Universidade estadual de campinas

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Faculdade de Engenharia Mecânica

T534

Projeto de Bancadas para Simulação e Controle de Sistemas Mecânicos Não Lineares

Carlos Eduardo Murrer Gomes (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Alberto Luiz Serpa (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Este trabalho consiste no projeto de bancadas para sistemas mecânicos que apresentam um comportamento não-linear, tendo como enfoque o efeito não linear de rigidez, de folga mecânica e do atrito. A não linearidade de rigidez foi considerada através do comportamento de uma viga submetida a grandes deslocamentos. Esta análise foi conduzida através de um modelo analítico e também através de um modelo de elementos finitos usando o aplicativo computacional Ansys, encontrando-se resultados satisfatórios. O efeito de folga mecânica foi considerado através do projeto de dispositivos mecânicos que limitam o deslocamento da viga. A folga máxima permissível foi calculada com base nos deslocamentos da viga, e possui a possibilidade de ser ajustada através do movimento de partes móveis da bancada. O efeito do atrito foi considerado através do contato puntual de um pino cuja força atuante é controlada através do peso de massas adicionais, gerando uma força normal conhecida. A força de atrito foi estimada considerando a capacidade de força de um atuador eletro-mecânico, usado para excitar dinamicamente a bancada. O modelo geométrico da bancada e os desenhos dos seus componentes foram feitos usando o aplicativo computacional Pro-Engineer.

Sistemas não lineares - Sistemas mecânicos - Projeto de bancada

T535

Análise de Sistemas Mecânicos Não-Lineares através de Funções Descritivas

Erico Zerbinatti (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Alberto Luiz Serpa (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Efeitos não-lineares estão sempre presentes em sistemas reais. Assim, sistemas lineares podem ser considerados idealizações de casos reais com o objetivo de facilitar seu estudo. No entanto, nos casos em que linearizações apresentam-se limitadas ou inadequadas faz-se necessário o desenvolvimento de técnicas específicas para o estudo do efeito das não-linearidades. Nesse contexto insere-se a metodologia de análise através de funções descritivas, a partir da qual é possível analisar sistemas não-lineares através de ferramentas desenvolvidas para sistemas lineares, como o método da resposta em freqüência. O método das funções descritivas consiste em substituir o efeito não-linear do sistema por uma “função de transferência” equivalente, de comportamento linear, assumindo para o sistema uma entrada senoidal. Os efeitos não-lineares escolhidos para análise foram a folga mecânica, o atrito de Coulomb e a rigidez cúbica, por se tratarem de não-linearidades comuns em sistemas mecânicos do tipo massa – mola – amortecedor. Após a aplicação do método, foram efetuadas simulações a partir do módulo SIMULINK do aplicativo computacional MATLAB, a fim de comparar o comportamento do sistema propriamente não-linear com o sistema “aproximado”. Tal aproximação, respeitadas algumas hipóteses básicas, mostraram-se bastante satisfatórias.

Funções descritivas - Sistemas não-lineares - Resposta senoidal

T536

Aplicação do método de linearização por realimentação (“feedback linearization”) no controle de sistemas mecânicos não-lineares

Fabrício Tenório Vicente (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. Alberto Luiz Serpa (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
O controle de sistemas reais pode ser afetado por efeitos não-lineares inerentes a estes sistemas. Quando estes efeitos não-lineares tornam-se significativos na dinâmica do sistema, os métodos de controle linear mostram-se limitados para se alcançar uma performance desejada. É neste contexto que se inserem os métodos de controle não-linear, em destaque o método de “feedback linearization” cuja metodologia é tratada neste projeto de pesquisa. O método de “feedback linearization” consiste de técnicas de manipulação matemática que permitem transformar um modelo original de um sistema não-linear em um sistema linear e possibilitar o uso das técnicas de controle linear, mais usuais e conhecidas, no projeto do controlador. O método foi aplicado em sistemas massa-mola-amortecedor com um e dois graus de liberdade. Analisou-se o efeito de não-linearidades decorrentes de rigidez cúbica de molas, atrito de Coulomb e folga mecânica. Para sistematizar a aplicação do método, foram desenvolvidas rotinas computacionais simbólicas com o auxílio do aplicativo MATLAB. Confrontando-se os resultados obtidos com os resultados de simulações computacionais, pôde-se comprovar a eficiência do método e a sua generalidade.

Controle de sistemas - Sistemas não-lineares - "Feedback linearization"

T537

Análise de Estabilidade pelo Método de Lyapunov no Controle de Sistemas Mecânicos Não Lineares

José Alberto Milan Claro (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. Alberto Luiz Serpa (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
A análise da estabilidade de um sistema de controle é fundamental no projeto destes sistemas. Um sistema é estável quando, em uma região próxima do ponto de operação, o movimento resultante permanece próximo ao ponto de operação. Os sistemas de controle, em geral, possuem efeitos não lineares. Os efeitos não lineares acarretam um significativo aumento da complexidade da análise quando se compara com o caso de sistemas considerados lineares. A abordagem mais geral para o estudo da estabilidade de sistemas de controle não lineares é a Teoria de Lyapunov. Este trabalho estudou a estabilidade de sistemas do tipo massa-mola-amortecedor com efeitos não lineares (atrito, folga e rigidez cúbica) aplicando as funções de Lyapunov e as Desigualdades Matriciais Lineares. A metodologia empregada consistiu em determinar as equações dinâmicas e as equações de estado do sistema considerando os efeitos não lineares, e a análise da estabilidade foi conduzida verificando a factibilidade da equação de Lyapunov através da solução de uma desigualdade matricial linear, considerando os efeitos não lineares como incertezas limitadas a uma faixa de valores consistentes. Foi utilizado o aplicativo MATLAB e suas funções específicas para solução de desigualdades matriciais lineares para a implementação computacional.

Controle de Sistemas - Sistemas Não Lineares - Desigualdades Matriciais Lineares

T538

CORRELAÇÃO ENTRE CONDIÇÕES DE SOLIDIFICAÇÃO E MACROESTRUTURA DE LIGAS ALUMÍNIO-COBRE

João Paulo Lopes Ortiz (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Amauri Garcia (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
A possibilidade da imposição de uma ampla gama de condições operacionais em processos de fundição e lingotamento, tem como decorrência direta, a geração de uma diversidade de estruturas de solidificação. Estas estruturas apresentam uma relação direta com as propriedades mecânicas resultantes. No caso particular da macroestrutura é importante a determinação da transição colunar/equiaxial para a pré-programação estrutural de peças fundidas, já que estes dois tipos estruturais apresentam características mecânicas bastante distintas. Este trabalho apresenta um estudo teórico-experimental sobre a influência do superaquecimento no metal líquido e sua correlação com a macroestrutura de solidificação em ligas Al-5%Cu, Al-8%Cu e Al-10%Cu. Estas ligas foram solidificadas em um forno de solidificação unidirecional com dois graus de superaquecimento para cada composição estudada. Os lingotes foram cortados no sentido transversal e atacados com reagente químico adequado para obtenção das macroestruturas. Os resultados mostraram que à medida que se elevam os valores do superaquecimento do metal líquido favorece-se o crescimento da zona colunar. Estabelece-se uma relação entre os parâmetros térmicos de solidificação e a transição colunar/equiaxial.

