Universidade estadual de campinas

Faculdade de Engenharia Mecânica

DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTA CAE EM CONFIABLIDADE

Alessandro Gonzalez Andreo (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Katia Lucchesi Cavalca Dedini (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
O objetivo do desenvolvimento de um software completo para a análise da confiabilidade de componentes mecânicos está relacionado com a aplicação dos conceitos de confiabilidade em testes de falhas comumente utilizados na prática, para obtenção dos tempos de vida útil empregados em algumas técnicas mais avançadas de manutenção de componentes. Com o desenvolvimento desta aplicação computacional, ficam mais acessíveis os conceitos relacionados a confiabilidade de sistemas e componentes em Engenharia Mecânica, viabilizando, assim, maior compreensão e familiaridade. O tema é de grande aplicação nas grandes indústrias e projetos com altos níveis de precisão e segurança. O modelo básico do software se preocupa em analisar os dados de testes através de diversas distribuições estatísticas, bem como proporcionar resultados gráficos (em escala linear e logarítmica) para uma melhor visualização e entendimento, além de gerar arquivos de entrada e saída de dados para diálogo com as rotinas em desenvolvimento. É válido ressaltar que a linguagem de programação utilizada foi a Visual Basic 4.0, uma vez que para desenvolvimento de rotinas gráficas, as interfaces disponíveis possuem vantagens visuais imprescindíveis.

Confiabilidade - Tempo médio até falhas - Nível de Confiança

DETERMINAÇÃO DE CONCENTRAÇÃO DE TENSÕES MECÂNICAS POR FOTOELASTICIDADE E MÉTODOS COMPUTACIONAIS

Alex Furtado Teixeira (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Geraldo Nonato Telles (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Peças de geometria complexa atualmente são analisadas por ferramentas computacionais do tipo Elementos Finitos, as quais correspondem a modelos matemáticos que carecem de validação experimental. Fotoelasticidade é um método utilizado para comprovação experimental de estado de tensão e deformação através da construção e análise de modelos físicos. Inicialmente reinstalou-se o laboratório de ensaios fotoelásticos que estava desativado , e neste laboratório foram feitos ensaios em um modelo de engrenagem. Foram também realizados ensaios de tensão e deformação para este mesmo modelo , utilizando o programa ANSYS que está representando os métodos computacionais de análise. No final foram comparados os dois resultados , o obtido por fotoelasticidade e o por análise computacional.

Tensão mecânica - Concentração - Fotoelasticidade

DESENVOLVIMENTO DE UM MODELO PARA MONITORAMENTO E CONTROLE DE DISPOSITIVOS MECATRÔNICOS UTILIZANDO SOFTWARE DE SUPERVISÃO INDUSTRIAL

Alexandre Jimenez Ormianin (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. João Maurício Rosário (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Vem se vivendo um processo de intensa modernização na economia mundial. E, inserida nesse ambiente, vê-se a automação industrial como um dos pilares dessa evolução tecnológica. Neste trabalho busca -se desenvolver um modelo que torne possível o entendimento dos processos industriais. Através do conhecimento de peças e componentes básicos , tais como: CLP´s, sensores, programa de supervisionamento e pequenos robôs; e da ligação existente entre eles pode-se perceber como funciona um sistema integrado de produção. O modelo em desenvolvimento consiste na implementação de uma célula integrada para mistura automatizada de tintas, mais especificamente, na obtenção de cores variadas de tintas por meio de um sistema completamente automatizado. Num primeiro momento, realiza-se a seleção de um produto através da leitura em código de barras que, associado a um banco de dados determinará a cor a ser produzida . Inicia-se então o ciclo de produção. Através da utilização de dois manipuladores robóticos integrados a uma mesa rotativa para transferência destes produtos, um software de supervisão e controle realizará a integração desses elementos. O primeiro robô , tomando um tubo de ensaio (recipiente onde diferentes porções de tinta serão despejadas) o insere na mesa rotativa, que gira , e o leva ao segundo robô. Esse, por meio de sinais recebidos da CLP, levará o tubo até determinadas bombas de tinta de forma a obter a mistura desejada . O tubo volta ao primeiro robô, que se encarrega de levar a mistura a um agitador e em seguida a um reservatório. Posteriormente, esse mesmo robô faz a lavagem do tubo, para que, um novo ciclo automatizado seja iniciado. Pode-se notar o quão importante é a análise , anterior à implementação, do projeto. Evitam-se erros e ganham-se tempos de execução de trajetórias, e tarefas são executadas com maior rapidez e fluidez. Tem-se,então , o planejamento como a principal lição dessa tarefa , para que se alcancem bons resultados em qualquer projeto de engenharia.

Automação - Desenvolvimento de modelo - Robô

MONTAGEM E ANÁLISE DO DESEMPENHO TÉCNICO - ECONÔMICO DE UM AEROGERADOR

Caio Márcio de Oliveira Baptista (Bolsista FAPESP) e Prof. Dr. Gilberto de Martino Jannuzzi (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
A necessidade da busca de fontes alternativas de energia viáveis técnico econômico e ambientalmente, motiva esse trabalho que visa a análise técnico-econômica de um aerogerador de pequeno porte na região de Campinas no Estado de São Paulo. Para tanto o trabalho foi realizados através de uma revisão bibliográfica visando maior conhecimento do assunto, familiarização com os equipamentos, montagem e testes, aquisição e análise de dados, estudo da metodologia de analise de custos para projetos de energia. Foi realizada ainda a análise dos custos da geração de energia elétrica a partir de um levantamento dos custos dos equipamentos envolvidos no sistema de geração dos custos da produção teórica de energia elétrica, baseada no levantamento da distribuição da freqüência e intensidade da velocidade dos ventos no período de 1998,1999 e 2000, uma vez que não dispúnhamos dos dados reais do desempenho do aerogerador instalado. Por isso a metodologia adotada só revela a viabilidade teórica do sistema eólico, não mostrando o custo real de produção para as configurações regionais (clima e relevo) do local onde o aerogerador está instalado Mesmo com os empecilhos relativos à aquisição de dados do desempenho do aerogerador, o que não permitiu a sua análise, o trabalho foi válido pois foram analisadas várias ferramentas para se caracterizar o desempenho técnico-econômico do aerogerador e partir do momento que se tenha disponível os dados reais de produção de energia elétrica do aerogerador,poderá ser caracterizada e a viabilidade técnica e econômica da exploração em escala comercial de energia eólica na região de Campinas no Estado de São Paulo.

