Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)

Controle de um Máquina de Ensaio de Materiais por Fadiga Acionada por um Motor Linear

Alcidney Valério Chaves

Outubro/2014

Orientadores:

Ramon Romankevicius Costa Alessandro Jacoud Peixoto

Programa:

Engenharia Elétrica

      Dada as novas exigências da indústria por materiais que suportem atuar em ambientes cada vez mais agressivos, torna-se essencial o desenvolvimento de ferramentas que auxiliem na caracterização destes materiais, como as máquinas de ensaio de fadiga. Esta dissertação aborda a modelagem, simulação e controle de uma máquina de ensaio de fadiga acionada por motor linear. Após uma revisão bibliográfica sobre ensaios de fadiga e motores lineares, um simulador é desenvolvido com seus parâmetros obtidos a partir da literatura de controle e de manuais de fabricantes de motores lineares. A rigidez do corpo de prova varia no tempo devido à propagação da trinca ao longo do tempo. Baseado em dados experimentais, assume-se que o corpo de prova comporta-se como uma mola equivalente que varia lentamente no tempo. Propõe o uso de um controlador Gaussiano Linear Quadrático (LQG) com ação integral, como uma alternativa promissora para o controle de rastreamento de força de uma máquina de fadiga acionada por motor linear. Para atenuar os efeitos da variação da rigidez no desempenho do rastreamento, os ganhos do controlador são modificados ao longo do tempo como função do erro de rastreamento e de uma estimativa da rigidez obtida através de medidas de força/posição. Por meio de simulações numéricas,s verifica-se que a lenta variação da rigidez assegura que o esquema proposto mantém a força dentro dos limites exigidos pelas normas que regem os ensaios de fadiga. Portanto é possível inferir a viabilidade da utilização destes motores como acionadores de máquinas de fadiga, tendo em vista a atual tendência do mercado que utiliza motores lineares.