Projeto e identificaÃÃo experimental de um protÃtipo de calibrador de pressÃo estÃtica e dinÃmica / Design and experimental identification of a static and dynamic pressure calibration device

AUTOR(ES)

Romulo Pereira de Castro

DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

A metodologia de projeto e a anÃlise experimental do comportamento dinÃmico de um sistema de calibraÃÃo de pressÃo sÃo apresentados. A estrutura do calibrador à um vaso de pressÃo vertical composto de uma estrutura tubular rÃgida, completamente cheio de lÃquido, fechado nas extremidades por duas membranas circulares flexÃveis. A membrana inferior à usada para gerar pressÃes estÃtica ou dinÃmica no fluido interno, atravÃs de excitaÃÃes aplicadas no seu centro. A membrana superior age como um sensor de pressÃo de referÃncia, cuja saÃda à o movimento de seu centro. O transdutor de pressÃo a ser calibrado à instalado ao lado da membrana superior. O mÃtodo dos elementos finitos à usado para modelar a estrutura elÃstica e o domÃnio do fluido interno. O comportamento do fluido interno à modelado pelas equaÃÃes de propagaÃÃo de ondas acÃsticas que sÃo usadas para resolver o problema de campos acoplados. A interaÃÃo fluido-estrutura ocorre na interface comum aos dois domÃnios, de modo que uma pressÃo acÃstica exerce uma forÃa aplicada na estrutura e os movimentos da estrutura induzem movimentos no domÃnio do fluido. A anÃlise modal do modelo à realizada e as respostas em frequÃncia do deslocamento no centro da membrana superior e da pressÃo na face do transdutor a ser calibrado, sÃo calculadas para uma excitaÃÃo harmÃnica aplicada no centro da membrana inferior. Ensaios experimentais sÃo realizados com o protÃtipo para uma forÃa de excitaÃÃo impulsiva. A velocidade do centro da membrana superior à medida com um vibrÃmetro laser, uma cÃlula de carga piezo-elÃtrica mede a forÃa de excitaÃÃo e um transdutor piezoresistivo mede a pressÃo. Os resultados obtidos sÃo usados para validar o comportamento estÃtico e dinÃmico do modelo computacional. A influÃncia dos parÃmetros geomÃtricos do calibrador sobre a sensibilidade estÃtica e sobre a banda de freqÃÃncias de operaÃÃo e sobre a pressÃo mÃxima admissÃvel à tambÃm analisada.

ASSUNTO(S)

pressÃo dinÃmica fluid-structure interaction vibraÃÃo planejamento experimental interaÃÃo fluido-estrutura dynamic pressure engenharia mecanica calibraÃÃo vibro acÃstica acoustic wave oscilaÃÃes

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