DESENVOLVIMENTO E COMPARAÇÃO DE MODELOS DE GERAÇÃO DE CURVAS FFT A PARTIR DE IMAGENS DE TEMPERATURA × TEMPO PARA CLASSIFICAÇÃO DE LUBRIFICAÇÃO EM MANCAIS DE ROLAMENTO

Autores

  • Bruno da Cunha Diniz Universidade Federal da Bahia
  • Ranya Mota Carvalho Universidade Federal da Bahia
  • Talisson de Jesus Alves Carvalho Universidade Federal da Bahia

DOI:

https://doi.org/10.61164/j87vfa28

Palavras-chave:

Transformada Rápida de Fourier, Mancais de Rolamento, Lubrificação, Redes Neurais Convolucionais, Processamento de Sinais

Resumo

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a comparação de cinco variantes de um modelo computacional destinado à conversão de imagens de curvas temperatura × tempo em representações espectrais por meio da Transformada Rápida de Fourier (FFT). As imagens utilizadas — 387 no total — foram geradas a partir dos arquivos .csv do KAIST Bearing Run-to-Failure Dataset (2020) e representam três regimes de lubrificação em mancais de rolamento (healthy, marginal e starved). Cada variante do modelo emprega estratégias específicas de suavização, ponderação por energia e realce espectral, com o objetivo de gerar curvas FFT adequadas para posterior classificação automática por redes neurais convolucionais (CNNs). Os resultados indicam que as versões FFT-Weighted, FFT-Composite e FFT-1D-Plus apresentaram melhor desempenho visual e estatístico, proporcionando espectros com maior estabilidade global e detalhamento local. Essa combinação favorece a diferenciação entre classes, uma vez que fornece padrões texturais e contrastes espectrais mais consistentes para o aprendizado convolucional. Conclui-se que a aplicação de FFT às curvas térmicas amplia a expressividade dos dados e constitui uma etapa promissora na preparação de datasets para reconhecimento de regimes de lubrificação em mancais de rolamento por CNNs.

Downloads

Os dados de download ainda não estão disponíveis.

Referências

ACTUATORS. The Fault Diagnosis of Rolling Bearings Based on FFT SE TCN SVM. Actuators, v. 14, n. 3, p. 152, 2025. Disponível em: https://www.mdpi.com/2076-0825/14/3/152. Acesso em: 31 out. 2025.

CARVALHO, R. M.; CARVALHO, T. J. A.; DINIZ, B. C. Development of an Image Processing Model for Bearing Lubrication Classification Using Convolutional Neural Networks. In: XI SIINTEC – International Symposium on Innovative Technologies, 2025, Salvador. Proceedings: XI SIINTEC, 2025.

COOLEY, J. W.; TUKEY, J. W. An algorithm for the machine calculation of complex Fourier series. Mathematics of Computation, v. 19, n. 90, p. 297–301, 1965.

KOREA ADVANCED INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY (KAIST). Bearing Run-to-Failure Dataset. Daejeon, South Korea, 2020.

LECUN, Y.; BENGIO, Y.; HINTON, G. Deep learning. Nature, v. 521, n. 7553, p. 436–444, 2015.

OPPENHEIM, A. V.; SCHAFER, R. W. Discrete-Time Signal Processing. 3. ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2010.

SENSORS. Bearing Fault Diagnosis Using Lightweight and Robust One Dimensional Convolution Neural Network in the Frequency Domain. Sensors, v. 22, n. 15, p. 5793, 2022. Disponível em: https://www.mdpi.com/1424-8220/22/15/5793. Acesso em: 31 out. 2025.

WU, X.; YANG, C.; ZHENG, H.; LI, X. Intelligent fault diagnosis of rotating machinery based on improved CNN with frequency–domain feature fusion. Sensors, v. 23, n. 8, p. 3921, 2023.

XU, M.; YU, Q.; CHEN, S.; LIN, J. Rolling Bearing Fault Diagnosis Based on CNN-LSTM with FFT and SVD. Information, v. 15, n. 7, p. 399, 2024. Disponível em: https://www.mdpi.com/2078-2489/15/7/399. Acesso em: 31 out. 2025.

ZHANG, H.; ZHOU, Y.; WANG, Z.; LI, J. Fault diagnosis of rolling bearings based on time–frequency representation and convolutional neural networks. Mechanical Systems and Signal Processing, v. 181, p. 109484, 2022.

ZHOU, J.; QIN, Y.; KOU, L.; YUWONO, M.; SU, S. Fault detection of rolling bearing based on FFT and classification. Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing, v. 9, n. 5, 2015. Disponível em: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jamdsm/9/5/9_2015jamdsm0056/_article. Acesso em: 31 out. 2025.

Downloads

Publicado

2025-11-10

Como Citar

DESENVOLVIMENTO E COMPARAÇÃO DE MODELOS DE GERAÇÃO DE CURVAS FFT A PARTIR DE IMAGENS DE TEMPERATURA × TEMPO PARA CLASSIFICAÇÃO DE LUBRIFICAÇÃO EM MANCAIS DE ROLAMENTO. (2025). Revista Multidisciplinar Do Nordeste Mineiro, 20(1), 1-19. https://doi.org/10.61164/j87vfa28