Análise e atenuação de vibração em cabos de linhas de transmissão

Abstract

A vibração gerada pela excitação dos ventos sobre os cabos usados nas linhas de transmissão aéreas (LTA) é uma das principais causas de rupturas e danos estruturais. Durante a vibração, o material do condutor não resiste aos sucessivos ciclos de deformação, acontecendo a falha da estrutura através do processo de fadiga do material. Este trabalho realiza a análise do comportamento dinâmico do condutor a partir da modelagem numérica de um protótipo. Foi realizada análise modal e harmônica a fim de obter as frequências de ressonância e compreender a dinâmica da estrutura na faixa de frequência até 3,5 Hz. A solução por métodos de elementos finitos (MEF) obtida por meio do software ANSYS Mechanical APDL foi comparada à solução analítica do cabo para a validação dos resultados e da modelagem realizada. Absorvedores Dinâmicos de Vibração (ADV), tipo Stockbridge, foram implementados no condutor como solução para diminuir as amplitudes de vibração. Para reproduzir a dinâmica do Stockbridge, foram modeladas duas vigas em balanço com massas pontuais nas extremidades livres e fixadas ao cabo. Foram obtidos comportamentos similares ao Stockbridge real. Foi observada redução significativa da amplitude de vibração do cabo com ADV acoplado. O posicionamento do ADV foi investigado tomando diversas simulações com diferentes localizações de acoplamento. O desempenho foi avaliado de acordo com a largura de banda de atenuação apresentado na FRF do cabo. Por fim, conjunto de ADVs foi implementado à estrutura do condutor a fim de se obter uma maior largura de banda.