Influência da modelação de juntas cinemáticas com folga na resposta dinâmica de sistemas mecânicos : uma abordagem teórica

Abstract

Nesta comunicação apresenta-se uma metodologia computacional para a análise dinâmica de sistemas mecânicos incluindo juntas cinemáticas imperfeitas, nomeadamente juntas de revolução e de translação com folga. A análise dinâmica de sistemas mecânicos é, em geral, levada a cabo tendo como premissa o facto de as juntas cinemáticas serem ideais ou perfeitas, isto é, sem considerar a folga, o atrito e a lubrificação das próprias juntas. Contudo, é sabido que a existência de folga nas juntas cinemáticas é, por um lado, indispensável devido a tolerâncias impostas no fabrico dos componentes, e, por outro, condição ‘sine qua non’ para que haja movimento relativo entre os corpos. O principal enfoque deste trabalho centra-se na modelação matemática de juntas cinemáticas de rotação e de translação com folga. Para o efeito, os elementos que constituem as juntas com folga, por exemplo, o veio e o casquilho numa junta de rotação, são modelados como corpos que colidem entre si. As forças de impacto geradas durante a colisão determinam a resposta dinâmica do sistema. Estas forças são posteriormente introduzidas nas equações do movimento dos sistemas mecânicos como forças externas aplicadas aos respectivos corpos. Para caracterizar o impacto entre os corpos é utilizado um modelo de força de impacto contínuo, baseado na teoria do contacto elástico de Hertz à qual se acrescenta um termo relacionado com a dissipação de energia. A metodologia descrita neste trabalho é aplicada a um mecanismo do tipo biela-manivela com corrediça em que se incluem juntas de rotação e de translação com folga.