Eficiência energética - Energia eólica - Fontes renováveis

PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS HIDROXIAPATITA – ZIRCÔNIA PARA USO COMO BIOMATERIAIS

Carla Fernanda Padoin (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Cecília A. C. Zavaglia (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Visando a melhoria da tenacidade e das propriedades mecânicas da hidroxiapatita, um fosfato de cálcio de excelente biocompatibilidade, usado para remodelagem e reconstrução óssea, propôs-se a adição de zircônia, uma cerâmica bioinerte que, quando implantada no organismo humano, tem pouca ou nenhuma interação com o tecido hospedeiro. No entanto, a zircônia possui uma alta resistência mecânica e tenacidade à fratura, o que possibilitaria o seu uso para um reforço da matriz cerâmica de hidroxiapatita para o uso em biomateriais. Sintetizou-se o pó de hidroxiapatita e, adicionou-se à matriz cerâmica de hidroxiapatita quantidades em peso de 30, 40 e 50% de zircônia. Essas misturas foram prensadas isostaticamente, sinterizadas à 1400ºC. As amostras obtidas foram caracterizadas quanto a sua morfologia por microscopia eletrônica de varredura e quanto a sua estrutura cristalina por difração de raios-x. Também foram realizados ensaios de resistência à compressão e dureza Vickers a fim de se estudar as propriedades mecânicas do material. Observou-se a melhoria das propriedades mecânicas do compósito com o aumento da quantidade de zircônia adicionada e que a síntese utilizada para a obtenção da hidroxiapatita levou a formação de uma mistura de fosfatos de cálcio.

Biocerâmica - Hidroxiapatita - Zircônia

ANÁLISE ENERGÉTICA DO SISTEMA DE GERAÇÃO DE VAPOR DA USINA “SEVERINA”.

César Vitoriano (Bolsista CNPq), Mario Sánchez Prieto (Co-orientador) e Profa. Dra. Silvia Azucena Nebra (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Este trabalho apresenta a análise termodinâmica do sistema de geração de vapor de uma usina açucareira brasileira, a Usina “Severinia” do Grupo Guarani, situada em Severinia, SP, que é auto-abastecida de energia elétrica e vapor para processo. O sistema está constituído de uma caldeira de vapor, um secador de bagaço e um pré-aquecedor de ar. Cada equipamento é tratado separadamente, sendo que os cálculos incluem todas as propriedades termodinâmicas dos fluxos envolvidos, assim como os balanços de massa, energia e exergia. É apresentado um método de cálculo indireto da eficiência de primeira lei das caldeiras do sistema, baseado nas perdas energéticas do sistema. Este método é o único possível de utilizar neste caso em razão de não ser medido o consumo de combustível. A determinação da eficiência do sistema por sua vez permite determinar o consumo de bagaço em cada caldeira, durante a safra. A determinação acurada das eficiências das caldeiras visa a formulação de estratégias para o melhor aproveitamento do combustível.

Exergia - Bagaço - Eficiência

ESTUDO EXPERIMENTAL DO PERFIL DE VELOCIDADES NA ENTRADA DE UM CICLONE

Daniel Rezende Graminho (Bolsista CNPq), Jefferson Luiz Gomes Corrêa (Co-orientador) e Prof. Dra. Silvia Azucena Nebra (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Inserido em um estudo da secagem de bagaço de cana em um ciclone, este trabalho apresenta o estudo do perfil de velocidades do gás na entrada do ciclone a partir de um alimentador de sólidos do tipo venturi compreendido por uma seção convergente e uma seção divergente e seguido de uma parte de seção uniforme. O conhecimento deste perfil é importante para a determinação do tipo de escoamento gás-partícula dentro do ciclone durante a secagem. Para a determinação experimental deste perfil, foram efetuadas medidas de pressão estática e de pressão de estagnação utilizando uma sonda cilíndrica. Esta sonda consistia de um cilindro metálico com um único orifício próximo à sua extremidade fechada. As medidas de pressão foram efetuadas verticalmente entre as paredes superior e inferior do duto em vários pontos. Através dessas medidas, foi obtido um perfil de pressões que, pelo uso da equação de Bernoulli, foi convertido num perfil de velocidades. A análise desse perfil indicou que havia escoamento do gás no sentido da entrada do ciclone somente na metade inferior do duto. Na metade superior do duto observou-se, próximo ao centro, uma região de velocidade nula e uma região de fluxo reverso próxima da parede superior do mesmo.

Perfil de Velocidade - Ciclone - Alimentador Venturi

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA PROJETO E OTIMIZAÇÃO DE TRANSMISSÃO EPICICLOIDAL

Diego Leyser de Souza (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Franco Giuseppe Dedini (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
As transmissões epicicloidais, também conhecidas como planetárias, são de ampla importância em várias aplicações como em redutores de motores industriais, em caixas de bifurcação de potências como diferenciais automotivos, de confluência como em automóveis híbridos, em transmissões manuais ou automáticas e em sistemas de alta confiabilidade. Foi desenvolvido em conjunto com alunos de doutorado um software de apoio a projeto, o TepCiclo, que dimensiona os sistemas engrenados e faz os modelos sólidos em CAD para a simulação em WorkingModel 3D. Para isso, fez-se um estudo sobre formas de comunicação entre softwares, que culminou na utilização de uma planilha em Excel que promove uma ligação entre o programa desenvolvido e o SolidEdge. O programa se estendeu ao estudo de transmissões continuamente variadas, ou CVTs, para o uso em conjunto com as transmissões epicicloidais. Foram feitas simulações com valores de diâmetros de engrenagens, de reduções únicas e caixas de transmissão, obtendo assim resultados muito próximos aos de redutores industriais e transmissões automáticas de veículos comerciais, atendendo às expectativas iniciais do projeto.