Solidificação – Macroestruturas – Superaquecimentos

T539

OTIMIZAÇÃO DA USINAGEM SEM FLUIDO DE CORTE NO TORNEAMENTO DE AÇO

Bruno Liziero Fiorello (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Anselmo Eduardo Diniz (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Os principais objetivos dos sistemas de manufatura atuais são o aumento da produtividade e qualidade dos produtos finais e a redução de custos. As peças atualmente manufaturadas apresentam uma pequena quantidade de sobremetal, o que estimula estudos de técnicas que permitam usinar cada vez mais peças com custos menores. Assim sendo, esta pesquisa objetivou avaliar a eficácia das pastilhas de corte do tipo alisadora, partindo-se da premissa que estes incertos são capazes de fornecer a mesma rugosidade com o dobro do avanço. Avaliou-se também o corte sem fluido de corte. Para tanto, foram usinados em um torno CNC, corpos de prova de aço ABNT 1045. Dois tipos de ensaio foram feitos: no primeiro, a operação de desbaste foi realizada com uma ferramenta quadrada e a operação de acabamento com uma ferramenta triangular. No segundo ensaio, estas duas operações do teste anterior foram substituídas por somente uma operação, utilizando uma pastilha do tipo alisadora. Ambos os ensaios foram feitos com fluido de corte e corte a seco. Os resultados foram expostos em formas de gráficos, em que as variáveis foram: desgaste das ferramentas, volume de material removido por vida de ferramenta e rugosidade das peças. Observou-se que as pastilhas alisadoras fornecem a metade da rugosidade, com o mesmo avanço, somente nos primeiros passes de torneamento. A operação de desbaste seguida de um passe de acabamento obteve melhores resultados em termos de volume de material removido por ferramenta, quando comparada com a operação utilizando pastilha alisadora.

Torneamento – Corte a seco – Pastilhas alisadoras

T540

INFLUÊNCIA DA VAZÃO/PRESSÃO DO FLUIDO DE CORTE NA VIDA DA FERRAMENTA NO TORNEAMENTO EM ACABAMENTO DE AÇO

Tiago Henrique Biazotto (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Anselmo Eduardo Diniz (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
O uso do fluido de corte nos processos de usinagem tem sido discutido por muitos pesquisadores nos últimos tempos devido a seus danos ao ambiente e a saúde do operador. A caracterização de processos de acabamento na usinagem de aço nos quais o uso de fluido de corte possa ser eliminado, ou extremamente reduzido é o objetivo principal desse trabalho. Especificamente, o objetivo deste trabalho é verificar a influência da vazão/pressão do fluido de corte e sua direção de aplicação em relação à interface cavaco-ferramenta na vida desta, na potência consumida pelo processo, na rugosidade da peça. Para isto, são realizados ensaios torneando-se o aço ABNT 1045, tendo como variáveis de entrada o avanço, a velocidade de corte (típicos de operação de acabamento) e a vazão/pressão do fluido de corte e comparadas com o corte a seco. Os parâmetros de saída do processo serão o desgaste e vida da ferramenta, a rugosidade da peça e a potência consumida no processo. Variando o sentido de aplicação do fluido de corte a baixas pressões e vazões, pode-se estabelecer uma situação otimizada para efeito comparativo da usinagem com fluido a alta pressão. Outras variações nas condições do fluido de corte podem ser analisadas a partir da situação selecionada.

Usinagem de acabamento - Fluido de corte - Torneamento

T541

Estudo de Conceitos da Inteligência Artificial para o Apoio aos Modernos Sistemas de Manufatura

Paulo Tiago Zanini (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Antonio Batocchio (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
No nascer da nova era, o século XXI desafia o crescimento do mercado. A personalização em massa e o crescimento da competição levaram a um cenário onde as empresas precisam buscar novos horizontes competitivos. Neste projeto busca-se estudar a aplicação de conceitos de Inteligência Artificial a modernos sistemas de manufatura, escopo no qual as aproximações existentes têm aplicação ainda embrionária. Para tanto, foi utilizado um ambiente de simulação de sistemas multiagentes. Esses agentes foram modelados na linguagem JAVA e alguns são dotados de Inteligência Artificial. Foram criadas inicialmente classes para implementação de algoritmos genéticos. O trabalho foi então focado na solução de problemas de agendamento (Scheduling) abstratos, ou seja, passíveis de implementação em qualquer camada do processo produtivo, tornando-se desta forma uma solução para gerenciamento da cadeia de suprimentos. Foi possível atingir uma performance razoavelmente boa, testada em simulações. Concluiu-se que métodos com Inteligência Artificial podem convergir para soluções ótimas que de outra forma dificilmente poderiam ser atingidas, e que esses métodos poderão ser um apoio valioso e por vezes imprescindível aos modernos sistemas de produção.

Inteligência Artificial – Sistemas Multiagentes – Supply Chain Scheduling

T542

HIDRODINÂMICA DE GRANDES BOLHAS ASCENDENTES EM LÍQUIDOS

Ricardo Skibelski (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Antonio Carlos Bannwart (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Escoamentos bifásicos gás-líquido têm importantes aplicações na indústria do petróleo. Um dos principais padrões bifásicos é o chamado “slug flow”, caracterizado por grandes bolhas (“bolhas de Taylor”), as quais têm formato de projétil e ocupam praticamente toda a seção transversal do tubo, sendo circundadas por um filme de líquido. Para a modelagem do escoamento do líquido em relação à bolha, adotou-se a hipótese de irrotacionalidade e aplicou-se a teoria potencial. As equações foram desenvolvidas no aplicativo Mathematica, onde foi possível visualizar graficamente os resultados. Foram considerados três casos de ascensão das bolhas: em líquidos extensos, no interior de tubos e em espaços anulares. Conforme a literatura, modelou-se a ascensão em líquidos extensos por uma calota esférica e a distribuição de pressão como aquela que ocorre no escoamento ideal em torno de uma esfera. Para o caso do escoamento em tubos, adotou-se a sobreposição de uma fonte a um escoamento uniforme, de onde se deduziu uma expressão para a velocidade em função do diâmetro do tubo e a distribuição de pressões. No caso do escoamento em espaços anulares, a bolha forma um “paletó” aberto (não simétrico), não sendo possível modelar-se o corpo através da superposição de escoamentos elementares. Pode-se verificar, porém, o efeito dos raios de curvatura do topo da bolha na velocidade de ascensão.

Escoamento Potencial - Escoamento Bifásico - Bolhas de Taylor

T543

PROCEDIMENTO DE SIMULAÇÃO DA OPERAÇÃO DE TURBINAS A GÁS ESTACIONÁRIAS

Flávio Vasselo Sorrila (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Arnaldo César da Silva Walter (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Turbinas a gás são máquinas de importância crescente no setor elétrico, seja em instalações termelétricas ou em sistemas de cogeração. Do ponto de vista operacional, as turbinas a gás são bastante sensíveis à variações de carga e à variações de condições climáticas, quando alguns parâmetros podem variar sensivelmente em relação à uma condição operacional de referência. A partir de um código de simulação desenvolvido em linguagem de programação orientada ao objeto Delphi que utiliza como dados de entrada parâmetros de design da turbina a gás e a especificação do combustível utilizado, bem como as condições ambiente, é possível avaliar as alterações em variáveis como potência produzida, eficiência térmica, vazão e temperatura dos gases de exaustão. Uma biblioteca com um número maior de turbinas foi criada com base em resultados de simulação em um programa de simulação comercial, devido à falta de informações mais detalhadas nos catálogos dos fabricantes de turbinas a gás. O procedimento apresentou uma boa precisão para essas novas turbinas. A melhoria da qualidade gráfica do algoritmo foi realizada de modo a tornar mais fácil a sua compreensão e sua utilização.

