Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica - PPGEM

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Propriedades de metalocarboxiftalocianinas imobilizadas em caulinita
(IFSP, 01/03/2018) Hirano, Carlos Alberto Mitio; Calefi, Paulo Sérgio
Avaliar a funcionalização e as propriedades da caulinita sintética de uma metaloftalocianina (MPc) a partir da caulinita. As ftalocianinas são macrociclos aromáticos e possuem um extenso sistema planar conjugado de 18 elétrons p. Além destas características que as tornam de grande interesse, as ftalocianinas ainda podem acomodar cerca de 70 tipos de íons metálicos no centro do macrociclo, sendo chamadas de metaloftalocianinas. Que apresentam propriedades químicas e físicas únicas, resultando em uma gama de aplicações como, por exemplos fotocatálise, terapia fotodinâmica (TFD), óptica não linear e materiais semicondutores. A caulinita é uma matriz inorgânica muito empregada para obtenção de materiais híbridos por apresentar resistência térmica e química, e a possibilidade de promover a funcionalização para seguida imobilização de macromoléculas. Com o propósito de amenizar essas propriedades de agregação, com o objetivo de estudar a imobilização de carboxiftalocianinas em caulinita funcionalizada com tris (hidroximetil)aminometano (KaTRIS), obtendo um novo material híbrido. Os materiais obtidos foram caracterizados por espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IV) e na região do ultravioleta e do visível (UVVis), análise térmica (TG/DTG), microscopia eletrônica de transmissão (MET)
Análise 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, Carlos
O 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
Análise dos parâmetros da soldagem por atrito rotativo coaxial entre o cobre eletrolítico e a liga CuCrZr para garantir condutividade elétrica
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 03/07/2018) Sabor, Wagner de Campos; Nakamoto, Francisco Yastami
A união de materiais similares e dissimilares realizadas por soldagem por atrito rotativo ou Friction Rotary Welding (FRW) é muito utilizada na indústria, principalmente na indústria automobilística para a fabricação de peças com geometrias complexas ou compostas de materiais dissimilares, em que os processos tradicionais de soldagem por fusão não são possíveis ou não recomendados devido às restrições das condições de contorno que envolvem propriedades do material e/ou processo. Esta pesquisa visa obter a correlação dos parâmetros de soldagem FRW entre o cobre eletrolítico e a liga CuCrZr, mantendo a qualidade da condutividade elétrica na região da solda. A soldagem dos corpos de prova foi realizada em um equipamento adaptado para realizar o processo, ou seja, foi realizado o retrofit de um torno mecânico convencional, com a adaptação de reforços estruturais, sistema hidráulico, sistema de controle eletrônico de rotação, sensores e software dedicado. Após uma extensa pesquisa experimental, os melhores parâmetros para a obtenção de soldas de boa qualidade foram determinados. O presente trabalho contribuirá para o processo de fabricação de terminais e hastes para transformadores e eletrodos para soldagem por resistência, dentre outras aplicações. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de tração, dureza e microdureza Vickers, inspeções metalográficas, micrográficas e macrográficas, ensaios não destrutivos e ensaios de condutividade elétrica, que comprovam a eficiência das soldas, boa resistência mecânica e melhora na condutividade elétrica
Aspectos de duas demonstrações do pequeno teorema de FERMAT
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) , 04/10/2017) Espírito Santo, Marcelo Alexandre Torres do ; Carvalho, Henrique Marins de
Esta dissertação é parte dos requisitos para obtenção do título de mestre no programa PROFMAT (Mestrado Profissional em Matemática em Rede Nacional) realizado no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (Campus São Paulo). Em consonância com a proposta deste referido programa que prima por uma matemática acadêmica rebuscada, que eleve o nível do professor da educação básica para que o mesmo possa levar novas propostas enriquecedoras para a sala de aula e agregar ao currículo básico, o presente trabalho uniu um resultado fundamental da teoria dos números, o Pequeno Teorema de Fermat, em sua apresentação formal a uma versão alternativa do mesmo, encontrada na análise combinatória devida a Julius Petersen, que pode ser representada de forma lúdica por colares em uma turma de educação básica, estabelecendo, assim, relações entre a