable equipment for horizontal vibration tests, the study of the reliability of its components is made necessary. The present work seeks to study the response in terms of equivalent developed tension offered by components of a portable slip table when its operation. The project of the studied product differs from the status quo of the market for using helical compression springs as stiffness providers to the system, because they are more reliable than other methods. The components of the studied machine were computationally modeled in CAD softwares and then had their vibratory response numerically simulated through the finite element method. It was observed that the natural frequencies of the equipment are located above its operation range, and that the operation tensions are located below the material limits, in such a way that the design of the components showed itself to be robust enough to resist the required load during the lifecycle of the equipment, enabling the intended project.