Turbinas a gás – Simulação – Máquinas Térmicas

T544

COGERAÇÃO NO SETOR TERCIÁRIO – ESTUDO DE VIABILIDADE E DO POTENCIAL PARA HOSPITAIS

Joaquim E. A. Seabra (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. Arnaldo Cesar da Silva Walter (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Cogeração é definida como o uso seqüencial de um fluxo de energia primária para a produção de duas formas úteis de energia - calor e potência (mecânica ou elétrica). Conhecida há mais de cem anos, e utilizada já nos primórdios da indústria elétrica, a cogeração tem sido empregada mais recentemente em várias instalações do setor terciário. O projeto proposto, desenvolvido paralelamente à execução do projeto CT-Infra/Etapa 2 - “Economia de Energia e Cogeração na UNICAMP – ECOGERA”, envolveu a análise da cogeração no setor terciário, com desenvolvimento de um estudo de caso para hospitais, incluindo o dimensionamento da instalação, a execução de análises de viabilidade técnico (energética), econômica e ambiental (relativa às emissões atmosféricas e ao consumo d’água), além da proposição de análises e experimentos baseados no monitoramento contínuo da instalação. No caso da cogeração em hospitais, uma questão fundamental é a escolha entre o atendimento preferencial das demandas térmicas convencionais (água quente e vapor), ou o atendimento da demanda relativa ao condicionamento de ar. Para o caso do Hospital de Clínicas da Unicamp, optou-se pelo atendimento das demandas relativas ao condicionamento de ar utilizando um sistema de cogeração com motores de combustão interna (gás natural como combustível) e chillers de absorção para recuperação de calor.

Cogeração – Setor Terciário – Análise de Viabilidade

T545

Avaliação do Desempenho de Sapatilhas de Freio para Sistemas Metroviários

Marcelo Domingues Dias (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. Auteliano Antunes dos Santos Júnior (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de materiais de atrito para freios de composições metroviárias. Foram ensaiados dois tipos de material, um de uso corrente em ferrovias urbanas nacionais e outro que está sendo desenvolvido para aplicações semelhantes. O procedimento de ensaio seguiu a norma utilizada pelo Sistema Metroviário de Brasília, para homologação de sapatilhas de freio. Foi utilizado o Banco Dinamométrico do Laboratório Ferroviário do Departamento de Projeto Mecânico da FEM-Unicamp. Um sistema pinça-disco foi adaptado e os ensaios foram realizados com inércias equivalentes a 64 e 40 toneladas de carga, simulando veículos carregados e vazios. Foram realizados ensaios de parada a partir de 80 km/h A influência da temperatura no desempenho dos freios também foi avaliada. Os resultados mostram que os materiais se comportam de forma semelhante, com variação uniforme, mas com valores diferentes para o nível de atrito.

Análise - Freio - Metroviários

T546

Implantação de Sistema de aquisição de dados e desenvolvimento de software de simulação em laboratório de sistemas térmicos

Gilliard Fabiano Adriano (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Caio Glauco Sánchez (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
O laboratório de sistemas térmicos da Faculdade de Engenharia Mecânica da Unicamp tem equipamentos que reproduzem o funcionamento das principais maquinas térmicas. O trabalho consistiu em implantar um sistema de aquisição de dados computacional para facilitar a obtenção e análise de dados desses equipamentos pelos alunos e instalar programas simples de simulação dos processos envolvidos. Foram elaborados programas a partir das equações encontradas na literatura para cada equipamento do laboratório. O sistema simula os resultados teóricos para fins de comparação. A linguagem de programação utilizada foi o LabView. Foram também instaladas e configuradas placas de aquisição de dados para testar os programas. O trabalho foi desenvolvido por módulos, contendo cada módulo um equipamento. Ao final de cada módulo foram realizados testes para verificar a confiabilidade dos programas. Os resultados encontrados foram satisfatórios de acordo com os objetivos traçados. O sistema poderá no futuro ser aprimorado.

Sistemas de aquisição de dados - Simulação - Sistemas Térmicos

T547

Estudo do processo de eletrodeposição por corrente pulsada da liga de ZnNi

Fabrício Lopes Palha de Araújo (Bolsista SAE/PRG) e Profa. Dra. Célia Marina de Alvarenga Freire (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Os custos estimados, anualmente, decorrentes da corrosão são enormes. Acredita-se que nos Estados Unidos, os valores alcancem o patamar dos 50 milhões de dólares ao ano. Isto significa uma grande perda para qualquer nação. Além disso, surge um enorme campo de estudos com objetivo de criar novos métodos de prevenção à corrosão e assim, minimizar os prejuízos anuais. Um dos métodos de prevenção à corrosão é a eletrodeposição de uma liga resistente no material alvo. Este método foi o foco principal deste projeto. A liga escolhida para estudo foi a de ZnNi devido a sua boa resistência, além de ser amplamente usada nas indústrias, por exemplo: indústrias automobilística e aeroespacial. O processo de eletrodeposição por corrente pulsada foi escolhido, frente ao por corrente contínua, pois fornece um depósito mais compacto, além de possuir um maior número de variáveis dependentes. Este último fato permite uma maior possibilidade de combinações destas variáveis, a fim de se obter um depósito mais resistente. Uma vez que existem vários parâmetros determinantes no processo, elaborou-se vários conjuntos, fixando um dos parâmetros e variando os outros, dentro de uma faixa já conhecida da literatura. Assim foram efetuadas diversas eletrodeposições com algumas combinações pré-determinadas. O depósito resultante passou por diversos testes como: microscopia eletrônica de varredura, análise de espessura, composição, entre outros. Pôde-se concluir que as propriedades do depósito estão estritamente ligadas as variáveis do processo. Para algumas variáveis foi possível obter uma faixa ótima de valores para aplicação, porém para outras não. Em vista disso, uma ferramenta de análise mais poderosa poderia ter sido utilizada, como a estratégia de planejamento fatorial.

Liga ZnNi - Eletrodeposição - Corrente pulsada

T548

Aplicação de microcontroladores em controle de transmissão planetária.

Alexandre Shin Iti Masuda (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Franco Giuseppe Dedini (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Os trens de engrenagens consistem em uma cadeia cinemática destinada a transmitir rotações. Os planetários são uma montagem específica de um trem de engrenagens, possuem grande gama de aplicações como os diferenciais automotivos, sistemas de transmissão de potência, além de uma série de aplicações industriais. Esses mecanismos possuem uma grande vantagem sobre os trens de engrenagem convencionais, pois, são leves, compactos, permitem uma alta redução multiplicação de velocidade, são de alta confiabilidade, capacidade de bifurcação e adição de potências e possibilitam múltiplas relações de transmissão. Os problemas relacionados aos planetários estão fundamentalmente ligados ao desenvolvimento de projetos, pois são de alta complexidade cinemática e de difícil visualização. Poucos trabalhos foram publicados sobre o assunto, sendo, então, uma motivação para a pesquisa. Neste trabalho, além do estudo cinemático da transmissão por planetários, é feita uma revisão do estado da arte dos microcontroladores digitais com o objetivo de criar um sistema de controle que permite mudar as relações de um sistema de transmissão usando planetários conforme a aplicação de uma carga resistiva. Com o uso de ferramentas modernas como o Matlab e o Working Model foi possível relacionar parâmetros como velocidade, rotação, tração de demanda e de carregamento para criar um modelo de transmissão controlada.

Planetários - Microcontroladores - Controle

T549

Aplicação de Microcontroladores no Controle de Transmissões Continuamente Variável

Thiago José da Silva Saccheto (Bolsista SAE/PRG), Prof. Dr. Franco Giuseppe Dedini (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Este é dedicado à aplicações de microcontroladores em sistemas mecânicos .Neste caso , essencialmente é estudada a aplicação de microcontroladores no controle de um CVT .É válido salientar que , do ponto de vista da engenharia , o desenvolvimento de novos sistemas para controle possibilita a otimização de um conjunto de fatores de um dispositivo ou sistema integral , tais como funcionamento , consumo , segurança , eficiência , etc. O sistema em que é aplicado o controlador citado é uma transmissão continuamente variável (C.V.T.) ,ou seja, uma transmissão cuja relações de transmissão variam de forma continua possuindo características vantajosas em relação às transmissões convencionais .A função das transmissões é permitir que a máquina geradora de potência mecânica (motores , compressores, rotores) permaneça em seu regime de máximo torque , potência ou outro fator considerado desejável durante um intervalo de tempo . São apresentados os tipos de estratégias de controle que atualmente regem as CVTs e a partir disto são desenvolvidas nesse trabalho simulações dinâmicas baseadas no método Holmes (através das curvas de potencia do sistema) e implementados em MatLab® aliado ao Working Model 2D® . É desenvolvido um projeto de um sistema de controle de uma CVT do tipo tilting ball ou track ball na qual são realizados experimentos práticos como o controle de motores de passo de 2 tipos , freios e por fim a própria transmissão baseados na mesma filosofia da simulação .

