Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica - PPGEM
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Navegando Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica - PPGEM por Autor "Frajuca, Carlos"
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- ItemAnálise construtiva de Motor de Relutância Variável (MRV) aplicado em dispositivo de calibração de gravímetros(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2022-05-30) Sanchez, Eduardo; Frajuca, Carlos; Silva, Davinson Mariano; Toufen, Dennis Lozano; Fortes, Márcio ZambotiMotores de Relutância Variável (MRV) apresentam vantagens para aplicações nas mais diversas áreas da indústria e equipamentos, devido a sua versatilidade, robustez, estabilidade e possibilidade de controle preciso de rotação, potência e torque. Levando-se em conta estas vantagens, decidiu-se analisar os aspectos construtivos deste tipo de motor para o protótipo em tela, que será utilizado em calibração de gravímetros, destinado à detecção de ondas gravitacionais através do efeito destas ondas em objetos em rotações ultra-altas, da ordem de 500.000 rpm. O dispositivo proposto requer um controle de erro de 1:10.000 rpm, o que será possível face às características de estabilidade do MRV. Devido à vibração permissível ser extremamente baixa, o sistema utiliza rolamentos magnéticos no rotor, com ímãs de neodímio interagindo com o eixo metálico, garantindo baixo atrito e vibração. Parte destes aspectos construtivos podem ser simulados usando Matlab/Simulink, permitindo uma perspectiva de desempenho do MRV no protótipo.
- ItemAnálise por simulação de rotores de materiais conjugados para baterias eletromecânicas(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 03/03/2018) Coppedé, Daniel ; Frajuca, CarlosO trabalho apresenta um estudo voltado a um tipo específico de roda de inércia, conhecida como Flywheel, capaz de acumular energia cinética quando em movimento. Foram realizadas análises computacionais sobre a geometria e a proporção de materiais conjugados para o rotor. Estas rodas são utilizadas em baterias eletromecânicas que detém uma maior vida útil se comparada com outros tipos de bateria comercialmente conhecidas. Este estudo visa à análise de uma roda de inércia girando a uma velocidade de rotação de até 150.000 rpm, assim concentrando maior quantidade de energia e reduzindo dimensões e custos de material. Para tanto, neste trabalho foram criados e simulados, pelo Método de Elementos Finitos, vários tipos de geometrias de rodas de inércia, com a intenção de verificar o comportamento das tensões de resistência mecânica do material na sua elevada velocidade de rotação. Com estes dados escolheu se a geometria e o material que juntos obtiveram o melhor desempenho para o desenvolvimento de uma roda de inércia de baixo custo e elevado rendimento, com resultados obtidos de rotações acima dos 170.000 rpm
- ItemAvaliação de diferentes tipos de madeiras para a fabricação de corpos de guitarra elétrica(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2020-02-28) Zampini, Francisco De Felice; Frajuca, CarlosO estudo tem foco no comportamento sonoro de diferentes madeiras para a fabricação de corpos de guitarra elétrica. Neste estudo foi verificado o estado da arte, através de pesquisa em artigos e dissertações a respeito do tema, e realizados testes de comportamento sonoro de corpos de madeira de diferentes espécies. Foram escolhidos quatro tipos de madeiras diferentes, dentre as espécies encontradas no Brasil, com densidades distintas, além do composto de madeira conhecido por MDF. Foram construídos corpos de provas simples, simulando corpos de guitarra elétrica, onde foi afixado um braço de guitarra. Foi realizada a montagem de cordas com a afinação de duas notas da Gama Temperada, e o som, produzido ao tanger essas cordas, analisado através de um programa específico de análise de som, o Raven Lite. A análise comparativa entre os espectros sonoros produzidos pela vibração de cada uma das cordas em cada um dos distintos corpos permite verificar se há diferenças relevantes na quantidade e frequência dos harmônicos e intensidades sonoras encontradas. Observou-se, nesse experimento, que a madeira do corpo tem realmente certa influência no timbre da guitarra elétrica, mas, em níveis de intensidade baixos. Não podemos afirmar, portanto, que a madeira, para o instrumento de corpo sólido, está influenciando de forma significativa a percepção do timbre do instrumento pelo ouvinte, embora algumas pessoas de audição mais sensível possam notar alguma diferença.