matemática acadêmica e a da sala de aula da educação básica. Para tanto, a literatura listada nas referências bibliográficas buscou esboçar o que chamamos de matemática através de suas provas, teoremas, corolários, axiomas e seus aspectos filosóficos, sem esgotar o tema por motivos, por exemplo, da matemática ser uma construção milenar, mas que permitiu ao menos estruturar a importância dos objetos estudados. Assim, o trabalho versa primeiramente sobre os aspectos filosóficos e estruturais de provas e demonstrações em geral, em seguida aborda a demonstração do Pequeno Teorema de Fermat sob um ponto de vista formal e histórico e, finalmente, é apresentada uma atividade lúdica, utilizando artesanato com miçangas que pretende unir a matemática sofisticada superior do Pequeno Teorema de Fermat à matemática elementar do ensino médio fundamentada apenas no princípio fundamental da contagem
Proposta de sistematização para a modelagem em redes de Petri de alto nível
(IFSP, 08/01/2019) Mazzoni, Uanderson Rodrigues Costa; Nakamoto, Francisco Yastami
Os avanços tecnológicos e o aumento da complexidade dos processos nas plantas industriais influenciado principalmente pelo crescente aumento de equipamentos inteligentes empregados nos processos de manufatura têm exigido cada vez mais a proposição de novas técnicas de modelagem dos Sistemas Flexíveis de Manufatura (SFM). As ferramentas derivadas de rede de Petri (RdP) se mostram eficientes para a modelagem e projeto de sistemas de controle para SFM. Neste contexto, RdP interpretadas permitem representar elementos físicos para realização do controle associado a alto poder de abstração, promovendo a modelagem efetiva do sistema de controle para SFM. Na classe de RdP interpretada, destaca-se a rede Enhanced Mark Flow Graph (E-MFG) que é caracterizada pela individualização das marcas. Desta forma, o objetivo do presente trabalho é apresentar uma proposta de sistemática para geração de modelos de controle para SFM utilizando uma metodologia consagrada de modelagem top-down para Sistemas Dinâmicos a Eventos Discretos, com o emprego dos diagramas da Unified Modeling Language (UML) para a geração do sistema de controle em E-MFG.
O uso do Scratch na metodologia da resolução de problemas : uma proposta para o ensino de algumas propriedades dos polígonos através de desafios
(IFSP, 11/09/2017) Souza, Eder Carmo de; Baroni, Mariana Pelissari Monteiro Aguiar
Os avanços tecnológicos das últimas décadas estão provocando profundas mudanças na forma como o ser humano se relaciona com o mundo e com os seus pares. Observamos o redimensionamento do espaço e do tempo, com o rompimento de barreiras geográficas, imprimindo um acelerado ritmo de transformações em praticamente todo o globo terrestre, naquilo que muitos estudiosos vêm denominando como processo de globalização. A escola pública, importante conquista da sociedade moderna, configurando-se como uma das instituições imprescindíveis na efetivação da inclusão social, precisa rever suas práticas, muitas das quais datadas de uma configuração social ultrapassada, para promover cidadãos capazes de enfrentarem as demandas oriundas desse processo histórico. Nesse contexto, o presente trabalho investiga o emprego de recursos tecnológicos no ensino da matemática, por meio da metodologia de Resolução de Problemas. O panorama histórico e a forma como as recentes alterações dos meios de produção impulsionam a reorganização da sociedade justificam conceber o uso do computador como facilitador do processo de construção de conhecimento. O retrospecto da Resolução de Problemas aponta os direcionamentos que seguiu essa modalidade de ensino da matemática desde que foi elaborada e sistematizada por George Polya. O caminho adotado tomou por base considerações a respeito da finalidade da matemática como componente curricular, cuja formulação é a do ensino da matemática através da Resolução de Problemas. A questão norteadora objetiva elencar as contribuições e implicações dessa proposta pedagógica no ensino de algumas propriedades dos polígonos. Para tanto, elabora-se um roteiro de estudos, a partir de uma proposta de atividade em um ambiente de programação, denominada Desafios. Verifica-se, entre outros, a mediação como ação principal do educador, para um educando em processo de construção de conhecimento. Concluímos, entre outros, que, como proposta, os Desafios desenvolvem uma atitude matemática nos estudantes, ao criarem um ambiente de aprendizagem onde esses sintam-se encorajados a formularem hipóteses a partir de conhecimentos já elaborados, imprimindo estilos individuais e coletivos no processo investigativo de resolução de problemas instigantes