Microcontroladores - Controle de Sistemas Mecânicos - Transmissão Continuamente Variável (CVT)

T550

Projeto e implementação de programa computacional para modelagem, simulação e controle de movimentos de uma plataforma de posicionamento

Alysson Fernandes Mazoni (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. João Maurício Rosário (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
A plataforma de Stewart-Gough é um manipulador paralelo de seis cilindros e seis graus de liberdade de ampla aplicação comercial. A característica que a torna interessante é a possibilidade de uma construção mecânica que permite movimentos com força e precisão acima da dos manipuladores seriais. Este trabalho elabora um modelo geométrico para o controle do posicionamento de um protótipo de plataforma. Nosso fim específico é a simulação da movimentação da superfície do mar; para tanto, são propostos algoritmos que recebem os dados característicos do movimento a ser simulado, i.e., números associados à translação e à rotação, e calculam os comprimentos dos cilindros atuadores da plataforma para a posição requerida. O modelo foi implementado em linguagem do pacote MatLab e em programação visual do software LabVIEW. Este último é usado para obter comunicação entre o programa e o hardware de controle do protótipo.

Plataforma de Stewart-Gough – Modelagem geométrica – Simulação

T551

IMPLEMENTAÇÃO DE UM CONTROLE DE POSIÇÃO E FORÇA PARA UM SISTEMA DE PREENSÃO

Eduardo Rossi Trigo (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. João Maurício Rosário (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Um dos grandes desafios para a Engenharia de Reabilitação é o desenvolvimento de próteses antropomórficas que ajudem a reabilitação de um indivíduo de forma satisfatória. Muitas próteses ativas vem sendo desenvolvidas, porém, na sua maioria são desconfortáveis e repletas de limitações para o usuário. Além disso, seu elevado custo marginaliza grande parcela das pessoas que necessitam utilizá-las. Neste contexto, desenvolveu-se um sistema de controle de posição e força para um mecanismo de preensão utilizando circuito lógico reprogramável ALTERA^TM, o que reduz significativamente o tempo de desenvolvimento e os custos. O sistema de controle envia informações sobre as condições de operação da prótese para o usuário. Uma vez implementado numa prótese ativa de mão, tornaria possível a manipulação de objetos de diferentes resistências sem danificá-los. Simultaneamente, um estudo baseado em trabalhos já realizados sobre Ligas de Memória de Forma (ou Shape Memory Alloy – SMA) foi realizado a fim de utilizar estas ligas como elementos acionadores de um atuador linear. Suas características e propriedades apresentam várias vantagens sobre os atuadores convencionais, o que contribuiria muito para o desenvolvimento de próteses mais eficientes.

Reabilitação - SMA - Controle

T552

Projeto e desenvolvimento de plataforma experimental para supervisão e controle de juntas robóticas

Ernesto Carvalho Salles Júnior (Bolsista CNPq) e Prof. Dr. João Maurício Rosário (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Neste trabalho, utilizamos uma bancada simplificada de uma junta robótica com o propósito de simular um grau de liberdade de um robô submetido a efeitos de mudanças inerciais ao longo de uma trajetória. A plataforma experimental é composta de um motor de corrente contínua, dois discos de inércia e sensores incrementais de posição do tipo encoders. Para o acoplamento do segundo disco de inércia é utilizada uma embreagem eletromagnética, simulando assim a variação de inércia dentro de uma trajetória realizada por um robô. Este trabalho de iniciação científica consistiu na criação de um software, em linguagem DELPHI, que permitisse controlar a plataforma experimental via PC, executar rotinas de controle automático e monitorar os sinais enviados para a plataforma. O software desenvolvido possibilita controlar e executar diferentes tarefas na plataforma (ligar/desligar, alterar a rotação do eixo e acionar a embreagem eletromagnética), bem como realizar uma seqüência de atividades pré-programadas. Desta forma poderemos avaliar em trabalhos futuros o desempenho de uma dada técnica de controle sujeita a perturbações (acoplamento de outras juntas).

Mecatrônica - Controle - Delphi

T553

PROJETO E IMPLEMENTAÇAO DE PROGRAMA COMPUTACIONAL PARA CALIBRAÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DE PARÂMETROS DE UMA PLATAFORMA DE POSICIONAMENTO

Rafael Lauri Labigalini (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. João Maurício Rosário (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
O objetivo desse projeto é a calibração de uma plataforma hidráulica de posicionamento, mais precisamente trata-se da plataforma de Stewart-Gough, manipulador paralelo capaz de alcançar alta precisão e força. Tal plataforma é aplicada em diversos problemas, como simuladores de vôo, teste de veículos terrestres, entre outros. O objetivo final é reproduzir o espectro de movimentos do mar, para tanto a plataforma deve alcançar posições pré-determinadas com exatidão, daí a necessidade da calibração. A partir de um estudo do modelo cinemático da plataforma é desenvolvido um procedimento visando a identificação dos parâmetros necessários. O trabalho buscou o encontrar o método mais conveniente para calibração, levando se em consideração desde a precisão do método a praticidade deste. Devido ao grande numero de cálculos necessários, os algoritmos foram desenvolvidos em ambiente Matlab, podendo ser facilmente convertidos para linguagem C ou mesmo adaptados para um ambiente visual.

Calibração – Manipulador Paralelo – Plataforma Stewart-Gough

T554

MODELAGEM COMPUTACIONAL PARA ANÁLISE TERMODINÂMICA DE SISTEMAS HÍBRIDOS DE COGERAÇÃO UTILIZANDO GASEIFICAÇÃO DE BAGAÇO DE CANA

Eugênio de Souza Morita (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Jorge Isaias Llagostera Beltrán (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Considerando a importância da geração de energia elétrica para o desenvolvimento do país e a necessidade de incrementar a utilização de recursos energéticos renováveis, este trabalho tem como objetivo contribuir para a obtenção de parâmetros técnico-econômicos que auxiliem na elaboração de políticas públicas de otimização e aproveitamento de recursos disponíveis em larga escala. Foram desenvolvidos programas e sub-rotinas modulares e eficientes para a modelagem computacional de sistemas térmicos de potência em usinas de açúcar e álcool utilizando gaseificação de bagaço de cana. A modelagem computacional foi elaborada em Delphi, utilizando a linguagem Pascal Objeto. Foram utilizadas sub-rotinas de elevada exatidão para a determinação das propriedades termodinâmicas. O desempenho do sistemas de potência foi avaliado para diversas condições de operação (pressões, temperaturas, vazões e outros) ao longo do processo de geração de potência.