- ItemProtótipo de dispositivo para calibração de gravímetros – modular (PDCG-M)(IFSP, 23/06/2018) Silva Neto, Silvestre da; Frajuca, CarlosO anúncio científico e êxito tecnológico da detecção das ondas gravitacionais (OG), confirmando a Teoria da Relatividade Geral (TRG), proposta por Albert Einstein, reforçou a perspectiva de cientistas e astrônomos em todo o mundo, pelo aperfeiçoamento dos detectores de OG e busca por detecções similares, e que possam contribuir com o esclarecimento da ação da energia escura, aceleração do ritmo de expansão do Universo e certamente novas descobertas. As duas principais técnicas de detecção de ondas gravitacionais são por interferometria a laser e por antena ressonante massiva , esta última teoricamente mais eficiente, pois possue a propriedade de ser multidirecional, ou seja, em qualquer direção que as ondas gravitacionais se propaguem, a antena é igualmente sensível. Dentre outros países, possuímos uma proposta brasileira, o detector de OG Mário Schenberg, que se encontra no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). O presente trabalho objetiva a proposição do desenvolvimento de um Protótipo de Dispositivo para Calibração de Gravímetros - Modular (PDCG-M), em escala reduzida, utilizando técnicas preditivas de análise vibracional e balanceamento dinâmico e termografia, uso de mancais por levitação LENZ e mancais magnéticos, em substituição aos rolamentos convencionais, que possibilite a modulação dos componentes e que seja capaz de girar a rotações próximas a 10.000 RPM (167 Hz), e com a evolução dos experimentos, possa girar a 96.000 RPM (1600 Hz) e produzir sinais gravitacionais em escala laboratorial conhecidos, e seja testado em câmara de vácuo, possibilitando a medição da velocidade de interação gravitacional por massa ressonante, possibilitando a calibração do sistema vibracional do detector Mário Schenberg e similares ao redor do mundo. Foram construídos um dispositivo de simulação de campo (DSC) e um protótipo físico modular reduzido (PDCG-M) mais estável, comprovou-se a eficiência das técnicas preditivas utilizadas como apoio, e o PDCG-M atingiu velocidade de 8112 RPM, alcançando o objetivo inicial da proposta do projeto
- ItemSimulação em elementos finitos da parte mecânica de um calibrador para detector interferométricos de ondas gravitacionais(IFSP, 2022-07-07) Prado, André Rogério Cardoso do; Frajuca, CarlosEste trabalho tem por objetivo a simulação em elementos finitos da parte mecânica de um calibrador para os detectores interferométricos a laser de ondas gravitacionais. Sendo o principal foco aumento do acoplamento entre o calibrador e o detector de ondas gravitacionais existentes. A parte mecânica da simulação foi realizada por meio do software de simulação SolidWorks Simulation versão 2019. Se avalia as t´técnicas de simulação de elementos finitos para obter a acuracidade dos dados do calibrador. O material Nióbio foi o escolhido para a confecção do calibrador, pois pesquisada a literatura este apresentou as melhores características para tal dispositivo. Neste estudo foi desenhado um arquétipo paramétrico no formato de quase diapasão para o calibrador. Realizou-se o procedimento sobre as características da discretizarão da ”malha”, na simulação da mecânica estrutural do tipo sólido. O m´método foi utilizado para prever as frequências modais do dispositivo tanto no formato do diapasão, quanto no desenho do conjunto montado do diapasão com sua suspensão, em um campo de frequências da ordem de 128 Hertz .