Determinação dos limites de estampabilidade de chapa de aço IF pelo processo de estampagem incremental
(13/08/2018) Santos, Gustavo Henrique de Paula; Goulart, Pedro Roberto
Novos processos de estampagem de metais vêm sendo desenvolvidos para atender às demandas do mercado que requer cada vez mais peças customizadas e curtos tempos de fabricação. Neste tocante surge como alternativa para atender a estas solicitações o processo de estampagem incremental de chapas (do inglês incremental sheet forming ISF) que se baseia na - aplicação de uma deformação plástica local e progressiva produzida por uma ferramenta que, guiada por uma máquina de controle numérico computadorizado (CNC), pressiona uma chapa ao longo de trajetórias específicas a fim de estampar uma peça com determinada geometria. Diferentes materiais têm sido utilizados nos estudos do processo ISF variando desde metais a polímeros porém poucos estudos têm sido realizados em aços, sobretudo em aços dedicados á estampagem, como o aço livre de intersticiais (interstitial free - IF). Este estudo apresenta os resultados de experimentos realizados com chapas de 0,6 mm de espessura pelo processo ISF que determinou o ângulo limite de estampagem para o formato geométrico de um cone, sendo que acima deste limite o material fica sujeito a fraturas com diferentes graus de severidade e em diferentes profundidades
Estudo da estampabilidade do latão C260 e do cobre C110 pelo processo de estampagem incremental de ponto simples em um centro de usinagem de 5 eixos
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 13/08/2018) Pereira, Lucas Clarindo; Goulart, Pedro Roberto
A Estampagem Incremental é um processo de conformação utilizado na fabricação de protótipos ou pequenos lotes, realizado normalmente em centros de usinagem e, por ser uma técnica ainda recente, possui muitos limites a serem investigados para se tornar mais presente no meio fabril. Em comparação a outros processos de conformação, a Estampagem Incremental apresenta custo reduzido e ferramental simples; em contrapartida demanda maior tempo de processo de fabricação por peça e apresenta maior desvio geométrico e dimensional. Este trabalho apresenta os resultados da Estampagem Incremental de Ponto Simples (SPIF) utilizando-se como materiais de ensaio chapas de latão C260 e de cobre C110, com espessuras de 0,5 mm e de 1,0 mm, com geometrias e ângulos de parede diferentes. Os materiais foram caracterizados por meio do tamanho de grão e por ensaios de dureza, tração e Nakazima, que mostraram que, apesar do latão apresentar maior resistência mecânica, com o cobre foi possível a obtenção de melhor estampabilidade. O processo foi realizado em um centro de usinagem de 5 eixos e os resultados possibilitaram a obtenção do ângulo limite de estampagem e a análise de espessura do perfil obtido. Para as chapas com 0,5 mm de espessura não se obteve o ângulo limite de estampagem devido à fratura precoce do material. Com as chapas de 1,0 mm de espessura se obteve o ângulo limite de estampagem de 66,5° para o latão e de 68° para o cobre e para ambos os materiais uma diferença média de espessura de 7,7% se comparada ao valor previsto matematicamente. Ao se comparar os alongamentos máximos verificou-se que os valores atingidos no processo SPIF são muito superiores aos atingidos nos ensaios de tração e de Nakazima
Estratégias utilizadas por um grupo de estudantes surdos ao resolver atividades envolvendo noções de função
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 14/09/2016) Batista, Eliane Ferreira; Traldi Junior, Armando
Esta pesquisa tem como objetivo identificar estratégias utilizadas por um grupo de estudantes surdos ao resolver atividades relacionadas com noções de função, destacando os aspectos da língua e do pensamento. Buscou-se responder a questão de pesquisa: "Que estratégias foram utilizadas por um grupo de estudantes surdos ao resolver atividades relacionadas com noções de função?" Os pressupostos estão fundamentados nas teorias do Pensamento e Linguagem de Vygotsky e da Pedagogia Visual de Campello. A metodologia da pesquisa é fundamentada em um estudo qualitativo. Os instrumentos para coleta de dados se deram por meio de questionário, protocolo das atividades e observação. A pesquisa foi realizada com um grupo de estudantes surdos matriculados no primeiro ano do ensino médio em uma escola bilíngue. Os critérios de escolha dos estudantes que fizeram parte da pesquisa foi a voluntariedade, saber se comunicar em língua de sinais, autorização dos responsáveis, presença e participação nas aulas. O produto final deste estudo é composto por um relatório contemplando as principais estratégias utilizadas pelo grupo de estudantes e as principais observações. Há a expectativa a partir deste estudo, somado a outros estudos com o mesmo objetivo, buscar tipologias que caracterizem o processo de ensino e aprendizagem de matemática ao estudante surdo. Este estudo faz parte de um projeto maior desenvolvido no Instituto Federal de Educação, Ciências e Tecnologia de São Paulo que tem como objetivo compreender os conhecimentos matemáticos necessários para o professor de estudantes surdos no ensino médio