Transmissões Epicicloidais - Projeto Mecânico - Simulações Computacionais

SISTEMA ESPECIALISTA PARA DETECÇÃO DE DEFEITOS EM MOTORES ELÉTRICOS

Eder Merlin Garcia (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. Robson Pederiva (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Em todo setor industrial é imensa a participação dos motores elétricos, tanto no processo de transformação de bens como nas formas de prestação de serviços. Tais motores são expostos a uma ampla variedade de ambientes e condições onde o tempo de uso os tornam sujeitos à diversas falhas incipientes. Visando a detecção de defeitos ainda em sua fase de desenvolvimento, para que se possibilite ao engenheiro da manutenção o planejamento de uma ação corretiva, desenvolveu-se neste trabalho um Sistema Especialista para diagnosticar problemas em motores de indução trifásico, utilizando-se a Shell Expert SINTA. Seu objetivo é ajudar os profissionais da área de manutenção na tarefa de interpretar espectros em freqüência obtidos através de técnicas preditivas (análise de vibração, análise de corrente e análise de fluxo magnético), e concluir se há ou não, defeitos nos motores estudados. Os problemas diagnosticáveis podem ser tanto de origem mecânica (desalinhamento, desbalanceamento e folga mecânica), como de origem elétrica (barras quebradas e desequilíbrio de fase), e a situação sem defeito (condição normal da máquina). O diagnóstico de um determinado defeito no motor se dá através da interação com troca de informações entre o usuário e a máquina de inferência do Sistema Especialista.

Sistema Especialista - Manutenção Preditiva - Motores Elétricos

DESENVOLVIMENTO DE INTERFACE PARA IMPORTAÇÃO DE DADOS EXPERIMENTAIS DE VIBRAÇÃO PARA PROGRAMA DE ANÁLISE MODAL

Eduardo Kenji Iizuka (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Paulo Roberto Gardel Kurka (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Técnicas de identificação de estruturas dinâmicas através de seus sinais de vibração constituem um importante ramo das aplicações em engenharia de precisão. Ferramentas modernas de modelagem numérica e análise, aliadas a rotinas de processamento de sinais e análise modal experimental contribuem para a integração dos conhecimentos acumulados nas áreas de elementos finitos e testes dinâmicos de estruturas. Os softwares SDRC-IDEAS e LabVIEW são ferramentas de modelagem e controle/processamento de sinais adequados a análise de vibração de estruturas mecânicas. O software SDRC-IDEAS possui módulo de Análise Modal Experimental que utiliza dados importados segundo padrões específicos de formatação. Os dados gerados em sistemas de aquisição de sinais do software LabVIEW são em formato texto ou binário. Assim, trabalho tem por objetivo desenvolver programas de conversão de dados da aquisição de sinais dinâmicos para utilização nas rotinas de análise experimental do software SDRC-IDEAS. Além de tornar o aluno familiar às técnicas de teste, identificação e análise de sistemas dinâmicos.

Análise Modal Experimental - Aquisição de Dados - Desenvolvimento de Interface

DESENVOLVIMENTO DO PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UMA MÁQUINA BALANCEADORA DE ROTORES PEQUENOS

Erik Antaki Thimmig (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Paulo Sollero (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
O trabalho proposto tem o objetivo de projetar e construir uma máquina balanceadora de micromotores. Quando pronta, a máquina será totalmente automatizada, exceto no momento da extração do peso gerador do desbalanceamento, de modo que o controle da mesma será feito via software. Este é um projeto inovador no Brasil, cujas máquinas produzidas fazem o balanceamento utilizando-se de métodos puramente visuais e passíveis de erro, através da utilização de um estroboscópio. A máquina, quando construída, terá a função de medir as vibrações de rotores rígidos - geradas pelos desbalanceamentos dos mesmos - enquanto este gira, transformando-as em sinais elétricos que serão enviados para o computador. Os sinais serão decodificados e trabalhados de forma que o computador mostrará na tela os lugares onde devem ser adicionados (ou retirados) pesos para que o rotor fique balanceado.

Balanceamento - Rotores - Automação

SISTEMA PASSIVO DE CONDICIONAMENTO DE AMBIENTES

Evandro Luis Ferri (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. Caio Glauco Sanchez (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Em países tropicais, as altas temperaturas, principalmente no verão, criam a necessidade de sistemas de condicionamento térmico que controlem a temperatura interna de uma edificação. Entretanto, os sistemas convencionais, baseados na expansão e compressão de gás refrigerante, são muito caros, e exigem um considerável gasto com manutenção. Este fato, somado ao fator de que os países tropicais são normalmente países em desenvolvimento, nos leva a sistemas mais baratos, com manutenção também menos onerosa. Este trabalho é sobre um sistema alternativo de condicionamento de ambientes, baseado na refrigeração de água durante a noite, para ser usada como refrigerante durante o dia em salas fechadas, através da troca de calor do ar com a água. Todas as temperaturas são obtidas com o auxílio de termopares, durante os experimentos. A água passa por uma placa plana inclinada, onde perde calor para o meio ambiente, por convecção natural, radiação e evaporação. Baseado no modelo teórico, previamente feito, um modelo computacional foi desenvolvido. O modelo foi comparado com os dados reais, para analisar a eficiência do programa. A água refrigerada durante a noite alimenta um trocador de calor durante o dia, e as temperaturas principais são obtidas pelo mesmo processo do resfriador noturno.

Temperatura - Controle - Edificação

DESENVOLVIMENTO DE UM APLICATIVO COMPUTACIONAL PARA MONITORAMENTO E CONTROLE DE UM MANIPULADOR ROBÓTICO DIDÁTICO

Fabiano Rodrigo Borges (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. João Maurício Rosário (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Neste projeto de iniciação científica foram realizadas atividades de pesquisas relativas ao desenvolvimento de um aplicativo computacional para supervisão e controle de movimentos de juntas robóticas. O programa computacional desenvolvido foi implementado em linguagem DELPHI^TM, e interfaceará com hardware desenvolvido utilizando lógica reprogramável (ALTERA^TM). O pacote computacional desenvolvido será validado através de uma bancada experimental constituída de todos os elementos de uma junta robótica (motor, redutor e encoder de posição). A validação final desse trabalho de pesquisa será realizada num robô didático em desenvolvimento no Laboratório de Automação Integrada e Robótica do Departamento de Projeto Mecânico da Faculdade de Engenharia Mecânica da UNICAMP. Este robô é um sistema didático voltado para o aprendizado em automação industrial que utiliza seis servo-motores, e interface de controle inteligente para conexão ao PC e aplicativo computacional de controle desenvolvido utilizando a interface WINDOWS^TM . O robô didático a ser utilizado deverá combinar características da robótica em nível industrial como sua robustez e facilidade de utilização com simples programação em computador compatível IBM-PC e preço educacional.

