Title

Aplicação da Dinâmica Vibracional na Estimativa de Tração em Cordas de Nylon

Application of Vibrational Dynamics in the Estimation of Tension in Nylon Strings

Authorship

IZIDORIO, MATHIAS BARROSO; DEMASI, DJALMA; MOUGO, ADRIANE LOPES

IZIDORIO, MATHIAS BARROSO

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DEMASI, DJALMA

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MOUGO, ADRIANE LOPES

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DOI

10.5151/2594-5327-43711

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Abstract

A estimativa indireta da força de tração por meio da análise da frequência de vibração constitui uma alternativa não invasiva para o monitoramento de sistemas tensionados. Neste trabalho, propõe-se e valida-se uma metodologia experimental de baixo custo para a determinação indireta da tração em cordas de nylon, utilizando um smartphone para aquisição da frequência sonora e uma balança digital de mão como referência de força, previamente submetida à validação metrológica. Foram realizados ensaios com cordas de três calibres (0,7; 1,0 e 1,1 mm), comparando-se os valores experimentais de tração com as previsões da teoria clássica das cordas vibrantes. Os resultados apresentaram elevada concordância entre teoria e experimento, com erros relativos inferiores a 5,1% e erro médio global inferior a 1,36%, demonstrando a consistência da metodologia para diferentes condições de ensaio. Conclui-se que o método proposto apresenta viabilidade técnica para a estimativa indireta da tração em sistemas tensionados, constituindo uma alternativa de baixo custo para aplicações em ensino, pesquisa e monitoramento preliminar de ativos industriais.

Indirect estimation of tensile force through vibration frequency analysis is a non-invasive alternative for monitoring tensioned systems. This work proposes and validates a low-cost experimental methodology for the indirect determination of tensile force in nylon strings using a smartphone for acoustic frequency acquisition and a handheld digital scale as the force reference, previously subjected to metrological validation. Tests were carried out on nylon strings with three different diameters (0.7, 1.0, and 1.1 mm), comparing the experimental tensile forces with the predictions of the classical vibrating string theory. The results showed excellent agreement between theoretical and experimental values, with relative errors below 5.1% and an overall mean error lower than 1.36%, demonstrating the consistency of the proposed methodology under different test conditions. It is concluded that the proposed method is technically feasible for the indirect estimation of tensile force in tensioned systems, representing a low-cost alternative for educational, research, and preliminary monitoring applications in industrial assets.

Keywords

Cordas de nylon, Cordas vibrantes, Dinâmica vibracional

Nylon strings, String tension, Mechanical vibration