Módulo de pré-carga para o simulador híbrido do sistema cardiovascular
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) , 20/03/2018) Nishida, Breno Yuzo Tachibana; Bock, Eduardo Guy Perpétuo
Simuladores são ferramentas que utilizam diferentes tipos de aproximações para criar um ambiente ou comportamento semelhante a um fenômeno real para pesquisa. Os simuladores do sistema cardiovascular humano podem ser construídos através de modelos elétricos, mecânicos ou puramente matemáticos e podem ser categorizadas através do ambiente simulado, que pode ser de células, de tecidos, de órgãos ou do sistema cardiovascular completo. Um tipo de simulador é o Simulador Híbrido do Sistema Cardiovascular, essa ferramenta é caracterizada por simular a dinâmica do sistema cardiovascular humano pelo método de Windkessel que modela a elasticidade das artérias e da resistência vascular de forma concentrada, trabalhando em ambiente computacional e em bancada para testes in vitro. Uma das propostas de otimização é a automatização total dos testes e possibilitar maior número de simulações que podem ser feitos, já que as ferramentas em desenvolvimento atualmente possuem aplicações clínicas e de ensino também. Como um primeiro passo desse trabalho, foi projetada a automatização da pré-carga para a melhoria da simulação do enchimento do ventrículo. A metodologia se baseou no estudo de vários tipos de simulações e a comparação com a técnica usada para representar o enchimento do ventrículo com a aplicação do SHSC. Nestes estudos, foi utilizada a pressão interna do reservatório que, através do modelo Windkessel, é possível variar a pressão do enchimento pela quantidade de ar. Após a construção do módulo, foram feitas comparações com os resultados adquiridos de um simulador computacional feito em Pspice e nos resultados de um simulador numérico em Labview que utiliza dados de pacientes reais através dos Diagramas PV para representar formas de Insuficiência Cardíaca Congestiva (ICC) no SHSC com o módulo já implementado. Depois da comparação, foi possível observar que os resultados das simulações estão de acordo com a literatura, porém será necessário pesquisar novas técnicas para simular outros tipos de doenças na bancada do Simulador Híbrido do Sistema Cardiovascular
Cálculo fracionário aplicado as equações horárias do movimento e outras aplicações
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) , 2017) Boni, Maurício Di Tota Montanari; Santos, Flávia Milo dos
Este trabalho trata do cálculo fracionário, ou seja, o cálculo que considera valores não necessariamente inteiros para a ordem das derivadas e integrais. Apesar de existirem relatos do cálculo fracionário desde o final do século XVII, este ganhou mais destaque a partir do século XX. Discute-se nesse trabalho a solução de problemas clássicos normalmente descritos pelo cálculo de ordem inteira como o problema da tautócrona, o sistema de Lotka-Volterra, o decaimento radioativo através do cálculo fracionário. Além disso, uma aplicação do cálculo fracionário às equações horárias do movimento é feita utilizando as definições de RiemannLiouville e Caputo
Método de elementos finitos aplicado à obtenção do número preditivo de ciclos das próteses de quadril fabricadas em aço inoxidável ASTM F138 e ASTM F7
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2017) Santos, Rodrigo Cesar dos; Lima, Waldecir Paula; Silva Junior, Wilson Carlos da
