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dc.creatorPereira Neto, Raimundo Vicente-
dc.date.accessioned2025-08-04T17:46:22Z-
dc.date.available2025-08-04T17:46:22Z-
dc.date.issued2025-07-15-
dc.identifier.citationPEREIRA NETO, Raimundo Vicente. Balanceamento de máquinas rotativas sem o uso de massas de teste através de redes neurais artificiais. 2025. 116 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.373.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46551-
dc.description.abstractAmong the most common faults in rotating machines, imbalance stands out as the most frequently encountered. It is characterized by an uneven distribution of mass along the axis of rotation and is inherent to this type of equipment, whether due to imperfections in manufacturing and assembly processes or wear caused by prolonged use. Thus, to ensure operational safety and extend equipment lifespan, the periodic application of balancing procedures becomes necessary. Over time, several balancing methodologies have been developed, with the Influence Coefficient (IC) method being widely adopted in industry. However, with increasing demand for more efficient machines, the machine downtime required to perform balancing using the IC method has become increasingly inconvenient. In this context, this Thesis presents two methodologies for rotor balancing without the use of trial masses. The first, model-based methodology employs a finite element model of the rotor to generate training data for an Artificial Neural Network (ANN). This approach is validated numerically and experimentally, and the adequacy of the rotor model representation is analyzed in comparison with the estimates provided by the neural model. The second, data-based methodology introduces a novel Data Augmentation (DA) approach, specifically developed to generate virtual samples from a limited set of experimental data. The results show that the first methodology proved robust under significant variations in parameters considered uncertain in the model, achieving an average reduction of 50% in vibration amplitudes across three case studies. Regarding the second methodology, two case studies were conducted. In the first, five experimental samples were used, resulting in an average reduction of 60% in vibration amplitudes. In the second study, only two experimental samples were employed, yielding an average reduction of approximately 70% across all tested conditions. Therefore, both methodologies prove to be viable solutions for balancing rotating machinery without the use of trial masses — the first being recommended when a numerical model of the rotor is available, and the second when no such model exists and there is a limited amount of experimental data.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectRedes Neurais Artificiaispt_BR
dc.subjectArtificial Neural Networkspt_BR
dc.subjectMáquinas rotativaspt_BR
dc.subjectRotating machinespt_BR
dc.subjectDesbalanceamento sem massa de testept_BR
dc.subjectUnbalance without test masspt_BR
dc.subjectAprendizado de máquinapt_BR
dc.subjectMachine Learningpt_BR
dc.titleBalanceamento de máquinas rotativas sem o uso de massas de teste através de redes neurais artificiaispt_BR
dc.title.alternativeBalancing of rotating machines without the use of test weights using artificial neural networkspt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Cavallini Junior, Aldemir Aparecido-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0387727577180664pt_BR
dc.contributor.referee1Steffen Junior, Valder-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6838375689601075pt_BR
dc.contributor.referee2Duarte, Marcus Antônio Viana-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9030389274220180pt_BR
dc.contributor.referee3Dourado, Arinan De Piemonte-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5218566995755131pt_BR
dc.contributor.referee4Machado, Marcela Rodrigues-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/0422967504080267pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/9005173137515933pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoDentre as falhas mais comuns em máquinas rotativas, o desbalanceamento destaca-se como a mais frequentemente encontrada. Ele caracteriza-se pela distribuição irregular da massa ao longo do eixo de rotação e é inerente a esse tipo de equipamento, seja por imperfeições nos processos de fabricação e montagem, seja pelo desgaste decorrente do uso prolongado. Assim, para garantir a segurança operacional e aumentar a vida útil do equipamento, a aplicação periódica do procedimento de balanceamento torna-se necessário. Ao longo do tempo, diversas metodologias de balanceamento foram desenvolvidas, destacando-se o Método do Coeficiente de Influência (CI), amplamente utilizado na indústria. No entanto, com o aumento da demanda por máquinas mais eficientes, a parada de máquina, necessária para a realização do balanceamento pelo CI passou a ser considerada um inconveniente. Nesse contexto, esta Tese apresenta duas metodologias para o balanceamento de rotores sem a utilização de massas de teste. A primeira metodologia, baseada em modelo, utiliza um modelo em elementos finitos do rotor para gerar dados de treino de uma RNA. Essa abordagem é validada numericamente e experimentalmente, sendo também analisada a pertinência da representatividade do modelo do rotor frente às estimativas fornecidas pelo modelo neural. A segunda metodologia, baseada em dados, emprega uma nova abordagem de Aumento de Dados (AD), desenvolvida especificamente para gerar amostras virtuais a partir de um conjunto reduzido de dados experimentais. Os resultados mostram que a primeira metodologia revelou-se robusta sob variações significativas ao parâmetros considerados incertos no modelo, mantendo, em média, uma redução de 50% das amplitudes de vibração nos três estudos de caso realizados. Já na segunda metodologia, foram realizados dois estudos de caso. No primeiro, sendo utilizadas cinco amostras experimentais, apresentou uma redução média de 60% das amplitudes de vibração. No segundo estudo, foram utilizadas apenas duas amostras experimentais, obtendo-se uma redução média de aproximadamente 70% em todas as condições analisadas. Portanto, ambas as metodologias mostram-se soluções viáveis para o balanceamento de máquinas rotativas sem o uso de massas de teste — sendo a primeira indicada quando se dispõe de um modelo numérico do rotor, e a segunda, quando não há modelo disponível e um limitação de dados experimentais.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.sizeorduration116pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu/.te.2025.373pt_BR
dc.crossref.doibatchid51bec3df-44b2-4514-b55f-5a2212ac2f0d-
dc.subject.autorizadoEngenharia mecânicapt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.pt_BR
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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