PROJETO E OTIMIZAÇÃO DE UMA BALANÇA DE CARGA PARA TÚNEIS DE VENTO COM BAIXA VELOCIDADE
Rodrigo Cezar Polac1; Diony Douglas Durães Santos1; Danilo Mendes Nascimento1; Marcelo Braga dos Santos1; Aristeu Silveira Neto1
1 Universidade Federal de Uberlândia
Resumo
Neste trabalho é apresentada uma metodologia para o projeto de balanças de força a serem aplicadas na instrumentação de túneis de vento de baixa velocidade. Esta metodologia baseia-se na concepção da configuração fundamental da balança, no projeto e na otimização do projeto da balança através do uso de modelos de elementos finitos e algoritmos de otimização. O projeto apresentado tem características únicas quando comparado ao projeto de balanças normalmente utilizadas em túneis de vento de grandes dimensões e elevados números de Reynolds. São discutidas, portanto, as características do túnel de vento para o qual o projeto foi desenvolvido que tornam a metodologia aplicada adequada ao projeto de sensores de túneis de vento de baixa velocidade. São apresentadas as características fundamentais de sensores de força e a forma com que tais características são representadas no modelo de elementos finitos. A metodologia de otimização do projeto é apresentada de maneira detalhada em suas etapas. Adicionalmente são mostradas as soluções adotadas para se aumentar a sensibilidade da balança sem alteração das características dinâmicas do sensor. Finalmente as dimensões e configurações finais da balança e da célula de carga são apresentadas e discutidas baseando-se nos resultados de calibração estática e dinâmica do protótipo da célula.
Palavras-chave: Túnel de vento; célula de carga; balança; otimização; elementos finitos