Este estudo tem como objetivo permitir a detecção prematura de falhas na resistência mecânica ocasionadas por erros de projetos e ou materiais impróprios aplicando o Método de Elementos Finitos (MEF). Atendendo as novas normas da ANVISA para este produto. O quadril é uma estrutura complexa, composta por ossos, ligamentos, e músculos estruturais, responsável por transmitir potência para o corpo. O corpo é submetido a esforços repetitivos o que traz desgaste prematuro das articulações. Uma prótese de quadril é tipicamente sujeita a cargas cíclicas proporcionais ao peso do paciente, em resposta a cada passo e, consequentemente, exige uma abordagem baseada na tensão cíclica de compressão. Os aços inoxidáveis austeníticos têm sido utilizados em aplicações cirúrgicas ao longo de muitos anos em função do baixo custo, das boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Foram aplicadas diferentes solicitações na cabeça da haste femoral, a geometria inicialmente complexa do modelo virtual foi subdividida em um número finito de malhas de formato tetragonal, esta subdivisão permite analisar o comportamento mecânico em diferentes áreas do modelo. Com a realização dos ensaios virtuais constatou-se que o material ASTM F138 apresentou melhor desempenho mecânico comparando com os resultados apresentados pela liga ASTM F75
Estudos dos parâmetros de soldagem por atrito rotativo na união de material similar Latão 65/35
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2017-12-12) Furlanetto, Tarcisio; Nakamoto, Francisco Yastami; Nakamoto, Francisco Yastami; Santos, Givanildo Alves dos; Batalha, Gilmar Ferreira
Considerando os processos alternativos utilizados para união de materiais similares, destaca-se o processo de soldagem por atrito rotativo (Rotary Friction Welding - RFW) muito empregado nas indústrias automotivas. Este processo de soldagem ocorre em estado sólido, abaixo da temperatura de fusão entre as partes, apresentando como principais mecanismos a difusão e mistura mecânica. O presente trabalho realizou um estudo que correlaciona as variáveis de controle do processo RFW com a efetiva soldagem do latão binário fio máquina 65/35, empregado na produção de conexões de equipamentos como ar condicionado, evaporadores e/ou condensadores, atualmente soldados pelo processo de brasagem. A verificação da qualidade da solda realizada pelo processo RFW no latão binário fio máquina 65/35 foi analisada por meio de ensaios de varredura e metalográficos, utilizando microscopia ótica e eletrônica, além dos ensaios mecânicos de tração e microdureza. A união na fase sólida apresentou-se satisfatória, ocorrendo abaixo do ponto de fusão do material, e apresentou um refinamento de grão na região de união do material e um aumento da resistência na região soldada.
Um estudo sobre a previsão do retorno elástico em processos de conformação de chapas metálicas: descrição teórica e simulação numérica
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) , 2018) Ferreira, Edson Bispo; Santos, Givanildo Alves dos
Esse trabalho apresenta os aspectos teóricos e práticos da descrição e da previsão do retorno elástico (springback) em processos de conformação de chapas metálicas a frio, acompanhados de simulações numéricas auxiliadas pela mecânica computacional. Para o embasamento das simulações numéricas é destacada uma descrição dos elementos da mecânica das estruturas incluindo-se relações constitutivas para grandes deformacões plásticas, com a descrição das propriedades mecânicas dos materiais usuais, acompanhada de uma descrição da adequação para a respectiva aplicação via método dos elementos finitos. As simulações numéricas desse trabalho, contam com a reprodução qualitativa de exemplos com a utilização da ferramenta computacional de análise: Adina, além da discussão da sensibilidade do retorno elástico em relação a alguns parâmetros do próprio processo de conformação como o coeficiente atrito e os raios de arredondamento das arestas das ferramentas e a alguns parâmetros da modelagem como o número e tipo dos elementos na malha de elementos finitos e algoritmos de solução. As simulações realizadas contemplam duas geometrias com duas variação cada do material que compõe a chapa a ser conformada: uma liga de aço de alta resistência (IFHS- interstitial free high strength) e uma liga de latão (CuZn30). Embora muito tenha sido desenvolvido na tentativa de aumentar a precisão da previsão do retorno elástico nos processo de conformação de chapas metálicas, trata-se de um dos grandes desafios da mecânica das estruturas, pois o retorno elástico, como mostrado nesse trabalho, é bastante sensível aos diversos parâmetros do próprio processo de conformação, além de que sua previsão é substancialmente influenciada por parâmetro da própria simulação numérica
Mecânica da fratura e fadiga mecânica em corpos de prova compactos C(T) de liga de alumínio aeronáutico 7075-T651: uma contribuição baseada em análise por elementos finitos
