Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica - PPGEM
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- ItemAvaliação de diferentes tipos de madeiras para a fabricação de corpos de guitarra elétrica(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.
- ItemCálculo fracionário aplicado as equações horárias do movimento e outras aplicações(IFSP, 2017) Boni, Maurício Di Tota Montanari; Santos, Flávia Milo dosEste 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
- ItemCaracterização microestrutural de corpos de provas de liga ti-6al-4v fabricados por manufatura aditiva pelo processo de fusão de feixe de elétrons(IFSP, 2022-04-25) Silva, Gabriela Sena da; Silva Junior, Wilson Carlos daO desenvolvimento de dispositivos para fixação óssea é de suma importância para inovações na área ortopédica e odontológica, sendo que, com o aumento da perspectiva de vida, há uma maior demanda para cirurgias dessas especialidades. O objetivo deste trabalho é a caracterização microestrutural de próteses obtidas por manufatura aditiva da liga Ti-6Al-4V, fabricadas pela técnica denominada fusão de feixe de elétrons em leito de pó (Powder bed fusion Electron beam - PFB-EB), onde o feixe de elétrons faz a fusão das partículas. Esse método de manufatura é realizado a partir de um desenho tridimensional, o que possibilita a fabricação de próteses personalizadas para o paciente e com estruturas geométricas complexas, que não são obtidas com facilidade pelas manufaturas convencionais como fundição, forjamento e usinagem, por exemplo. A caracterização das microestruturas foi baseada na análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV) com elétrons retroespalhados, e microscopia ótica, na qual se obteve uma microestrutura α-Widmanstatten na matriz beta e com grãos colunares e na análise de difração de raios X (DRX), onde as fases α e β foram encontradas na matéria-prima, ao passo que apenas fase α foi caracterizada nos corpos de prova manufaturado, foi obtido o tamaho médio do cristalito e a microdeformação. Também foram estudadas as especificações das partículas de pó utilizadas como matéria-prima por meio do MEV, que apresentaram como resultado uma morfologia esférica. Discutiram-se a geometria e o tamanho dessas partículas com o resultado de ensaio de peneiramento e como ocorre a fusão no processo PBF-EB, de acordo com os parâmetros do processo. Em adição, foi conduzida a caracterização dos corpos de prova trabeculada, que foi obtida pelo processo PBF-EB, que é utilizado para manufaturar próteses, resultando em contribuições importantes para futuros estudos e aplicações, sendo que o projeto contou com a parceria da Ortosintese Indústria e Comércio, que disponibilizou as amostras da matéria prima e corpo de provas e do IPEN, Escola Politécnica de São Paulo e SENAI que auxiliaram na infraestrutura para as análises.
- ItemControle inteligente embarcado para dispositivos de assistência ventricular(IFSP, 2020-02-17) Santos, Bruno Jesus dos; Bock, Eduardo Guy PerpétuoEste 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.
- ItemCorrelação entre as variáveis térmicas de solidificação, microestrutura, microdureza e dureza da Liga Bronze-Alumínioníquel CUAL10NI5FE5(IFSP, 27/11/2017) Santos, Vinicius Torres dos; Santos, Givanildo Alves dosO objetivo deste trabalho é obter correlações entre a microestrutura, microdureza, dureza e fração volumétrica de fase a da liga CuAl10Ni5Fe5 (%p) em função das variáveis térmicas de solidificação. Estas variáveis são responsáveis pela formação das fases presentes no Bronze Alumínio Níquel, as quais interferem diretamente nas propriedades mecânicas do material. A liga CuAl10Ni5Fe5 foi solidificada em um dispositivo com sistema ascendente de fluxo de calor, sob condições não estacionárias. O calor foi extraído direcionalmente por intermédio de uma base de aço ABNT 1020 refrigerado a água. No que diz respeito à análise da microestrutura, utiliza-se microscopia óptica permitindo a verificação dos aspectos da estrutura bruta de fusão e a fração volumétrica de fase na microestrutura, bem como a utilização do Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) para caracterização microestrutural das fases e dos intermetálicos. As variáveis térmicas de solidificação geram resultados referentes à velocidade de deslocamento da isoterma liquidus e da taxa de resfriamento. As propriedades mecânicas são avaliadas por meio do ensaio de dureza e microdureza em toda extensão longitudinal da peça solidificada, em que apresenta a formação das fases decorrentes das condições de solidificação impostas pelo sistema metal/molde. A fração volumétrica de fase a, microdureza, dureza e microestrutura são correlacionadas com as variáveis térmicas de solidificação enfatizando a importância das taxas de resfriamento na solidificação do Bronze Alumínio Níquel CuAl10Ni5Fe5. Os resultados desse trabalho demonstram que, as taxas de resfriamento maiores aumentam os resultados de dureza e as frações volumétricas de fase a, porém, os resultados de microdureza aumentam com a utilização de taxas de resfriamento menores