Robótica - Manipulador didático - Contole inteligente de sistema

AVALIAÇÃO DE TENSÕES UTILIZANDO O EFEITO ACUSTOELÁSTICO

Felipe de Paula Orofino Silva (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Auteliano Antunes dos Santos Júnior (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
O processo de soldagem provoca o aparecimento de tensões residuais de tração em placas de aço, uma vez que a região sofre compressão, prejudicando a vida útil do equipamento ou estrutura mecânica a ser construída. Estas tensões influenciam no cálculo dos coeficientes de segurança, diminuindo a capacidade de suportar esforços. Estudos anteriores mostraram que estas tensões relaxam após a soldagem, mas os resultados foram desconsiderados devido às incertezas dos equipamentos de medição e do processo de determinação. Afim de determinar estas tensões utilizando uma nova tecnologia baseada em ondas ultra-sônicas foi necessária determinação da Constante Acustoelástica, que relaciona as tensões com a velocidade das ondas e dependente do material ensaiado. Cinco barras de aço API 70, utilizado para construção de dutos petrolíferos, foram submetidas a níveis diferentes de tensão na fase elástica, em um dispositivo especialmente construído. A velocidade das ondas ultra-sônicas e a tensão foi monitorada e a relação entre elas foi determinada. Essa relação é a base para a estimativa da constante acustoelástica. Os resultados mostraram uma forte correlação entre as tensões e a velocidade da ondas, mostrando que essa nova técnica pode ser utilizada para avaliação de tensões residuais. Como passo seguinte, a técnica será aplicada a avaliação da relaxação de tensões em chapas de aço.

Tensão Residual - Ultra-som - Constante Acustoelástica

CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DE RESÍDUOS DA INDÚSTRIA CÍTRICA

Felipe Marcus Carneiro (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Waldir A. Bizzo (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
A análise energética de resíduos (biomassa) tem sua importância aumentada devido às crises recentes. Neste trabalho são analisadas as características relevantes do resíduo da indústria cítrica, tais como granulometria, poder calorífco, análise imediata, elementar, termogravimétrica e ainda outras, como densidade e sublimação de cinzas.Uma pesquisa anterior das normas referentes a tais testes foi realizada, buscando nas normas ASTM uma padronização para estes. Por fim, são avaliados os recursos tecnológicos de conversão de energia, principalmente por combustão, gaseificação ou pirólise, sendo que esta última ainda não tem grande aplicação industrial.

Biomassa - Indústria Cítrica - Energia

MODELAGEM MATEMÁTICA DE UMA TORRE OCA PARA DESSULFURIZAÇÃO DE GASES DE COMBUSTÃO

Guilherme Eduardo da Silva Pereira (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. Waldir A. Bizzo (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Os principais poluentes atmosféricos originados de fontes de combustão industrial (NOx, SOx e material particulado) são responsáveis por diversos problemas ambientais e de saúde. O controle destes poluentes é feito normalmente por lavadores absorvedores sendo o principal equipamento a torre de nebulização sem recheio. O projeto visa estabelecer um modelo de cálculo das torres para absorção de SO₂ a partir de correlações encontradas na literatura. Para tal, utiliza-se dos conceitos de processos de transferência de massa e de escoamentos fluidodinâmicos dos gases e das gotas pulverizadas, através de hipóteses simplificadoras. Um programa de cálculo foi elaborado em linguagem C++. Através do programa, com os dados de entrada (vazão, concentração inicial e final), é possível obter a altura total da torre. Serão feitos testes comparativos entre o modelo matemático desenvolvido no programa e resultados experimentais de uma torre de nebulização sem recheio do laboratório do Departamento de Engenharia Térmica e de Fluidos – DETF.

Absorção - Dióxido de Enxofre - Poluição

AVALIAÇÃO DA EMISSÃO DE NOx NA COMBUSTÃO DE ETANOL EM CÂMARA CILÍNDRICA

Henrique Pimentel Utrini (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Waldir Bizzo (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Neste projeto tem-se como objetivo avaliar as emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) na combustão de etanol hidratado vaporizado, em relação à aerodinâmica de uma câmara cilíndrica de combustão. São efetuados testes de combustão do etanol vaporizado numa câmara de combustão operando a temperaturas de saída entre 1000 e 1200°C , sendo tal temperatura controlada pelo excesso de ar na combustão. A formação de NOx durante a combustão pode ser classificada dentre três diferentes mecanismos; o NOx térmico, mecanismo altamente dependente das temperaturas de trabalho, o NOx rápido, mecanismo o qual é ativado devido à presença de radicais hidrocarbonetos (CH, CH₂, C₂, C₂H e C ) na combustão, e o NOx nitroso, somente relevante em baixas temperaturas. Sendo o NOx térmico e o NOx rápido os principais meios de formação de NOx em câmaras de combustão, isto faz com que o perfil de temperatura e a distribuição do tempo de residência (ambos relacionados ao número de rotação do queimador) tenham grande influência na emissão de NOx. Os principais parâmetros de análise são: a temperatura de combustão e o número de rotação do queimador. Estes dois fatores são variados para que se possa estabelecer uma relação entre eles e as emissões de NOx, buscando minimizar as quantidades de poluentes emitidos. Portanto através da variação dos parâmetros acima mencionados é possível estabelecer relações entre cada parâmetro variado e a respectiva quantidade de NOx obtida, estudando experimentalmente o comportamento da combustão de um combustível renovável numa câmara cilíndrica de combustão.

Óxidos de Nitrogênio - Combustão - Poluição

AVALIAÇÃO TERMODINÂMICA DE PROCESSOS DE LIQUEFAÇÃO DE GÁS NATURAL

Ibirajara Augusto Lopes Braúna (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Antônio Carlos Bannwart (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
O gás natural aumentará sua participação na matriz energética brasileira com o início da operação de termelétricas alimentadas por este gás. Na primeira parte deste projeto foram analisados alguns processos de liquefação de gases aplicados ao gás natural, comparando parâmetros como fração de gás liquefeito, energia gasta no processo por unidade de gás liquefeito e figura de mérito do processo. Dentre aqueles analisados, o Processo Claude foi escolhido para ser submetido à análise mais detalhada principalmente pela possibilidade de utilizarmos o processo de expansão do gás como fonte de energia para a compressão do mesmo. Diante desta possibilidade, o objetivo da segunda parte do projeto é analisar uma planta de liquefação que não utilize qualquer fonte extra de energia, ou seja, devemos utilizar a energia do gás recebido na planta sob pressão como única fonte para realizar a liquefação do mesmo. Para tanto foram feitas rotinas utilizando o software EES-32 (Engineering Equation Solver) nas quais todos os parâmetros do ciclo podem ser variados, recebendo como resultado a fração de gás liquefeita e a quantidade de gás que deve ser queimado, já que é impossível recomprimir todo o gás não liquefeito sem utilizar energia extra.