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2019-02-28) Lino, Carlos Eduardo; Reis, Emerson dos; Reis, Emerson dos; Nakamoto, Francisco Yasmami; Santos , Demetrio Jackson dos
A Análise por Elementos Finitos (FEA) se tornou uma ferramenta essencial na etapa de projeto de estruturas, sendo que já há disponível vários softwares livres inclusive com código fonte aberto, com é o caso do Code_Aster mantido pela Électricité de France (EDF). Neste trabalho, foram estudados corpos de prova compactos C(T) de liga de alumínio 7075-T651 sujeitos tanto à fratura quase estática quanto à fadiga mecânica. Partiu-se de dados experimentais disponíveis na literatura com vistas à validação dos modelos. Foram definidos domínios bidimensionais (2D) sob estado plano de tensões, além das hipóteses de material homogêneo e isotrópico com comportamento tanto linear-elástico quanto elastoplástico. Numa primeira etapa, tratando da fratura estática, foram calculados os fatores de intensidade K e a energia de deformação liberada G em corpos de prova de 25,4 mm de espessura. Numa segunda etapa, o fenômeno da fadiga mecânica foi modelado com base no chamado método de Whöler com correção de Gerber do efeito da tensão média, sem considerar os efeitos da frequência. Corpos de prova de 4,85 mm de espessura de diferentes dimensões do chanfro foram estudados com razão de carga de 0,1 a 0,75. Os resultados permitiram validar o modelo de fratura quase estática, com diferenças de menos de 1%. Já no caso do modelo de fadiga mecânica, as diferenças de 50% ou mais foram atribuídas ao método de Whöler, o qual parte da curva experimental do diagrama S-N obtida com corpos de prova sujeitos sem concentrador de tensão. Por isso, foi definido um fator de concentração de tensão a fadiga cujo valor ficou entre 1,11 e 1,27.
Desempenho de ferramentas de diamante CVD micro/nanocristalino em torneamento de ligas de alumínio 7075
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2019-10-10) Pentian Júnior, Argemiro; Moro, João Roberto; Moro, João Roberto; Santos, Givanildo Alves dos; Melo , Mirian de Lourdes Noronha Motta
Este trabalho se dedicou a investigar o desempenho de ferramentas de usinagem de WC-Co com deposição de filmes de diamante CVD, micro e nanocristalino em liga de alumínio 7075 observando seu desgaste e a rugosidade da liga usinada tomando como parâmetro a velocidade de corte, avanço e profundidade de usinagem. Para tanto foram preparados corpos de prova na liga de alumínio 7075 e utilizados três tipos de insertos, um sem revestimento, um com revestimento mono camada microcristalino (MCD), e outro com revestimento nanocristalino (NCD). Foram realizados estudos de composição e avaliação da superfície dos insertos antes e após os experimentos obtendo resultados sobre o desgaste de cada inserto usado e comparadas as rugosidades entre os corpos de prova usinados. Os resultados mostraram menor rugosidade superficial em condições de velocidade de corte mais alta e baixo avanço. Observou-se a formação de cavacos contínuos, mas de pouco volume ocupado. As análises dos desgastes das ferramentas por meio de MEV e EDS mostram a adesão como o principal mecanismo de desgaste da ferramenta, seguido pela abrasão.
Metodologia 4.0 lean manufacturing para aumento da produtividade e qualidade em empresas do ramo metal mecânico
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2020-02-05) Palma, Ricardo Virgilio de; Bock, Eduardo Guy Perpétuo
O presente trabalho descreve um estudo de caso sobre a utilização da metodologia Lean Manufacturing na indústria com o conceito 4.0, em uma multinacional do ramo metalúrgico na grande São Paulo. O projeto se apresenta em três etapas, uma revisão bibliográfica sobre a evolução do conceito de qualidade, ferramentas da qualidade, metodologias de melhoria contínua e resolução de problemas e ferramentas utilizadas na área de desenvolvimento de fornecedores, processos e consumidor final. Em seguida há uma explicação sobre o método de trabalho contextualizado na empresa. Esta análise tem a finalidade de convergir a metodologia Lean Manufacturing aplicada na teoria considerando as divergências e tendências com os resultados esperados na prática no chão de fábrica. O padrão da empresa aborda toda a teoria, sendo mais descritivo em suas práticas e ações. Já a prática da empresa consegue satisfazer a teoria, porém não converge totalmente com o modelo da empresa, já que há falhas no que diz respeito a prazos e análise de dados. Nas conclusões fica claro as vantagens da aplicação da metodologia Lean Manufacturing no conceito 4.0 por ser um recurso sistêmico, contínuo e que aborda todas as etapas de um processo.