- ItemCorrelação entre variáveis térmicas de solidificação, microestrutura e dureza da liga alpaca 2 c/ pb(IFSP, 2021-12-17) Mattos, Márcio Valério Rodrigues de; Santos, Givanildo Alves dosO objetivo deste trabalho é analisar a influência das variáveis térmicas de solidificação na microestrutura e dureza da liga Alpaca 2 c/ Pb obtida após a solidificação do lingote. A liga foi solidificada em uma lingoteira de aço inoxidável AISI 304 montada em um dispositivo de resfriamento unidirecional ascendente. O calor foi extraído direcionalmente através de refrigeração por água na chapa base fabricada em grafite. As microestruturas foram analisadas através de microscopia óptica (MO). As variáveis térmicas de solidificação velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), taxa de resfriamento (TR) e gradiente térmico (GL) foram avaliadas em função da distância da superfície de extração de calor. A dureza foi medida nas posições dos termopares do lingote e correlacionados com as variáveis térmicas de solidificação. Com base nos resultados obtidos, nota-se que os valores da velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), da taxa de resfriamento (TR), do gradiente térmico (GL) são maiores para as posições mais próximas da superfície de troca de calor. As amostras no sentido longitudinal apresentaram estrutura bruta de fusão com dendritas colunares não apresentando variação considerável na dureza (HV) e no sentido transversal apresentaram estrutura bruta de fusão com dendritas equiaxiais tendo uma maior influencia na dureza (HV) da liga considerada.
- ItemEstratégias utilizadas por um grupo de estudantes surdos ao resolver atividades envolvendo noções de função(IFSP, 14/09/2016) Batista, Eliane Ferreira; Traldi Junior, ArmandoEsta 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
- ItemEstudo comparativo das propriedades mecânicas das ligas binárias UNS-C26000 e UNS-C28000 para o processo de estampagem(IFSP, 2020-12-10) Ceresani, Sidmar Aparecido; Santos, Givanildo Alves dosEste trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento mecânico das ligas de latão UNS-C26000 e UNS-C28000 no processo de conformação a frio e tratamento térmico, em um método comparativo por meio da curva de encruamento e a cinética de recristalização voltada para materiais com aplicações em processos de corte, dobramento e estampagem, empregando-se diferentes reduções na laminação a frio impondo uma redução total de 47% e por meio do recozimento a uma temperatura de 500°C. O método comparativo foi feito por meio de ensaios de caracterização microestrutural, ensaios mecânicos de dureza, tração, ensaio de embutimento e de anisotropia. As principais características mecânicas foram determinadas e as suas variações discutidas com base nas mudanças produzidas entre as fases α e β’. A evolução microestrutural das ligas em comparação no desempenho dos ensaios viabilizou a substituição gradativa para determinadas aplicações da liga UNS-C26000 ou latões com a fase α para a liga UNSC-28000.
- ItemEstudo 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(IFSP, 13/08/2018) Pereira, Lucas Clarindo; Goulart, Pedro RobertoA 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
- ItemEstudo da força manual aplicada por trabalhadores em montagens que exigem aplicação de força com os dedos(IFSP, 2021-02-22) Jesus, Leandro Souza de; Lima, Waldecir PaulaEste estudo visou desenvolver uma metodologia para prescrição de n´níveis de esforços seguros para inserção de peças em montagens de produtos na indústria automotiva. As forças foram captadas por um sensor de filme fino FlexiForce, aderido ao dedo polegar dominante de 17 trabalhadores vinculados a uma linha de produção de uma montadora de automóveis. Os n´níveis de esforços captados nos postos de trabalho foram analisados e correlacionados com valores de referência disponíveis na literatura, além de considerar a escala subjetiva de esforço CR10 proposta por Gunnar Borg e o Questionário N´nórdico aplicados. Para interpretação e tratamento dos dados, um software de simulação foi construído em linguagem MatLab. Além disso, foram utilizados os procedimentos estatísticos test T student n˜ao pareado, ANOVA (Analise of Variance) e o teste Tukey. Os resultados das for¸cas foram expressos em Newton (N) e porcentagem da força máxima dos sujeitos, considerando os grupos masculino e feminino da amostra.