Gás natural - Liquefação - Processo Claude

PROGRAMA DE COMPUTADOR PARA AVALIAÇÃO ENERGÉTICA DE CALDEIRAS

João Pedro Pinheiro Malère (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. Waldir A. Bizzo (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Os Geradores de Vapor são uma das principais fontes de energia térmica na atividade industrial, e o cálculo de eficiência relacionada a estes dispositivos pode servir para uma melhor otimização do processo, seja no consumo de combustível como na quantidade gerada de vapor. Neste projeto, através de equações de perda de energia e de estimativas de emissão de poluentes calculadas através de correlações da literatura, foi elaborado um programa para cálculo de eficiência térmica de caldeiras e fornos a combustão. A linguagem utilizada foi a orientada a objetos, o software Delphi. O programa desenvolvido permite, A partir de dados como tipo de combustível e excesso de ar, realizar uma avaliação da composição dos produtos de combustão e do balanço estequiométrico. Utilizando-se como dados de entrada informações gerais de características e operação da caldeira, como o tipo de revestimento e a relação Ar/Combustível, o programa realiza um balanço total energético do sistema, assim como estima as concentrações de poluentes atmosféricos, como o Nox e o Sox. Também é possível inserir ou alterar qualquer tipo de combustível utilizado de acordo com as necessidades do usuário.

Caldeiras - Eficiência energética - Poluição

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE CADEIA DE SUPRIMENTOS

Joni de Almeida Amorim (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Marcius Fabius Henriques de Carvalho (Orientador, Pesquisador do LGP do Instituto Nacional de Tecnologia de Informação e Professor Visitante), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Sistemas Dinâmicos, campo criado por J. Forrester em 1956, é um campo onde se busca o entendimento de como as entidades (pessoas, máquinas, informação, energia, etc.) e suas inter-relações evoluem ao longo do tempo. Esse sistema (entidades + inter-relações) pode ser um sistema social, político, econômico, urbano, industrial, etc. Nesse contexto surge o pensamento sistêmico, o qual estuda os inter-relacionamentos ao invés das cadeias lineares de causa e efeito, analisa os processos de mudança no tempo ao invés de averiguações a cada momento. O objetivo deste projeto de iniciação científica é analisar estruturas de cadeia de suprimentos através de modelos de simulação. Nesse trabalho foi utilizado o software de simulação A-SIM, desenvolvido no Instituto Nacional de Tecnologia de Informação (http://www.ia.cti.br). Inicialmente estuda-se o fenômeno da distorção da demanda: a informação sobre a demanda sofre distorções conforme é interpretada e processada pela cadeia de suprimentos. Em seguida, diferentes modelos de organização são implementados e comparados com vistas a uma diminuição da distorção.

Simulação Computacional - Cadeia de Suprimentos - Modelagem de Empresa

ESTUDO E APLICAÇÃO DE MODELO NÃO LINEAR DE MANCAIS HIDRODINÂMICOS SEGMENTADOS

Laudério Leonardo Botigelli Neto (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Kátia Lucchesi Cavalca Dedini (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
O comportamento dos mancais hidrodinâmicos pode ser estudado através da teoria da mecânica dos fluidos, que é descrita neste trabalho. É feita uma modelagem da influência do filme de óleo em um mancal hidrodinâmico segmentado, sendo esta não linear em razão do comportamento também não linear do fluido. É construído um modelo do sistema rotacional (dinâmica do rotor), utilizando o método de elementos finitos, para a realização da simulação numérica através de recurso computacional. Definidos os parâmetros do mancal, são calculados os deslocamentos do eixo do rotor e as forças hidrodinâmicas do filme de óleo nas direções x e y, e a órbita do eixo para diferentes rotações. Um primeiro modelo construído é representado por um eixo na vertical utilizando apenas um mancal, enquanto um segundo modelo é adaptado para máquinas horizontais utilizando mais de um mancal. Para as dimensões escolhidas do mancal, é determinada uma rotação de instabilidade de 140 RPS.

Força Hidrodinâmica - Filme de Óleo - Mancal Hidrodinâmico

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DINÂMICOS PARA A SIMULAÇÃO DE MÁQUINAS CLÁSSICAS

Lucas Fernando Cóser (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. Franco Giuseppe Dedini (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
A modelagem computacional de máquinas e mecanismos considerados fundamentais na história das ciências mecânicas é abordada nesse trabalho. Através da pesquisa de conceitos e fenômenos envolvidos no funcionamento dessas invenções pode-se ilustrar como elas foram capazes de proporcionar o avanço tecnológico e científico das civilizações, promovendo ainda novas relações humanas que muitas vezes prolongaram-se até os dias atuais. Foram modelados mecanismos com princípios inovadores e clássicos, como os diferenciais existentes na carroça apontadora do sul chinesa, a máquina de polir espelhos de Leonardo da Vinci e as máquinas a vapor de Watt e Newcomen. Tais mecanismos foram elaborados com o auxílio dos programas Solid Edge, Working Model 2D e Working Model 3D, que juntos possibilitaram a construção e a animação de máquinas complexas e, ao mesmo tempo, forneceram uma grande flexibilidade na variação de parâmetros dinâmicos, como torques, acelerações e velocidades que, dentro do aprendizado em disciplinas da engenharia mecânica, possibilitam uma compreensão dos fenômenos físicos muito mais atraente e perceptível por parte dos alunos e demonstram claramente que a utilização de animações computacionais tornou-se uma tendência cada vez mais acessível e produtiva na compreensão dos fenômenos físicos envolvidos durante o curso.