Controle inteligente embarcado para dispositivos de assistência ventricular
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2020-02-17) Santos, Bruno Jesus dos; Bock, Eduardo Guy Perpétuo
Este projeto consiste na concepção de estratégias para implementação de uma Técnica de Controle Automático (TCA) para Dispositivos de Assistência Ventricular (DAVs) em um sistema embarcado, com características de um sistema inteligente pela integração do processamento de dados em tempo real, arquitetura reconfigurável e com protocolos de comunicação baseado nos conceitos da Saúde 4.0. Os DAVs são utilizados para o tratamento de pacientes com Insuficiência Cardíaca (IC), seja como ponte para o transplante, recuperação ou como terapia de destino. Os principais componentes de um DAV são bomba de sangue rotatória, um controlador e baterias. O controlador é um equipamento que implementa as técnicas de controle para melhorar a eficiência e qualidade da assistência prestada pelo DAV. A Técnica de Controle Automático (TCA) aqui adotada envolve um sistema que ajuste a rotação da bomba de forma harmoniosa com os sistemas fisiológicos, sem o uso de sensores, e que considere o estado clínico e o nível de atividade física do paciente. Três camadas compõem a TCA: (i) controle Proporcional-Integral da velocidade de rotação do motor do DAV; (ii) controle de fluxo baseado em parâmetros fisiológicos estimados; e (iii) controle automático da velocidade de rotação do motor do DAV por lógica fuzzy. A TCA foi testada inicialmente em computador e sistemas de aquisição de dados, mas com esta estrutura não se tem a portabilidade do controlador, por isso, neste trabalho, como proposta de controle inteligente e reconfigurável em tempo real, a TCA foi embarcada e otimizada. O resultado da migração da 1ª Camada da TCA apresentou estabilidade no controle e aquisição de dados do atuador. O resultado da migração da 2ª Camada da TCA apresentou valores de estimação com erro médio 2,6 ± 0,7 % (ƿ=0,94; α=0,05) para o fluxo, 0,34 ± 0,1 % (ƿ=0,8; α=0,05) para o diferencial de pressão e 0,72 ± 0,7 % (ƿ=0,91; α=0,05) para a frequência cardíaca. O resultado da migração da 3ª Camada da TCA apresentou valores semelhantes entre o controle da lógica fuzzy rodando em PC e sistema embarcado. No ensaio in vitro do controle rotação de um protótipo de DAV acoplado a um simulador cardíaco, o valor ajustado de rotação do motor do DAV foi conservado mesmo com variação da resistência de bombeamento causado pelo sistema fisiológico, e no modo de controle automático da rotação do motor do DAV, ele acompanhou a demanda de assistência necessária, seja na evolução da IC, aumentando a assistência, ou na recuperação da função sistólica, diminuindo a assistência do DAV.
