Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica - PPGEM
URI Permanente para esta coleção
Navegar
Navegando Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica - PPGEM por Publicador "Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP)"
Agora exibindo 1 - 8 de 8
Resultados por página
Opções de Ordenação
- ItemAnálise da influência das variáveis térmicas de solidificação no comportamento elétrico e na microestrutura de ligas de cobre(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2020-12-18) Cipriano, Ariovaldo Merlin; Santos, Givanildo Alves dosO objetivo deste trabalho é analisar se as variáveis térmicas de solidificação influenciam ou não no comportamento elétrico das ligas Cu-14Al-5Ni-5Fe, Latão alfabeta 58/42, Cu-8,5%Sn, obtidas após a solidificação do lingote para cada amostra. As ligas foram solidificadas em uma lingoteira de aço inoxidável AISI 304 montada em um dispositivo de resfriamento unidirecional ascendente. O ensaio de condutividade elétrica realizado pelo equipamento ponte de Wheatstone que mede a resistividade elétrica e com o medidor de condutividade obtém-se os valores em IACS conforme norma ASTM B193-02. A literatura especializada mostra que maiores taxas de resfriamento apresentam maiores valores de dureza, e microestrutura mais refinada. Como resultados, notou-se que a condutividade elétrica não foi influenciada pelo processo de solidificação, obtendo-se valores de IACS praticamente constantes para cada liga de cobre estudada, independentemente de microestrutura e de transição colunar-equiaxial na macroestrutura das ligas. Em termos individuais, em ordem crescente de condutividade elétrica, as ligas estudadas partem de Latão alfa-beta 58/42, Cu-14Al-5Ni-5Fe a Cu-8,5%Sn.
- ItemAnálise de comportamento em fadiga de próteses de quadril fabricadas em liga de titânio revestida com hidroxiapatita(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2021-01-12) Souza, Caique Movio Pereira de; Silva Junior, Wilson Carlos daSegundo o último censo demográfico divulgado em 2010 pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE, o Brasil tem 45,6 milhões de pessoas com necessidades especiais sendo que, dessas, três milhões e duzentas mil com problemas de locomoção. A necessidade de procedimentos cirúrgicos tem aumentado significativamente na medida em que a expectativa de vida da população tem crescido. De acordo com dados disponibilizados pelo Sistema Único de Saúde – SUS, houve um aumento de 24,2% nas cirurgias de artroplastia de quadril. A mudança na regulamentação da ANVISA referente a valores para a resistência à fadiga exigem novos testes nas próteses comercializadas. Essa modificação prevê o aumento de cinco milhões de ciclos (ABNT NBR 7206-4:2011) para dez milhões de ciclos (ABNT NBR 7206-4:2011) que as próteses devem suportar sem apresentar falhas. As próteses que serão comercializadas no mercado deverão passar pelos testes com os novos parâmetros. Este trabalho tem como objetivo realizar estudos sobre as condições de resistência à fadiga de próteses de quadril comercializadas e/ou fabricadas no Brasil com a liga Ti 6Al 4V, com revestimento. A liga de titânio Ti-6Al4V foi submetida à análise de macro e microestrutura para identificação do tamanho de grão, inclusões e microdureza no Laboratório de Fenômenos de Superfície (LFS) da USP. Após as análises, foram realizados ensaios de resistência à fadiga no laboratório de caracterização mecânica do campus do IFSP em São João da Boa Vista. A prótese utilizada é revestida com hidroxiapatita e tem dimensões de 250 mm x 120 mm e para os ensaios foi construído um aparato com cimento de secagem ultrarrápida e mergulhadas em solução fisiológica à 0,9% de NaCl, com temperatura média de 37ºC ± 1, para simular o líquido sinovial encontrado no corpo humano. Foram aplicadas cargas de compressão com variação senoidal entre -0,3KN até -3,0KN, com a razão de 0,1 em 10.087.914 de ciclos sem a constatação de falha, tais como trincas e não sofrendo deformações plásticas, somente elásticas.
- ItemAnálise do comportamento elétrico de ligas de alumínio obtidas por solidificação unidirecional(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2020-12-18) Pimendis, Jorge Athanasios; Santos, Givanildo Alves dosO objetivo deste trabalho é analisar se as variáveis térmicas de solidificação influenciam no comportamento elétrico de ligas de alumínio obtidas por solidificação unidirecional. Avaliar a diferença do comportamento mecânico e elétrico de produtos industrializados, em muitas vezes significa dar garantias de durabilidade e solidez, de utensilios domésticos a turbinas de avião, nas mais variadas aplicações de esforços e robustez de composição química de toda a sua vida útil. O comportamento elétrico, em particular a condutividade, é crucial para determinadas aplicações tecnológicas do alumínio e suas ligas. Neste caso específico de pesquisa, além da solidificação é considerado o nível de influência dos elementos de liga no comportamento elétrico das ligas Al-6%Zn, Al-3%Cu1%Li, Al-10%Si-2%Cu e Al-10%Si-5%Cu, com percentuais em massa. Os materiais aqui utilizados foram produzidos por solidificação unidirecional. O ensaio de condutividade normalizado, norma técnica ASTM B193 – 02 (2014), utilizado neste trabalho é adotado industrialmente. O método de comparação dos resultados com a tabela de resistividade dos materiais foi adotado para análise dos resultados. A adição de elementos de liga resultou em aumento da resistividade elétrica dos lingotes ensaiados, os resultados obtidos levam o alumínio para uma posição bem longe do cobre puro que é definido internacionalmente como sendo o material de 100% de condutividade elétrica. Notou-se que o controle da estrutura dentrítica, colunar ou equiaxial não influencia na condutividade e resistividade elétrica das ligas estudadas.