Simulação - História da Mecânica - Modelagem

PROJETO E OTIMIZAÇÃO DE PARÂMETROS PARA COMPONENTES MECÂNICOS ELÁSTICOS

Luiz Antonio Bueno (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa Dra. Kátia Lucchesi Calvaca Dedini (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Os componentes mecânicos elásticos são amplamente utilizados no cotidiano, por exemplo, podemos encontrar molas em portas, relógios, carros, etc. Este projeto propõe o desenvolvimento de metodologia e sistemática de cálculo para projeto e especificação de tais componentes elásticos muito aplicados na industria como armazenadores de energia e também como posicionadores/compensadores. O processo será implementado computacionalmente em plataforma PC, linguagem VB5.0, com interface gráfica na forma de janelas de visualização, caracterizando uma ferramenta CAE em projeto de máquinas. O software permite ao usuário selecionar o tipo de elemento a ser analisado (molas helicoidais: compressão, tração ou torção; ou molas planas: feixe de molas ou molas prato). O usuário também dispõe do selecionamento do tipo de carregamento ao qual a mola é submetida, bem como a seleção da unidade de trabalho (ASTM ou SAE), parâmetros geométricos e, a escolha dos materiais mais usuais na manufatura de tais componentes. Dada a grande agilidade de cálculo proporcionada pelo software, este torna-se um instrumento didático muito poderoso no auxílio aos estudos de elementos de máquinas, visto que este possui telas com comentários explicativos sobre as variáveis utilizadas nos cálculos.

Molas - Projeto de elementos elásticos - Instrumento Didático

ESTUDO ESPERIMENTAL DA INFLUÊNCIA DA GEOMETRIA DE UMA CÂMARA CICLÔNICA NO TEMPO DE RESIDÊNCIA

Marcio de Oliveira Chamma (Bolsista CNPq), Jefferson Luiz Gomes Corrêa (Co-orientador) e Prof. Dra. Silvia Azucena Nebra (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Ao se utilizar uma câmara ciclônica como secador ou reator, o tempo de residência das partículas no interior do equipamento determina as condições finais do processo. Tendo em vista que a variável geométrica que mais influencia no tempo de residência das partículas é o diâmetro do equipamento, construiu-se uma câmara ciclônica com um grande diâmetro e estudaram-se as seguintes variáveis nas faixas citadas: 0,730-1 e 7,963s^-1. Utilizaram-se esferas de vidro e baseou-se na técnica de Planejamento Experimental. O estudo mostrou que a altura da parte cilíndrica, o diâmetro das partículas e a vazão mássica de sólidos apresentam influência inversamente proporcional no tempo de residência das partículas e que o ângulo da parte cônica e a vazão volumétrica de gás tem influência diretamente proporcional no mesmo. Dentro das condições utilizadas, o diâmetro das partículas foi a variável mais influente e o ângulo da parte cônica a menos influente. Os resultados obtidos corroboraram outros da literatura.

Tempo de Residência - Câmara Ciclônica - Planejamento Experimental

ESTUDO EXPERIMENTAL DA SECAGEM DE BAGAÇO DE CANA EM UMA câmara CICLONICA

Marcio de Oliveira Chamma (Bolsista CNPq), Jefferson Luiz Gomes Corrêa (Co-orientador) e Profa. Dra. Silvia Azucena Nebra (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
A secagem de bagaço de cana promove o aumento do poder calorífico do mesmo, tornando-o mais atraente como insumo para geração de energia. Este trabalho apresenta um estudo da secagem deste material em uma câmara ciclônica, onde o gás quente arrasta as partículas úmidas em um movimento helicoidal trocando calor e massa de água durante o percurso. Nos experimentos realizados, baseou-se na técnica de Planejamento Experimental e estudou-se a influência das seguintes variáveis nas faixas citadas: 1,81< vazão mássica de sólidos < 5,06 kgs^-1; 7,04< vazão mássica de ar < 7,68 kgs^-1; 81< temperatura do ar < 251C. O bagaço de cana tinha diâmetro médio entre 0,15 a 2,75 mm. Foram efetuadas medidas de vazão mássica de bagaço com o uso de balança e cronômetro; vazão volumétrica de ar com uma placa de orifício e de temperatura com termopares Sabe-se que as variáveis estudadas têm influência na redução do teor de umidade de um sólido, porém, os resultados obtidos mostraram que a única variável influente nesta redução para o bagaço nas condições utilizadas foi a temperatura do gás, sendo diretamente proporcional. As demais variáveis apresentaram influência na redução do teor de umidade do sólido somente com interação com a temperatura do ar úmido.

Câmara Ciclônica - Secagem - Bagaço de Cana

PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA SUPERVISÃO E CONTROLE DE MOVIMENTOS DE UM ROBÔ CARTESIANO

Márcio Yamamoto (Bolsista SAE/UNICAMP) e Prof. Dr. João Maurício Rosário (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Este projeto de pesquisa visa a o desenvolvimento de uma interface e controle de um dispositivo robótico cartesiano acionado através de motores de passo. Este sistema será implementado no Laboratório de Automação Integrada e Robótica e tinha como objetivo principal a elaboração de imagens em placas de acrílico a partir de uma imagem digitalizada.Inicialmente este dispositivo, também conhecido como “PLOTTER”, contará com apenas dois graus de liberdade, responsáveis pelo posicionamento do sistema no sistema cartesiano XY. A estrutura aberta de concepção, permitirá futuramente, a introdução de mais graus de liberdade, como por exemplo, o desenvolvimento de um dispositivo responsável pela operação de perfuração. Neste de projeto de pesquisa pretende-se implementar o projeto mecânico desse dispositivo robótico (atualmente em fase de construção), utilizando-se componentes mecânicos de mercado, e implementar uma interface gráfica do usuário (programada em DELPHI^TM) para supervisão e controle de movimentos utilizando um computador PC, e interface industrial para acionamento e controle de motores de passo, disponíveis na UNICAMP.