- ItemEstudo de otimização aplicado a topologia de furação de longarina de chassi estrutural veicular(IFSP, 28/11/2017) Fernando, Paulo Henrique Lixandrão; Nakamoto, Francisco YastamiA necessidade atual de redução de custos de fabricação na indústria automotiva é fortemente solicitada aos engenheiros de produto e processo. Por este fato, engenheiros e projetistas buscam em outras áreas as técnicas modernas que podem ser introduzidas ou utilizadas em seus projetos, como por exemplo, os métodos computacionais para otimização aplicadas ao desenho das peças. Esta técnica atual é conhecida como ?Otimização topológica?. Como a longarina do chassis do veículo é a ligação entre a cabine, motor, transmissão e eixos, este componente é de grande importância na construção do veículo. Para gerar bons produtos manufaturados, engenheiros das companhias tem elevados custos com tempo de desenvolvimento, assim, buscam desenvolver e projetar um produto com redução de peso do material suportado para a aplicação. A longarina do chassi é um dos mais importantes itens do veículo porque é onde é suportado todas as partes da estrutura no veículo automotivo. Este trabalho procurou identificar a otimização topológica aplicada na longarina do chassi de um caminhão, com o objetivo de desenvolver nova topologia para esta longarina pela técnica de otimização topológica estrutural. Comparou-se os resultados com alguns programas computacionais comerciais e alguns algoritmos propostos para a aplicação para validar o desenvolvimento da nova topologia, por meio de recursos dos programas computacionais como o do ParetoWorks (Sciart) e Virtual.PYXIS (Virtual CAE), além disto, demonstrou-se a programação de algoritmos para esta aplicação com o programa computacional MATLAB R (MathWorks). Como resultado houve uma possibilidade redução de massa de 38,58%, sendo que o critério de análise baseou-se apenas na análise estática do objeto de estudo. Os resultados contribuíram para uma nova aplicação no meio acadêmico e uso industrial
- ItemEstudo sobre a influência das variáveis térmicas de solidificação na microestrutura e dureza da Liga UNS C19400(IFSP, 2022-04-08) Gonzaga, Anderson do Bomfim; Santos, Givanildo Alves dosEste trabalho tem o objetivo de analisar a influência das variáveis térmicas na microestrutura e dureza da liga UNS C19400 em um processo de solidificação unidirecional ascendente. A liga foi obtida em uma lingoteira de aço inoxidável AISI 304, com base de grafite montada em um dispositivo de resfriamento unidirecional ascendente. As variáveis térmicas de solidificação velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), taxa de resfriamento (TR) e gradiente térmico (GL) foram avaliadas em função da distância da superfície de extração de calor. A microestrutura foi analisada por meio de microscopia óptica (MO) e a dureza por ensaio Brinell. Como resultado foi observado que maiores taxas de resfriamento e velocidade de deslocamento da isoterma liquidus são obtidas nas posições mais próximas da base de extração de calor. Maiores valores de taxas de resfriamento e de velocidade de deslocamento da isoterma liquidus geraram microestruturas mais refinadas. A dureza acompanhou o refinamento dos grãos sendo maior nas posições próximas a base de extração de calor. As amostras transversais analisadas apresentaram em sua composição estrutura bruta de fusão com dendritas não colunares e intermetálicos dispersos com aumento considerável da dureza (HB) nas posições iniciais, já as amostras longitudinais apresentaram estrutura bruta de fusão com dendritas colunares e intermetálicos dispersos não apresentando variação considerável da dureza (HB).