Cogeração – Modelagem Computacional – Bagaço de Cana

T555

MODELAGEM COMPUTACIONAL PARA ANÁLISE TERMODINÂMICA DE SISTEMAS DE COGERAÇÃO INDUSTRIAL UTILIZANDO GÁS NATURAL E BAGAÇO DE CANA

Rodrigo Renó Gonzaga (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Jorge Isaias Llagostera Beltrán (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Tendo em vista o incremento da demanda de energia elétrica no país, renovando as discussões nacionais sobre alternativas de geração, este trabalho buscou contribuir de maneira indireta na obtenção de parâmetros técnico-econômicos que auxiliem na elaboração de políticas públicas de otimização e aproveitamento de recursos disponíveis em larga escala. Foram desenvolvidos programas e sub-rotinas modulares e eficientes para a modelagem computacional de sistemas térmicos de potência em usinas de açúcar e álcool utilizando gás natural e bagaço de cana. As simulações foram feitas em Delphi, utilizando a linguagem Pascal Objeto. Foram utilizadas sub-rotinas de elevada exatidão para a determinação das propriedades termodinâmicas. Avaliou-se o desempenho de ciclos combinados quando variadas as condições de operação do sistema (pressões, temperaturas, vazões, composição dos combustíveis, perdas de carga, etc) ao longo do processo de geração de potência.

Cogeração – Modelagem Computacional – Bagaço de Cana

T556

Avaliação de Métodos de Caracterização Experimental de Materiais com Absorção Acústica.

Dorival Bordignon Junior (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. José Maria Campos dos Santos (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Nesse trabalho foram avaliadas algumas técnicas para quantificar a absorção sonora de materiais porosos. Nestes métodos faz-se uso de sensores de pressão e de velocidade de partícula. O interesse principal era determinar o coeficiente de absorção sonora, fração da energia sonora total incidente que é dissipada no material poroso, o coeficiente de reflexão e a impedância acústica. A determinação desses parâmetros é importante para caracterizar acusticamente um material para a sua posterior aplicação industrial, automobilística, residencial, etc. Dentre as categorias de técnicas existentes a adotada no referido trabalho foi a técnica do tubo de impedância. O tubo de impedância consiste de um tubo de parede rígida onde numa das extremidades é colocado um alto-falante e na outra a amostra de material a ser testada. Dentro do tubo é estabelecido um modelo de ondas estacionárias, devido as ondas viajando na direção da amostra e das ondas voltando. Foram testados os métodos 2p (dois microfones), 2u (dois sensores de velocidade de partícula) e p/u (combinação dos dois sensores). Nesses métodos são medidas as funções transferência entre cada sensor e um sensor de referência e através da formulação acústica de ondas estacionárias podemos calcular os coeficientes de absorção e reflexão. Os resultados mostraram uma boa concordância entre os métodos avaliados.

Tubo de impedância - Absorção acústica - Sensores Acústicos

T557

AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL DE UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO/BOMBA DE CALOR POR ABSORÇÃO DE ÁGUA-AMÔNIA

Frederico Celino de Sant’Anna (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. José Ricardo Figueiredo (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica  FEM, UNICAMP
A proposta se enquadra dentro de um projeto amplo que visa desenvolver as tecnologias e métodos apropriados para o projeto otimizado, construção e controle de operação de pequenas unidades de bombas de calor por absorção H₂O-NH₃, geradoras de ar condicionado e aquecimento, a partir de gás natural, direcionadas aos setores residencial e comercial. Para a simulação teórica são necessários um conjunto de propriedades termodinâmicas e termofísicas; o trabalho se concentra na viscosidade da mistura líquida. Foram encontrados resultados experimentais na forma de gráficos da variação desta propriedade termofísica em função da temperatura e da fração de amônia. Foi feito um levantamento das formas de representação algébrica da viscosidade da mistura binária em questão, decidindo-se pelo ajuste das curvas segundo os métodos de Teja-Rice e Grunberg-Nissan. Foi inicialmente feito o ajuste pelo método dos quadrados mínimos para cada temperatura, por cada um dos métodos. A comparação de ambos permitiu a conclusão de que o método de Grunberg-Nissan apresenta melhores resultados. A seguir os coeficientes obtidos por este método foram expressos em termos da temperatura.

Refrigeração por Absorção – Mistura líquida água-amônia – Viscosidade

T558

DESENVOLVIMENTO DE UM MICROSCANNER COM ATUAÇÃO ACÚSTICA

Alexandre A. S. Provazzi (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. José Roberto de França Arruda (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Scanners ópticos são usados para controlar a direção de propagação de feixes de luz e são encontrados em impressoras a laser e leitores de código de barras, entre outros. Os mais usados são os scanners mecânicos, que são baseados em um espelho fixo em um eixo girante de um galvanômetro ou motor elétrico, mas sua aplicação é limitada devido ao seu tamanho relativamente grande, consumo de energia relativamente elevado e freqüências de exploração baixas. Atualmente estão sendo investigados scanners microeletromecânicos, atuados eletromagneticamente. Entretanto, estes podem apresentar fadiga mecânica nos terminais fornecedores de potência elétrica à bobina móvel. Este projeto visou investigar, projetar e construir um microscanner com atuação acústica. É feita a modelagem de um sistema composto por um microespelho de silício montado sobre barras de torção, dois alto-falantes e seus respectivos canais acústicos direcionadores das ondas sonoras que excitam a microestrutura de silício, fazendo-a oscilar. Através da análise modal da microestrutura de silício foi determinada a freqüência do quarto modo de vibração em que a mesma apresenta a oscilação torcional desejada. Foi feita a otimização da geometria dos canais acústicos para esta freqüência. Foi construído um dispositivo moldado em resina de poliéster com os canais sobre o qual foi montado um microscanner com geometria otimizada e o conjunto foi testado experimentalmente. A partir dos resultados são feitas sugestões para o aperfeiçoamento do sistema.

Microscanner - Microssistemas - Acústica

T559

ESTUDO DE SOLIDIFICAÇÃO DE ÁGUA EM TORNO DE UM TUBO AXIALMENTE ALETADO

André Gustavo Tauil de Pádua (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. Kamal Abdel Radi Ismail (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
A energia é uma questão crítica no mundo atual, devido principalmente ao fato do seu consumo nos diversos setores como: residências, comércio e indústria em geral estar aumentando, e ele é variável durante o dia e ainda de acordo com a estação, levando ao que chamamos de pico de consumo, que são períodos em que a demanda se eleva bruscamente, e por outro lado os períodos denominados “off-peak”, que são períodos em que o consumo de energia é menor que a média. Devido à existência dessas oscilações no consumo, desenvolvem-se equipamentos denominados bancos de gelo, que no caso deste projeto em particular apresenta geometria de um tubo axialmente aletado. Esses equipamentos nos horários de off-peak armazenam a energia como frio para depois liberá-la nos horários de pico, sendo utilizados no condicionamento de ar. Com o intuito de realizar estudos em um banco de gelo em forma de um tubo axialmente aletado, foi feita a montagem experimental de um sistema que permita a passagem de um fluido refrigerante no interior do tubo aletado, de maneira que ocorra o congelamento gradativo da água armazenada em um tanque ao redor do mesmo. O objetivo era avaliar o comportamento da solidificação de água através da instalação de sensores de temperatura, câmera digital e medidor de vazão, quando se variam parâmetros como a temperatura inicial da água, temperatura do fluido refrigerante e a vazão do fluido refrigerante.

Energia - Transferência de Calor - Banco de Gelo

T560

Projeto de uma bancada de propulsão com ramjet para uso didático

Israel Irone Salvador (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Kamal Abdel Radi Ismail (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Devido à falta de equipamentos destinados às atividades didáticas no ensino de graduação, foi proposta a idéia de elaborar um equipamento didático que demonstre os conceitos de termodinâmica, escoamento compressível, combustão e instrumentação. Foi elaborado o projeto analítico dos componentes e da bancada experimental, incluindo as especificações dos componentes com dimensionamentos e respectivos desenhos, levando-se em consideração escoamento compressível com combustão unidimensional, e para bancada de testes utilizando-se de uma balança aerodinâmica eletrônica, com strain gages além de tubo de pitot e termopares. Devido à escassez de literatura direcionada ao projeto de ramjets, e como o projeto de um ramjet é em sua grande parte experimental, o projeto seguiu uma concepção modular onde foram projetados mais de um elemento diferente para as várias partes que compõem o ramjet. O impacto no desempenho e nas características termodinâmicas e fluidodinâmicas conforme diferentes configurações do ramjet é de grande valor didático, visto que engloba um grande número de conceitos de engenharia.