Controle - Robô - Mecatrônica

PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO DA ESTRUTURA DE SUPERVISÃO E CONTROLE DE UMA PRÓTESE MECÂNICA

Marco Antonio Basílio de Alvarenga (Bolsista PIBIC/CNPq), Prof. Dr. João Maurício Rosário (Orientador) e Dr. Nilton Cardoso da Silva (pós-doutorando FAPESP), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM , UNICAMP
Próteses mecânicas são de importância fundamental na reabilitação de deficientes físicos, tanto para acidentados como por portadores de deficiência congênita. Elas possibilitam ao usuário o aumento de sua capacidade motora, melhorando sua vida, tanto pessoal quanto social. Neste trabalho, com o auxílio de modelos biomecânicos de uma mão humana, foi construído um modelo de prótese, a fim de ser realizada um dos diferentes tipos de implementação que é possível de se realizar. Foi utilizado no projeto de acionadores, dois motores de passo de forma a realizar os movimentos de adução e abdução dos dedos, um para o polegar, e outros para os quatro restantes. O sistema de controle desenvolvido possibilitou verificar a funcionalidade da prótese, analisando seus movimentos. Foi utilizado um software de controle de motor de passo para aumentar a precisão e controle do acionamento. Foi implementada uma interface de controle, um “hardware” que possibilitasse a análise e testar os mecanismos de movimentação da prótese, verificando assim, a sua funcionalidade. Esse projeto serve como base para estudos futuros em novos matérias e métodos para se conseguir chegar a uma réplica de uma mão humana.

Robótica - Supervisão e Controle - Prótese

SIMULAÇÃO EXPERIMENTAL DE VIBRAÇÕES PARA TESTE DINÂMICO DE ESTRUTURAS COM NÃO LINEARIDADES

Marcos de Almeida Leone Filho (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Pablo Siqueira Meirelles (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
A Simulação de condições reais de operação de certos sistemas, como auto veículos por exemplo, dentro do ambiente controlado dos laboratórios, desperta grande interesse para o teste e desenvolvimento destes produtos. Para efetuar estas simulações é necessário determinar as excitações que conduzem às respostas registradas em campo (acelerações, deslocamentos, tensões, entre outros). Este cálculo é imediato para sistemas lineares, mas não acontece o mesmo com os sistema não lineares, para os quais não existe a função de resposta em freqüência. Este trabalho apresenta um processo que conduz às excitações adequadas para reproduzir sinais previamente registrados em sistemas não lineares. Para isso é feita uma correção iterativa dos sinais de excitação, utilizando técnicas de controle “off-line”. O processo foi implementado utilizando a linguagem de programação MATLAB com o objetivo de obter um código aberto e transportável.

Testes Dinâmicos - Sistemas Não Lineares - Controle

AVALIAÇÃO DOS EFEITOS DA TEMPERATURA E PRESSÃO ESPECÍFICA NO COMPORTAMENTO DE MATERIAIS DE ATRITO DE PASTILHAS AUTOMOBILÍSTICAS NACIONAIS

Mauricio Monte (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Auteliano Antunes dos Santos Júnior (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Este projeto é parte de um amplo estudo visando determinar o desempenho de materiais de atrito utilizados nos sistemas de freios por atrito no Brasil. Neste trabalho foi avaliado o comportamento de pastilhas sob condições mais próximas das reais e também condições limites. Para as medições foi utilizado o Dispositivo de Ensaio de Amostras de Material de Atrito, dinamômetro do Laboratório Ferroviário / DPM / FEM da UNICAMP, capaz de simular as diversas condições de frenagem observadas em veículos nacionais, em especial as condições críticas de operação. Apenas um tipo de pinça de freio foi empregada, sendo escolhida entre as mais utilizadas no pais. A cada ensaio foi determinado o coeficiente de atrito e o desgaste (em peso e em volume), sendo registrados também, a pressão específica e a temperatura ao longo frenagem, verificando a relação entre estas e as propriedades medidas. Foram ensaiadas pastilhas comerciais de fabricantes nacionais, convidadas a fornecer os produtos, e de outros, adquiridas no mercado de reposição. Como resultado obteve-se padrões de comportamento que possibilitam futuramente a definição de critérios realistas para a aceitação dos produtos, já que os ensaios atuais são apenas comparativos e limitados a uma condição muito específica de operação de freios. Em última análise, este trabalho contribui para a segurança do transporte automobilístico, através do levantamento de parâmetros que possibilitam a retirada do mercado de materiais de atrito que não apresentam o desempenho adequado.

Temperatura - Pressão - Materiais

OTIMIZAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE CORTE NO PROCESSO DE FRESAMENTO FRONTAL

Moisés Henrique Moreira Santos (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Anselmo Eduardo Diniz (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
A usinagem convencional dos metais pode ser feita através de vários processos, incluindo o fresamento, o qual apresenta como principais características à alta eficiência, bom acabamento superficial, exatidão e flexibilidade na geração de formas. Apesar do fresamento ser uma das operações de usinagem mais utilizadas no meio industrial, as relações entre as condições de usinagem (variáveis de influência) e parâmetros de saída do processo como a rugosidade da peça, a potência consumida e a vida da ferramenta (variáveis de interesse) não estão ainda plenamente conhecidas. Este trabalho tem por objetivo contribuir para um melhor entendimento destas relações de forma isolada e conjunta. Vários ensaios preliminares já foram realizados no fresamento frontal em peças de aço ABNT 1045 com fresas com insertos intercambiáveis de metal duro recoberto, variando-se duas das condições de usinagem (velocidade de avanço, avanço por dente e velocidade de corte) e medindo-se a rugosidade da peça e a potência elétrica consumida pelo processo. Os resultados parciais mostram que tanto a rugosidade da peça como as potências de corte aparentemente apresentam boa sensibilidade a estas variações, necessitando um estudo científico mais detalhado de tal processo de produção metal-mecânica.

Fresamento Frontal - Otimização de processo - Usinagem

COMPÓSITOS ALUMINA-ZICRÔNIA PARA APLICAÇES ESTRUTURAIS

Rachel Gomes Junqueira (Bolsista SAE/UNICAMP) e Profa. Dra. Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
A alumina é uma cerâmica que se destaca com relação à elevada dureza, refratariedade, condutibilidade térmica. Porém não possui uma tenacidade à fratura tão elevada e necessária para apresentar boas propriedades mecânicas e assim ser utilizada como biomaterial.  A zircônia é uma cerâmica refratária, de elevada resistência à flexão, com elevada tenacidade à fratura. A zircônia tetragonal policristalina pode ser utilizada como modificadora da tenacidade à fratura de uma matriz cerâmica, neste caso, da alumina. O objetivo deste trabalho é, a caracterização dos pós de alumina e zircônia pura através de difração de raio-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV).A partir destes resultados é que se inicia o trabalho com os compósitos para obter-se um material com melhores propriedades mecânicas. Fez-se difração de raio-X nas amostras de alumina e zircônia, ambas em pó,afim de se obter informações da orientação dos planos cristalinos, e determinação de fases característicos de cada classe de compostos. A determinação da microestrutura foi realizada utilizando-se MEV. Na difração de raio-X observa-se para a alumina picos característicos na região onde 2 varia de 33 ° a 59° e para zircônia 2 varia 27° a 35°, caracterizando-se as fases desejadas.