Controle inteligente embarcado para dispositivos de assistência ventricular
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2020-02-17) Santos, Bruno Jesus do; Bock , Eduardo Guy Perpétuo; Leão, Tarcisio Fernandes; Bock, Eduardo Guy Perpétuo; Toufen, Dennis Lozano; Miyagi, Paulo Eigi
Este projeto consiste na concepção de estratégias para implementação de uma Técnica de Controle Automático (TCA) para Dispositivos de Assistência Ventricular (DAVs) em um sistema embarcado, com características de um sistema inteligente pela integração do processamento de dados em tempo real, arquitetura reconfigurável e com protocolos de comunicação baseado nos conceitos da Saúde 4.0. Os DAVs são utilizados para o tratamento de pacientes com Insuficiência Cardíaca (IC), seja como ponte para o transplante, recuperação ou como terapia de destino. Os principais componentes de um DAV são bomba de sangue rotatória, um controlador e baterias. O controlador é um equipamento que implementa as técnicas de controle para melhorar a eficiência e qualidade da assistência prestada pelo DAV. A Técnica de Controle Automático (TCA) aqui adotada envolve um sistema que ajuste a rotação da bomba de forma harmoniosa com os sistemas fisiológicos, sem o uso de sensores, e que considere o estado clínico e o nível de atividade física do paciente. Três camadas compõem a TCA: (i) controle Proporcional-Integral da velocidade de rotação do motor do DAV; (ii) controle de fluxo baseado em parâmetros fisiológicos estimados; e (iii) controle automático da velocidade de rotação do motor do DAV por lógica fuzzy. A TCA foi testada inicialmente em computador e sistemas de aquisição de dados, mas com esta estrutura não se tem a portabilidade do controlador, por isso, neste trabalho, como proposta de controle inteligente e reconfigurável em tempo real, a TCA foi embarcada e otimizada. O resultado da migração da 1ª Camada da TCA apresentou estabilidade no controle e aquisição de dados do atuador. O resultado da migração da 2ª Camada da TCA apresentou valores de estimação com erro médio 2,6 ± 0,7 % (ƿ=0,94; α=0,05) para o fluxo, 0,34 ± 0,1 % (ƿ=0,8; α=0,05) para o diferencial de pressão e 0,72 ± 0,7 % (ƿ=0,91; α=0,05) para a frequência cardíaca. O resultado da migração da 3ª Camada da TCA apresentou valores semelhantes entre o controle da lógica fuzzy rodando em PC e sistema embarcado. No ensaio in vitro do controle rotação de um protótipo de DAV acoplado a um simulador cardíaco, o valor ajustado de rotação do motor do DAV foi conservado mesmo com variação da resistência de bombeamento causado pelo sistema fisiológico, e no modo de controle automático da rotação do motor do DAV, ele acompanhou a demanda de assistência necessária, seja na evolução da IC, aumentando a assistência, ou na recuperação da função sistólica, diminuindo a assistência do DAV.
Solução de aquisição de dados extensométricos de cargas cíclicas em múltiplos canais
(IFSP, 2020-02-19) Tartaglia, Antônio Angelo de Souza; Toufen, Dennis Lozano
Este trabalho apresenta uma solução de aquisição de dados multicanal, obtidos através de extensometria, para ensaios de tração/compressão, bem como ensaios com cargas cíclicas, ou seja, fadiga. A solução proposta, possibilita a reconfiguração para o aumento ou diminuição de canais de leitura e aquisição dos dados, de acordo com a necessidade específica do ensaio a ser realizado. Para os canais de aquisição de dados foram elaborados circuitos de leitura e captura compostos por extensômetros, quatro circuitos préamplificadores diferentes e software específico, com vistas a escalabilidade e geração de dados para posterior análise. Este projeto desenvolveu-se pela necessidade de aquisição de dados em ensaios para próteses de quadril instrumentalizadas com dezenas de canais de leitura com extensômetros resistivos e circuitos amplificadores para tratamento de sinal. Estes canais capturam as alterações sofridas pela peça durante o ensaio mecânico, com a finalidade de mapear o gradiente de deformação da peça durante tal ensaio. Com a atualização da norma NBR 7206, que determinou novos parâmetros para os requisitos de esforço a que as próteses de quadril devem ser submetidas, novos ensaios seriam necessários, uma vez que sua fabricação no país ainda segue os padrões da norma anterior. Devido a quantidade de canais de aquisição envolvidos neste projeto, quatro configurações de circuitos de pré-amplificação diferentes foram estudadas e são apresentadas, com o objetivo de determinar a melhor relação custo-benefício dentre elas. Para o teste da solução proposta e investigação do melhor pré-amplificador, foi desenvolvida uma bancada capaz de aplicar cargas cíclicas em corpos de prova plásticos normatizados confeccionados com o polímero PCL - poli(ε-caprolactona). Os resultados dos testes demonstram a capacidade da solução e guiam a escolha do sistema de pré-amplificadores mais adequado para a aplicação de acordo com as necessidades de resposta em frequência e sensibilidade a ruídos externos.

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Navegando Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica - PPGEM por Data de Publicação

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