Ramjet – Propulsão – Equipamentos de ensino

T561

Investigação Experimental de Tubo de Vórtice para Geração de Calor e Frio

José Eduardo Castro Ortega (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Kamal Abdel Radi Ismail (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
O conceito físico do tubo de vórtice é interessante e pode ser construído de forma simples para a geração de correntes de ar quente e fria, a partir da utilização de ar comprimido a uma pressão de 6 à 7 atm. Sendo de grande importância para aplicações práticas que exigem um equipamento compacto e sem partes móveis. Nesse trabalho foram levantados os aspectos teóricos dos fenômenos de transferência de calor do tubo e desenvolvido posteriormente tal aparelho para sua futura utilização como um aparato experimental didático sob a forma de bancada para o ensino da graduação. Dimensionou-se o Tubo de Vórtice, sua câmara inicial, câmara de rotação, tubo de desenvolvimento de vórtice, saída de ar quente e frio e entrada de ar comprimido. Foram projetadas e desenhadas as peças para o tubo, a definição do compressor e o reservatório de ar. Definidos os parâmetros experimentais foram instalados os medidores de pressão e os termopares para a medição da temperatura para a saída de ar da corrente fria e quente, a pressão inicial e a posição das saídas de ar e a potência fornecida na entrada de ar e a energia associada a cada corrente. O tubo foi montado e está adaptado para realizar experimentos na área de transferência de calor e investigações na área de engenharia térmica.

Tubo de Vórtice– Refrigerador de Ar –Refrigerador sem Partes Móveis

T562

Implementação de um prograMa para planejamento de experimentos voltado ao estudo de máquinas rotativas

Daniel Kalil Franulovic, (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Katia Lucchesi Cavalca Dedini (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Em estudos experimentais realizados tanto na área acadêmica quanto na indústria, muitas vezes não há um modelo matemático totalmente conhecido que represente o sistema ou processo em análise. Neste caso, com base em um modelo parcial ou conhecimentos específicos do problema em estudo, tenta-se obter um modelo empírico que represente o comportamento do sistema. Portanto, uma ferramenta fundamental para estudos que inclui variabilidade, incerteza e dispersão de dados é a Estatística. Nas diversas ramificações da engenharia, neste trabalho, a Engenharia Mecânica, a análise experimental é necessária para se verificar e comprovar resultados obtidos analiticamente e/ou numericamente, a partir de sistemas mecânicos, ou concepção de novos produtos com base na abordagem de Projeto Robusto. Neste trabalho, estão sendo implementados três tipos de planejamentos de experimentos: fatorial completo, fracionário e arranjos ortogonais (com base na Metodologia de Projeto Robusto, proposto na década de 60, por Taguchi, G.) voltados ao estudo de parâmtetros de máquinas rotativas. Os planejamentos experimentais foram fundamentados matematicamente e estatisticamente, incluindo: a Análise da Variância (ANOVA) e testes de hipóteses com suas respectivas distribuições estatísticas. Terminada esta primeira etapa do planejamento, os dados são ajustados por polinômios através do Método de Mínimos Quadrados, para se obter uma função que represente o conjunto de dados obtidos experimentalmente, e assim representar empiricamente o sistema em estudo. Foram implementadas saídas gráficas para se verificar os resíduos dos ajustes e a aproximação polinomial. O Visual Basic ® foi escolhido como ferramenta computacional, devido à sua interface amigável e a futura integração deste programa com outros implementados pelo grupo de pesquisa.

Planejamento Experimental - Projeto Robusto - Máquinas Rotativas

T563

DESENVOLVIMENTO DE PROGRAMAS PARA AQUISIÇÃO E TRATAMENTO DE DADOS EXPERIMENTAIS APLICADOS À DINÂMICA DE ROTORES

Luís Alberto Ferreira Dutra (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Katia Lucchessi Cavalca Dedini (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
O diagrama em cascata é uma ferramenta importante para a visualização da instabilidade do filme de óleo em mancais hidrodinâmicos e para a visualização dos efeitos de acoplamento e desalinhamento de eixos colineares. Neste trabalho foi desenvolvido um programa para a aquisição de dados para uma bancada de testes que consiste de um ou dois eixos apoiados por até 4 mancais hidrodinâmicos, instrumentados por sensores de proximidade, acelerômetros e células de carga, perfazendo um total de até 32 canais de aquisição de dados simultâneos. Implementou-se uma estratégia de armazenamento das Transformadas Rápidas de Fourier (FFTs) e dos dados do Auto Espectro de Potência para várias rotações do eixo. Desenvolveu-se um programa que gera saídas gráficas características do diagrama em cascata, em que são visualizadas três variáveis: velocidade de rotação do eixo, amplitude e freqüência de vibração. Posteriormente, realizou-se a aferição e calibração experimental dos programas desenvolvidos. Constata-se que a presença de amplitudes cujas freqüências variem entre 0.4X e 0.6X da velocidade de rotação caracterizaria efeitos de oil whirl e oil whip. E a presença de amplitudes nas freqüências correspondente às harmônicas superiores caracterizaria efeitos de acoplamento e desalinhamento de eixos colineares.

Harmônicas - Diagrama em Cascata - Mancais Hidrodinâmicos

T564

COMPARAÇÃO DO COMPORTAMENTO NO TIXOFORJAMENTO DE LIGAS DE ALUMÍNIO REOFUNDIDAS POR DIFERENTES PROCESSOS

Carlos Henrique Bruner Scomparin (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Maria Helena Robert (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Nos últimos anos a indústria da manufatura tem se preocupado em produzir peças metálicas com acabamento o mais próximo possível da sua forma final, visando a redução de custos. A conformação de metais no estado semi-sólido tem, neste contexto, encontrado seu desenvolvimento. O trabalho tem como objetivos analisar a influência da estrutura da matéria prima (pasta reo ou tixofundida) no seu comportamento durante o tixoforjamento, analisando o preenchimento do molde neste tipo de operação. Foi projetado um molde de geometria tal que dificulte propositalmente o escoamento do material, com o intuito de observar as características reológicas da pasta, e testes de forjamento foram efetuados utilizando a liga A356 no estado semi-sólido. A pasta tixotrópica foi produzida por três diferentes processos: fusão parcial de estruturas refinadas, estruturas submetidas a agitação eletromagnética durante solidificação e processo cooling slope. A metodologia seguiu as etapas: produção de lingotes pelos métodos propostos, montagem de dispositivos para testes de tixoforjamento, testes propriamente ditos. Os resultados obtidos mostraram que é possível a obtenção, utilizando reduzidas forças, de produtos de geometria complexa a partir de pastas tixotrópicas; mostraram ainda que a estrutura original do reo ou tixo fundido influencia a força requerida para a conformação e a qualidade do produto: estruturas obtidas em processo cooling slope requerem forças menores e resultam em produtos com estrutura mais homogênea e refinada.