- ItemAnálise do escoamento em um dispositivo de assistência ventricular(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 24/10/2018) Hernandes, Mariana Maria Aparecida Pinto; Bock, Eduardo Guy PerpétuoEste trabalho apresenta a análise do escoamento de um Dispositivo de Assistência Ventricular (DAV) desenvolvido no Laboratório de Bioengenharia e Biomateriais (BIOENG) chamado Cardiac Assistant Recovery of Life (CARoL). Os DAVs são utilizados para o tratamento de pacientes com Insuficiência Cardíaca (IC), seja como ponte para o transplante ou como terapia de destino, o fluxo contínuo da bomba auxilia no bombeamento vital de sangue para o corpo. Visando a concepção e avaliação das medidas de segurança adotadas para evitar danos ao corpo do paciente implantado com DAV e o prolongamento da vida-útil deste, algumas etapas de ensaios são necessárias. A metodologia de análise do escoamento é dividida em: simulação numérica computacional do escoamento no interior da bomba, ensaio de desempenho hidrodinâmico, ensaio de velocimetria de imagens de partículas e ensaio da hemólise sanguínea (em ambiente virtual e in vitro). A análise do escoamento no interior da bomba CARoL ocorreu durante a sua fase de concepção e projeto mecânico, por meio da construção de um modelo tridimensional e da simulação numérica computacional no ambiente virtual do programa Ansys-CFX empregando o uso de modelagem de Transporte de Tensão de Cisalhamento com uma malha de 99 elementos/mm³. Os ensaios hidrodinâmicos foram realizados objetivando a determinação das curvas características em condições semelhantes ao corpo humano, pressão diferencial de 100 mmHg e fluxo de 5 L/min. O ensaio de PIV foi realizado em um protótipo em acrílico, visando a análise visual das regiões de turbulência da bomba. Com estes parâmetros, foi realizada a análise da hemólise em ambiente virtual utilizando a parametrização da equação de Carreau-Yasuda, com condições de contorno do limite do rompimento mecânico das hemácias de 200 Pa com exposição de 0,4 s a 0,6 s. Os ensaios de hemólise in vitro objetivando determinar a taxa de Hemoglobina Livre (HL) no sangue foram realizados nos laboratórios do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da Universidade de São Paulo (USP), utilizando dois procedimentos: Harboe e reagente Tetrametilbenzedina (Tmb). Os ensaios de escoamento no interior da bomba CARoL permitiram a definição da geometria e configurações das aletas com resultados satisfatórios para a aplicação, reduzindo inúmeros protótipos e ensaios. Com as curvas características, foi possível estabelecer a rotação nominal da bomba para manutenção do fluxo sanguíneo nas condições fisiológicas a 2100 rpm. O resultado dos ensaios de hemólise do DAV em ambiente virtual foi satisfatório, apresentando o resultado de tensão cisalhante de 130 Pa com o tempo de exposição variando de 0,1 s a 100 s. Os resultados de HL no plasma foram considerados satisfatórios, apresentando valores nos procedimentos Harboe e TMB, de 35 mg/dl e 30 mg/dl, respectivamente, sendo condizente com os resultados obtidos em ambiente virtual com erro menor que 5% na estimação numérica. Futuros trabalhos devem aprimorar a técnica de PIV para análise de outras possíveis variáveis danosas ao sangue como áreas de estagnação e recirculação, propensas à formação de trombos
- ItemAnálise 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 YastamiA 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
- ItemAnálise Microestrutural da Liga Cu-Sn-Pb-Zn e correlação com variáveis térmicas de solidificação(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2022-03-25) Marturano, José Luis Mantovani; Santos, Givanildo Alves dosO objetivo neste trabalho é analisar as influências das variáveis térmicas de solidificação na microestrutura e dureza da liga Cu-Sn-Pb-Zn obtida após a solidificação do lingote. A solidificação da liga se deu através de extração de calor direcionada em uma lingoteira de aço inoxidável AISI 304 montada em um dispositivo de resfriamento unidirecional ascendente. As microestruturas foram analisadas através de microscopia ótica (MO). As variáveis térmicas de solidificação, tais como velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), taxa de resfriamento (T) e gradiente térmico (GL) foram avaliadas em função da distância da superfície de extração de calor. As durezas foram medidas em função das posições dos termopares do lingote com as variáveis térmicas de solidificação. Com os resultados obtidos, conclui-se que que os valores da velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), da taxa de resfriamento (T), do gradiente térmico (GL) são maiores para as posições mais próximas da superfície de troca de calor, conforme a literatura abundante. As amostras no sentido longitudinal apresentaram estrutura bruta de fusão com dendritas colunares (próximos a base de refrigeração) apresentando variação considerável na dureza (HV) e no sentido transversal e distante da base um aumento na presença de intermetálicos de chumbo apresentaram estrutura bruta de fusão com dendritas equiaxiais, com ligeira variação de dureza (HV) de aproximadamente 10 porcento, da liga considerada.
- 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
- ItemAspectos 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 deEsta 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