Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica - PPGEM
URI Permanente para esta coleção
Navegar
Submissões Recentes
Agora exibindo 1 - 5 de 49
- ItemMecânica 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 dosA 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.
- ItemControle 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 EigiEste 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.
- ItemDesempenho 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 MottaEste 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.
- ItemSolução de aquisição de dados extensométricos de cargas cíclicas em múltiplos canais(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2020-02-19) Tartaglia, Antônio Angelo de Souza; Toufen, Dennis Lozano; Toufen, Dennis Lozano; Santos , Givanildo Alves dos; Medina, Nilberto HederEste 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 pré amplificadores 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.
- ItemOs efeitos da variação da energia de soldagem (heat-input) na resistência à corrosão de revestimento depositado por soldagem de duplex s31803 sobre aço carbono(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2021-12-17) Furquim Junior, Anael; Santos, Givanildo Alves dos; Santos, Givanildo Alves dos; Canté, Manuel Venceslau; Vatavuk, JanDe maneira geral, os metais disponíveis na natureza não são encontrados em sua forma pura, são quase sempre minerados em combinação com outros elementos metálicos e/ou não metálico, pode-se dizer que o minério extraído é basicamente o metal em sua forma de menor estado de conservação de energia, ou seja, oxidado. Para se obter o metal puro e com características mecânicas aplicáveis a indústria e engenharia há a necessidade de um grande aporte energético para trazer o material da sua forma de equilíbrio com a natureza para algo aplicável metalurgicamente. Neste trabalho, a liga de aço inoxidável duplex UNS S31803, em forma de arame de soldagem ER 2209, foi soldada em uma chapa de aço carbono ASME SA-516 Gr70 em uma soldagem a arco elétrico no processo GMAW. O objetivo deste trabalho ́e pesquisar a influência da variação ao da energia de soldagem e o impacto na soldagem de revestimento de materiais dissimilares analisando e comparando os resultados obtidos nos aspectos como teor de ferrita, penetração e resistência `a corrosão. Os resultados e suas análises partiram do estudo preliminar do nível de ferrita com a utilização de Ferritoscópio (FERITSCOPE FMP30). Partindo dessa análise foram enviados ao laboratório a fim de fazer o ensaio por metalografia e conseguir com mais precisão o nível de ferrita de cada corpo de prova. Para caracterização das fases foi utilizada a técnica de microscopia para verificação ao da microestrutura e o comportamento corrosivo foi utilizado método pré estabelecido da ASTM G48 método A, com imersão ao em solução com potencial corrosivo.