- ItemEstudo sobre a influência das variáveis térmicas de solidificação na microestrutura e nas propriedades mecânicas da liga Cu - 8,5%Sn(IFSP, 28/06/2018) Cruz, Ricardo Aparecido da; Santos, Givanildo Alves dosA liga Cu-8,5%Sn (%p) apresenta um grande intervalo de solidificação bem como uma extensa microssegregação, a qual se traduz na formação de uma mistura eutetoide de alta dureza e grande fragilidade. Um estudo sobre a influência das variáveis térmicas de solidificação na microestrutura, na dureza e na microdureza dessa liga é abordado no presente trabalho. Utilizou-se para tal estudo a técnica de solidificação unidirecional ascendente para a coleta de dados térmicos e a de análise metalográfica com o uso de microscopia óptica para a caracterização microestrutural do material, bem como para a medição dos espaçamentos dendríticos primários e secundários. Foram realizadas medições de dureza e microdureza em amostras retiradas da região colunar de um lingote da liga tema deste trabalho, seja na direção transversal como na longitudinal. Um modelo matemático semi-analítico foi proposto para fornecer uma estimativa da fração volumétrica de mistura eutetoide formada em função do número de Fourier. Os resultados mostraram que a dureza e microdureza do material tendem a decrescer com o aumento dos espaçamentos dendríticos e com a diminuição da taxa de resfriamento, tanto nas amostras transversais como nas longitudinais. Também foi constatado, pela análise dos dados experimentais, que a fração volumétrica de mistura eutetoide é maior em sítios da zona colunar, nos quais a taxa de resfriamento é menor e o número de Fourier é maior. O modelo matemático proposto forneceu valores de fração volumétrica de mistura eutetoide da mesma ordem de grandeza dos valores experimentais, entretanto o comportamento do modelo frente a mudanças no número de Fourier diverge do comportamento dos dados experimentais
- ItemUm estudo sobre a previsão do retorno elástico em processos de conformação de chapas metálicas: descrição teórica e simulação numérica(IFSP, 2018) Ferreira, Edson Bispo; Santos, Givanildo Alves dosEsse 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
- ItemMétodo de elementos finitos aplicado à obtenção do número preditivo de ciclos das próteses de quadril fabricadas em aço inoxidável ASTM F138 e ASTM F7(IFSP, 2017) Santos, Rodrigo Cesar dos; Lima, Waldecir Paula; Silva Junior, Wilson Carlos daEste 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
- ItemMetodologia 4.0 lean manufacturing para aumento da produtividade e qualidade em empresas do ramo metal mecânico(IFSP, 2020-02-05) Palma, Ricardo Virgilio de; Bock, Eduardo Guy PerpétuoO 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.
- ItemMetodologia de avaliação de eixos cerâmicos (Al2O3) por Gelcasting para dispositivos de assistência ventricular(IFSP, 2021-05-14) Silva, Pâmela Catherine Florentino da; Bock, Eduardo Guy PerpétuoOs Dispositivos de Assistência Ventricular (DAV) são utilizados como equipamentos para prolongamento e melhoria de vida para pacientes com insuficiência cardíaca. O modelo CARoL desenvolvido e utilizado no Laboratório de Bioengenharia e Biomateriais (Bioeng) do IFSP está em constante estudo de seus componentes para melhoria. O estudo em foco está no funcionamento do rotor, que ocorre através do contato de eixos cerâmicos e mancais poliméricos, podendo ocorrer desgaste entre eles. Os biomateriais cerâmicos possuem características semelhantes quanto à resistência ao desgaste, conforme estudos realizados anteriormente no Bioeng, com Zircônia (ZrO2) e Alumina (Al2O3). Observou-se a necessidade de um estudo de obtenção destes conjuntos e eixo-mancais, em específico dos eixos hemisféricos de sustentação no mancal, antes obtidos por CAD-CAM, e usinados individualmente elevando o custo de sua aquisição. Para a fabricação dos eixos de biomaterial cerâmico Alumina (Al2O3) por Gelcasting, propõe-se a metodologia de ensaio tribológico in loco no DAV e sua caracterização. Foram realizadas metodologias produtivas, como Colagem de Barbotina e Gelcasting, na qual observou-se que o último processo atende aos requisitos iniciais do projeto, minimizando custos e otimizando o tempo de processamento. A metodologia proposta foi considerada satisfatória para o desenvolvimento de futuros mancais pelo processo de Gelcasting.