Conformação – Forjamento – Tixoconformação

T565

ESTUDO DO PROCESSO DE TIXOFORJAMENTO DE LIGAS DE ALUMÍNIO UTILIZANDO MOLDES NÃO METÁLICOS

Luis Henrique Fontanetti (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Maria Helena Robert (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Nos últimos anos a indústria da manufatura tem se preocupado em produzir peças metálicas com acabamento o mais próximo possível da sua forma final, visando reduzir custos. A conformação de metais no estado semi-sólido tem, neste contexto, encontrado seu desenvolvimento. O trabalho tem como objetivos analisar: a possibilidade da utilização de moldes não metálicos em operações de tixoforjamento; o efeito na segregação do líquido na frente de escoamento e suas consequências na estrutura do produto. Foi inicialmente feito o projeto de molde para utilização em testes de tixoforjamento. A geometria do molde foi definida de modo a apresentar alto grau de dificuldade de forjamento. Segui-se a construção dos moldes empregando dois tipos de materiais: mistura de areia silicosa e cimento, na proporção de 2:1, e grafite. Os moldes foram utilizados para testes de tixoforjamento da liga A 2011, a diferentes temperaturas. Os resultados obtidos mostraram: que é possível a produção de peças de boa qualidade dimensional e de bom acabamento superficial, mesmo em moldes com geometria complexa, quando a matéria prima é forjada no estado semi-sólido; que a força aplicada depende da temperatura de tixoforjamento; e principalmente, que é possível a utilização de moldes não metálicos em processos de forjamento. Este resultado é bastante importante para a indústria uma vez que moldes metálicos são de alto custo.

Conformação - Tixoforjamento - Moldes Não Metálicos

T566

ESTUDO DO PROCESSO DE CONFORMAÇÃO, POR ESTAMPAGEM, DE LIGAS DE ALUMÍNIO NO ESTADO REOFUNDIDO

Marcelo Augusto Schnaibel (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Maria Helena Robert (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Nos últimos anos a indústria da manufatura tem se preocupado em produzir peças metálicas com acabamento o mais próximo possível da sua forma final, (processos near net shape), visando a redução de custos. A conformação de metais no estado semi-sólido tem, neste contexto, encontrado seu desenvolvimento. O trabalho tem como objetivo a investigação da possibilidade da aplicação da tecnologia da conformação da ligas no estado semi-sólido, em processos de estampagem de chapas da liga de alumínio A5052. Para tanto, chapas laminadas de diferentes espessuras foram tratadas termicamente a temperaturas superiores à Tsolidus, levando à obtenção de pastas tixotrópicas, as quais foram caracterizadas e utilizadas em testes de tixoestampagem. A metodologia seguiu as etapas: produção e caracterização metalúrgica e mecânica de chapas com estrutura tixofundida, montagem de dispositivos para testes de estampagem, testes propriamente ditos. Os resultados obtidos mostraram que é possível a produção de chapas finas com estrutura globular semi-sólida, passíveis de conformação; que o grau de contiguidade da estrutura tixofundida é suficiente para suportar relativas forças de tração, possibilitando a conformação por estampagem com reduzidas forças aplicadas. Produtos com geometria simples puderam ser obtidos. Este resultado é bastante importante para a indústria da manufatura, pois possibilita a utilização de máquinas menos potentes, menor consumo de energia e a estampagem de chapas de elevada espessura.

Conformação – Tixoconformação – Estampagem

T567

ESTUDO E MODELAGEM DAS PERSPECTIVAS DE AÇÃO ESTRATÉGICA DE UM BSC (BALANCED SCORECARD ) PARA UM LABORATÓRIO DE METROLOGIA

Erich Lindenbach Gomes Bueno (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. Olívio Novaski (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Na tentativa de se alinhar com os objetivos da Universidade de Campinas e de se adequar ao mercado, que a cada ano se torna mais competitivo, o Laboratório de Metrologia Dimensional (LAMEDI) está elaborando um Planejamento Estratégico, do qual este projeto faz parte. Após o desenvolvimento do Planejamento Estratégico , o Balanced Scorecard (BSC) é utilizado não só como uma ferramenta de verificação, ou de controle dos resultados do planejamento, mas também como um processo que permite a realização de mudanças no planejamento, caso este não esteja atingindo os objetivos propostos. Neste trabalho foi modelado um BSC, que poderá ser aplicado no futuro, obtendo resultados que verificam o planejamento do LAMEDI. Neste BSC houve uma grande preocupação com o equilíbrio das quatro perspectivas do BSC ( Financeira, Clientes, Processos Internos e Crescimento e Aprendizagem) pois o LAMEDI não é uma empresa comum, que visa prioritariamente o lucro, mas sim uma instituição pública que tem como prioridade gerar conhecimento técnico que poderá ser utilizado na Universidade

Balanced - Scorecard - Metrologia

T568

ESTUDO DA APLICAÇÃO DO PLANO DE NEGÓCIOS AO LAMEDI

Marcos Francisco Rieper (Bolsista SAE/PRG) e Prof. Dr. Olívio Novaski (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Para grandes e médias organizações o planejamento estratégico é desenvolvido a partir de metodologias que são possíveis graças à participação de vários executivos especializados em assuntos de interesse estratégico. Já para pequenas organizações, instituições e laboratórios, em que essas reuniões são inviáveis, há a necessidade da criação de outra metodologia de análise ambiental que perceba a organização como uma união entre as partes da mesma. Nesse trabalho buscou-se aplicar a metodologia desenvolvida em uma tese de mestrado que está voltada para pequenas empresas. Para isso foi usado o Laboratório de Metrologia (LAMEDI) da UNICAMP como base para a realização desse trabalho. O objetivo dessa iniciação científica é a de estudar a metodologia do plano de negócios desenvolvida nessa tese de mestrado por Luiz Arnaldo Biagio no ano de 2001 e procurar implantá-la no LAMEDI. Inicialmente foi realizado um levantamento nos arquivos de orçamentos pedidos por empresas ao laboratório para se levantar os clientes que mais utilizaram o laboratório nos três últimos anos. Com isso pode se definir o mercado alvo, os pontos fortes e fracos do laboratório, buscando assim as melhores oportunidades para serem exploradas. Foram definidas também as metas e objetivos do LAMEDI para que assim fosse possível finalizar o planejamento estratégico do laboratório, principal ponto de um plano de negócios. Além disso foram desenvolvidos a descrição do laboratório, a análise de mercado, o plano operacional e uma descrição básica dos serviços prestados. Para analisar o desempenho futuro do laboratório foi incluso um plano de mensuração e melhoria do desempenho, podendo assim o laboratório ter um compromisso com o aperfeiçoamento contínuo de seus serviços.

Plano de Negócios – Metrologia – Planejamento Estratégico

T569

AVALIAÇÃO DA QUALIFICAÇÃO DE FORNECEDORES

Oswaldo Terugi Miyakuchi Junior (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Olívio Novaski (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica – FEM, UNICAMP
Os crescentes níveis de competitividade dos mercados, desenvolvimento de novas tecnologias e produtos com menores ciclos de vida resultaram em um processo de redução de custos e maior foco sobre as principais atividades de uma empresa. Portanto, a relação entre empresas e fornecedores assume um papel cada vez mais estratégico, seja em função da grande participação dos materiais nos custos de produção quanto no seu impacto sobre a qualidade do produto final. A adoção de procedimentos padronizados de avaliação de fornecedores constitui-se, então, em importante instrumento de gestão. Este trabalho tem como objetivo discutir a importância do fornecedor na cadeia produtiva, revisar as principais metodologias de avaliação de fornecedores utilizadas, realizar uma análise crítica destas e apresentar um modelo de avaliação de fornecedores. Os modelos revisados, em sua maioria, partiram de pesquisa em manuais de desenvolvimento de fornecedores de indústrias automotivas, onde tais técnicas são mais freqüentemente utilizadas, visando dar ao projeto um maior caráter prático e de aplicação imediata. Na análise crítica serão destacados os pontos positivos e negativos das metodologias estudadas e a partir das conclusões desta etapa, o modelo sugerido apresentará algumas soluções para as principais deficiências e propondo novos procedimentos mais eficientes.

