Utilização de redes neurais artificiais para avaliar o efeito da tensão média na fadiga do cabo CAL 1055 MCM

Abstract

Linhas de transmissão de energia têm sido construídas utilizando diversos níveis de carga de pré-esticamento. Para estimar a vida remanescente destas linhas, a CIGRE propôs uma metodologia de cálculo que requer não apenas a medição dos níveis reais de vibração do cabo, mas também sua curva Wöhler ou S-N extraída em laboratório sob o mesmo nível de tensão média aplicada no ensaio. No entanto, como estes ensaios são longos e requerem o uso de laboratórios sofisticados, o desenvolvimento de um modelo técnico capaz de estimar a curva S-N do cabo condutor para determinado nível de tensão média é extremamente desejável. Neste sentido, este trabalho consiste na utilização de um modelo de inteligência artificial conhecido como Redes Neurais Artificiais (RNA) para modelar o efeito da tensão média de tração sobre a resistência em fadiga do cabo condutor CAL 1055 MCM. Para isso, foram levantadas as curvas de Wöhler ou S-N de determinada montagem cabo/grampo de suspensão. Foram realizados 27 ensaios de fadiga submetidos a cargas de esticamento referentes à carga média diária de tração, conhecida como EDS (Every Day Stress) de 17%; 20% e 25,6% da carga de ruptura (RTS) do condutor. Os ensaios foram conduzidos de acordo com as recomendações da CIGRE (1985), EPRI (1979) e IEEE (1978), em uma bancada de 46 m de comprimento. As curvas S-N obtidas podem ser utilizadas para construir diagramas de vida constante. No entanto, para isso seria necessário à execução de um grande número de ensaios experimentais, o que encareceria a análise. Assim, uma forma de diminuir custos envolvidos em procedimentos experimentais é utilizar a RNA na construção destes diagramas. Em uma primeira análise deste trabalho, foram utilizados dados disponíveis na literatura para o condutor Ibis (cabo de alumínio com alma de aço) obtidos por Fadel et al., (2012), para fazer uma avaliação preliminar da eficiência da RNA. Em uma segunda investigação, conforme objetivo principal deste trabalho, utilizou-se os dados experimentais do condutor CAL 1055 MCM (cabo liga alumínio) para construir diagramas de vida constante (105, 106, 107ciclos). A partir dos resultados alcançados para ambos os condutores, percebeu-se que a RNA treinada com poucas curvas S-N produziram resultados bastante satisfatórios.