- ItemMicrousinagem de oxido de zircônio pré-sinterizado e PEEK no desenvolvimento de dispositivos de assistência ventricular(IFSP, 24/03/2017) Rocha, Joaquim Antonio Ferreira da; Bock, Eduardo Guy Perpétuo; Leão, Tarcísio FernandesA bioengenharia tem avançado recentemente com resultados surpreendentes, em parte, devido aos recursos disponíveis de software, máquinas, ferramentas, materiais e mão de obra, que possibilitam colocar em prática a criatividade na confecção de novos produtos e acessórios, com suas formas, encaixes e adaptações complexas, bem como os processos de fabricação. Este trabalho tem como objetivo apresentar técnicas utilizadas como a simulação computacional e o projeto de confecção de um DAV ? Dispositivo de Assistência Ventricular que está em desenvolvimento no Laboratório de Bioengenharia e Biomateriais do IFSP ? Instituto Federal de São Paulo. O desenvolvimento de dispositivos que auxiliam o sistema circulatório de pacientes cardíacos passa a ser influenciado de forma significativa pelos avanços nos processos de fabricação, possibilitando esta melhoria contínua. As técnicas empregadas na confecção do dispositivo foram de microusinagem realizadas em máquinas CNC ? Comando Numérico Computadorizado e mostraram-se capazes de obter peças com a qualidade necessária para a fabricação do dispositivo. A simulação numérica computacional foi realizada criando diversos cenários de rotação, velocidade do fluxo e vazão para simulação com modelo de turbulência k-? RNG. Os testes em bancada de desempenho hidrodinâmico apresentaram vazões de até 10 L/min a 1800 rpm, com capacidade de fornecer fluxo sanguíneo em condições fisiológicas de pressão e vazão. Os testes práticos permitem comparar os resultados da simulação numérica computacional. Assim, foi possível verificar as zonas críticas de cada cenário e propor alterações no projeto mecânico da bomba. Os resultados iniciais indicam zonas críticas na região de saída com risco prévio de hemólise. As alterações realizadas para correção, bem como outras melhorias, serão testadas em trabalhos futuros em bancada com fluido de viscosidade similar ao sangue
- ItemMódulo de pré-carga para o simulador híbrido do sistema cardiovascular(IFSP, 20/03/2018) Nishida, Breno Yuzo Tachibana; Bock, Eduardo Guy PerpétuoSimuladores 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
- ItemMonitoramento de danos em rolamentos por análise de vibração com utilização de sensor filme PVDF(IFSP, 2022-03-28) Disperati, Giovani Fonseca Ravagnani; Silva Junior, Wilson Carlos daO fluoreto de polivinilideno, conhecido pela sigla PVDF, é um polímero com características piezo e piroelétricas, além de alta estabilidade e resistência química e física que, aliadas ao fácil processamento desse material, o tornam um excelente elemento para uso tecnológico. O PVDF é um material semicristalino flexível, de baixo custo de fabricação e fácil de usinar. Seu uso passa por diversas aplicações, desde sensores até a construção de tubos e dutos para o transporte de água ultrapura. Sua cristalização ocorre em pelo menos quatro fases distintas, alfa, beta, gama e delta, sendo que a fase beta ´e caracterizada por apresentar os comportamentos piezo e piezoelétricos já mencionados. Dadas estas características, trabalhos têm sido desenvolvidos utilizando filmes feitos deste material como sensores para manutenção preditiva baseada em análise de vibração. O objetivo deste trabalho surge da proposta de avaliar o filme PVDF como um sensor aplicado na detecção de falhas em mancais de rolamentos, um dos elementos de máquina mais comuns, uma vez que o PVDF possui características que o tornam candidato a ser uma alternativa aos sensores habitualmente utilizados para este fim. Para tanto, foi construída uma bancada experimental na qual o sensor PVDF foi acoplado aos mancais selecionados como objeto de estudo. Um encapsulamento de alumínio foi usinado para blindagem do sensor `as interferências eletromagnéticas do ambiente, bem como um circuito também foi construído para condicionar do sinal de saída do sensor, de forma que foi possível capturar os sinais de vibrações por meio de um conversor analógico-digital e sistema de aquisição de dados. A partir desta saída foram aplicados m´métodos de análise dos sinais de vibração, de forma a buscar as frequências características de defeitos em rolamentos autocompensadores de rolos com os seguintes danos: desgaste da pista do anel externo e desgaste no elemento rotativo. Para validação dos resultados, os sinais de vibração obtidos com o sensor PVDF foram comparados a um sensor acelerômetro de uso comercial. No arranjo experimental utilizado, a análise dos danos nos rolamentos com uso do filme PVDF mostrou menor definição para representação dos sinais no domínio da frequência quando comparado ao acelerômetro. Os resultados mostraram-se promissores para a utilização do PVDF em aplicações onde seu menor custo seja fator determinante, sugerindo-se assim posteriores investigações de sua utilização por meio de trabalhos futuros.