Fornecedores – Avaliação – Qualidade

T570

PROJETO DE SISTEMA FLEXÍVEL DE MEDIÇÃO DE CENTRO DE GRAVIDADE DE VEÍCULOS PESADOS

Rafael Oscar de Moraes Cruz (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Paulo R. G. Kurka (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
A determinação do centro de gravidade (CG) de veículos é um processo cuja demanda na indústria nacional não é suprida de forma simples e satisfatória por tecnologia e ferramentas encontradas no país. Optou-se por elaborar uma formulação dinâmica do movimento de veículos, que visa determinar experimentalmente as suas propriedades inerciais. Tal formulação, que consiste na descrição cinemática dos graus de liberdade, modelo numérico e na aquisição de sinais de tal modelo, é o objeto desta pesquisa de iniciação científica. A abordagem dinâmica possui as seguintes características: as medições são feitas com uma condição de excitação dinâmica do veículo, podendo eventualmente vir a ser empregada com o veículo em movimento. O movimento se dá em 3 graus de liberdade: uma translação vertical, e duas rotações nos eixos horizontais. Um veículo com quatro apoios, cada um com uma constante de mola e amortecimento, pode oscilar livremente a partir de uma posição inicial, nos três graus de liberdade acima descritos. O modelo de três graus é uma abordagem simplificada para descrever o comportamento de um veículo em movimento vibratório. a) permite o cálculo de outras propriedades do veículo, como momentos de inércia, constantes de molas e amortecedores. b) não requer um sistema elevatório, que além de ocupar muito espaço encarece o sistema de medição. Realizou-se a descrição cinemática e a modelagem numérica do sistema, seguida de identificação paramétrica. Trabalha-se com dados de simulação numérica para verificar a aplicabilidade do procedimento.

Centro de gravidade - Identificação paramétrica - Dinâmica

T571

Estudo de curva de declínio em ensaios de fraturamento hidráulico

Ricardo dos Santos Fraga (Bolsista ANP) e Prof. Dr. Paulo Roberto Ribeiro (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Estimular a produção de combustíveis fósseis na indústria petrolífera demanda atividades especiais, sendo que algumas delas são muito usadas e apresentam resultados bem satisfatórios. A atividade de fraturamento hidráulico na engenharia de petróleo exerce um importante papel na produção de combustível fóssil. Tal atividade consiste em fraturar a rocha reservatório, de tal forma que o escoamento de material fóssil, juntamente com a segurança na produção sejam realizados de forma mais eficiente. O fraturamento hidráulico ocorre com a injeção de um fluido no interior da rocha, via poço perfurado, o qual pressuriza a formação rochosa até a sua falha. A melhora da produção de combustíveis depende diretamente das características físicas (geometria e propriedades) da fratura induzida. Para se controlar melhor a produção, deve-se conhecer a fratura ocasioada e para isto, deve ser feito um monitoramento detalhado do comportamento do poço no decorrer da injeção. Tal monitoramento consiste na leitura da pressão de injeção de fluido de fraturamento, produzindo uma curva pressão x tempo, a qual será usada no estudo das características da fratura. Do histórico de pressões pode-se tirar conclusões importantes sobre a geometria da fratura, e quantidade de fluido de fraturamento perdido na formação (filtração). Algumas teorias ilustram o que ocorre em campo, mas suas aplicações podem ser questionadas. Todo este estudo foi realizado em laboratório, com a ajuda de uma célula de confinamento que simula as tensões ás quais a formação rochosa é submetida. Corpos de prova confeccionados em gesso (cubos de 10cm de lado) representam a formação, sendo colocados na célula de confinamento para simulação. Os corpos de gesso são perfurados para que seja injetado o fluido de fraturamento e depois de um determinado tempo, fraturas sao induzidas no interior dos blocos, representando de forma satisfatória a atividade em campo.

Fraturamento hidráulico - Poço - Histórico de pressões

T572

Estudo do controle de poço

Silviane Duarte Rodrigues (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Paulo Roberto Ribeiro (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica FEM,UNICAMP
A hidráulica de perfuração de poços de petróleo envolve o entendimento do escoamento através dos vários componentes do sistema de circulação da sonda de perfuração. Esses componentes são agrupados em: equipamentos de superfície, coluna de perfuração, broca e espaço anular formado pela coluna de perfuração e o poço (aberto e revestido). O fluido de perfuração escoa através desses equipamentos apresentando as seguintes funções básicas: i) manutenção de pressão adequada no interior do poço, frente à formação produtora; ii) resfriamento e lubrificação da coluna e da broca; iii) transporte e carregamento dos cascalhos gerados no fundo do poço até a superfície. O presente trabalho apresenta a planilha que foi desenvolvida para o cálculo das perdas de carga por fricção no escoamento de fluidos não Newtonianos (modelos de Bigham e Potência) através dos componentes (geometrias circular e anular), considerando-se os critérios para o estabelecimento dos regimes de fluxo (laminar ou turbulento). A planilha mostrou-se como uma ferramenta bastante versátil para o dimensionamento do sistema e a avaliação das pressões no interior do poço durante a circulação de fluido de perfuração na operação.

Perfuração – Fricção - Hidráulica

T573

ESTUDO DAS PROPRIEDADES DE FLUIDOS UTILIZADOS NA PERFURAÇÃO DE POÇOS DE PETRÓLEO

Tarcila Mantovan Atolini (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Paulo Roberto Ribeiro (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
A escolha de fluidos de perfuração de poços de petróleo e gás natural, bem como a avaliação do desempenho desses fluidos durante a operação é muito importante na fase exploratória e também de desenvolvimento do campo. As funções que esses fluidos devem exercer e os requisitos a que são impostos requer a monitoração de suas propriedades físicas e químicas, sistematicamente, durante a perfuração do poço. O presente trabalho se ateve à determinação do comportamento reológico e das características de filtração de dois tipos de fluidos: base água e base óleo. A caracterização reológica foi efetuada a partir de reometria padrão de cilindros concêntricos, sendo observado o comportamento não-Newtoniano das amostras. A avaliação de filtração foi feita através de filtro prensa, com monitoração da produção de filtrado e da formação do reboco. As diferenças básicas entre o comportamento de cada tipo de fluido de perfuração são discutidas, além de uma revisão básica da tecnologia de perfuração de poços.

Perfuração - Petróleo - Reologia

T574

ESTUDO DA DEGRADAÇÃO DO HERBICIDA ácido 2,4-dicloroacético (2,4-D) através da eletrogeração simultânea de peróxido de hidrogÊnio

Carla Badellino (Bolsista FAPESP), Dra. Christiane de A. R. Ragnini (Co-Orientadora) e Prof. Dr. Rodnei Bertazzoli (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Avaliou-se neste trabalho a velocidade de degradação do herbicida ácido 2,4-dicloroacético (2,4-D) em presença de peróxido de hidrogênio eletrogerado in situ. Para isto utilizou-se como catodo um eletrodo rotatório cilíndrico de carbono vítreo reticulado de 60 ppi e um anodo de platina, em meio de K₂SO₄, pH 10, saturado com O₂. Em uma primeira etapa estudou-se o comportamento da eletrogeração do peróxido de hidrogênio em diferentes potenciais, encontrando-se, -1,6V vs ECS, como potencial ótimo para geração do mesmo. Em etapa subseqüente, verificou-se a degradação do herbicida 2,4-D com a eletrogeração simultânea do agente oxidante. Os ensaios realizados mostraram que a concentração do herbicida foi reduzida a praticamente zero após 150 minutos de experimento, apresentando decaimento exponencial com a formação de subprodutos, incluindo aromáticos, que também foram oxidados e identificados pela técnica analítica de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Verificou-se também que a concentração de Carbono Orgânico Total (COT) foi reduzida em 40% em 240 minutos de tratamento.

Ácido 2,4-dicloroacético - Peróxido de Hidrogênio - Tratamento Eletroquímico

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