Cerâmicas avançadas - Alumina - Zircônia

DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE PARA AQUISIÇÃO E TRATAMENTO DE DADOS EXPERIMENTAIS APLICADO À DINÂMICA DE ROTORES

Renato Nogueira de Aquino Lopes (Bolsista SAE/UNICAMP) e Profa. Dra. Katia Lucchesi Cavalca Dedini (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
O método de estudo de sistemas complexos a partir da analogia com outros sistemas mais simples e matematicamente equivalentes tem sido utilizado em diversas áreas de pesquisa. Neste trabalho utiliza-se este princípio para analisar uma bancada experimental dedicada ao estudo de fenômenos relacionados à dinâmica de vibrações de máquinas rotativas de eixo horizontal. A bancada foi projetada de forma a representar, em termos de similaridade física, fenômenos ocorrentes em máquinas rotativas reais. Turbinas, turbo-geradores e bombas embarcadas, ou em estruturas off-shore, podem ser simuladas em laboratório. A bancada de testes consiste de um ou dois eixos apoiados por até 4 mancais hidrodinâmicos, instrumentados por sensores de proximidade, acelerômetros e células de carga. O projeto visa estruturar uma ferramenta para aquisição e tratamento de dados experimentais deste sistema. O software registra as amplitudes de deslocamento dos elementos do sistema para uma determinada rotação e as forças aplicadas nos mancais em função desta rotação; monitora os sinais de cada sensor no sistema e compara-os dois a dois; observa as órbitas de deslocamento dos eixos e massas e realiza a análise modal da fundação. Os resultados obitdos podem então ser confrontados com o modelo matemático teórico.

Rotores - Análise Modal - Funções de transferência

REDES NEURAIS PARA DETECÇÃO DE FALHAS INCIPIENTES EM MOTORES ELÉTRICOS

Roberto Roriz Brito (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Robson Pederiva (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Motores elétricos fazem parte de nossa vida e são as principais fontes de trabalho para as industrias em geral, por isso torna-se cada vez mais necessário que eles não falhem inesperadamente e isso pode ser conseguido com uma manutenção preditiva. Uma ferramenta que tem apresentado ótimos resultados, nesse ramo de pesquisa, são as redes neurais artificiais, que graças à alta capacidade de reconhecer de padrões, pode diferenciar variações em espectros coletados do motor através de uma análise de vibrações. Neste trabalho, foram usados dados coletados de um motor de indução trifásico, em uma situação que se aproximava muito de um caso real, e colhidos dados de análise de vibração de seis sensores em posições diferentes do motor. Esses dados foram então filtrados utilizando a técnica de filtro seletivo implementada em um programa desenvolvido em C++. Essa filtragem de dados é de vital importância para se eliminar ruídos e dados irrelevantes, visto que esses só dificultam o processo de treinamento. O passo seguinte foi o treinamento das redes neurais, que foram feitas para identificar condições de funcionamento do motor: sem defeito, desbalanceamento nível 1, desbalanceamento nível 2, desalinhamento e folga mecânica. Todas as partes referentes a redes neurais foram desenvolvidas em um programa em C++. Foi estipulado nesse trabalho que o erro de treinamento deveria ficar abaixo de 1%, e observamos que o erro na determinação do defeito para os dados não treinados ficou inferior a 30%. Para isso foram usadas redes com três camadas intermediárias e números de neurônios variados.

Redes Neurais Artificiais - Manutenção Preditiva

ESTUDO DE TRINCAS DE SOLIDIFICAÇÃO EM SOLDAS DE AÇO INOXIDÁVEL UTILIZANDO O PROCESSO FCAW

Rogério Silva Nonô (Bolsista SAE/UNICAMP), Prof. Eduardo Braga (Orientador) e Profa. Dra. Roseana da Exaltação Trevisan (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Trincas de solidificação ocorrem na zona fundida de soldas e atingem diversos materiais de engenharia, entre os quais se destacam, as ligas de níquel, as ligas de alumínio e os aços inoxidáveis austeníticos. Este tipo de trinca é intergranular e sua ocorrência está associada à uma ductilidade insuficiente que o material apresenta, em um certo intervalo de temperatura, em suportar tensões trativas que surgem no resfriamento. Em aços inoxidáveis este fenômeno se constitui de grande importância, pois atinge ligas de grande utilização na indústria. É verificado na literatura diversos métodos para medir a susceptibilidade do material a este tipo de fenômeno. Neste trabalho utilizou-se o teste Transvariestraint para o estudo de trincas de solidificação em aço inox AISI 316-L. As soldas foram realizadas pelo processo FCAW em CC+ e metal de adição do tipo AWS E316LT-1. A deformação aplicada foi variada em três níveis. Os resultados indicam que as trincas de solidificação são diretamente proporcional ao aumento da tensão aplicada e inversamente proporcional ao aumento da granulometria do grão.

Soldagem - Trincas - Teste Transvariestraint

PROJETO, SIMULAÇÃO E OTIMIZAÇÃO DE DUTOS DE TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO DE GÁS

Ronaldo Queiroz Macedo (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Antonio Carlos Bannwart (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Neste trabalho foi desenvolvido um aplicativo computacional para dimensionamento, simulação e otimização de tubulações de transporte e distribuição de gás natural. Este aplicativo possibilita especificar os parâmetros de projeto de um duto e com isso fazer uma análise de custos. O projeto de um Gasoduto é feito partindo-se de uma vazão desejada, comprimento da tubulação e pressão de entrega do gás do final de cada trecho, sendo que um trecho é um duto entre duas estações de compressão, e então calcula-se a pressão máxima que cada dimensão de tubos (diâmetro e espessura) suporta mas que supra as perdas de carga. Diâmetros menores normalmente requerem pressões maiores pois a perda de carga é maior mas o peso diminui, podendo-se obter numa grande variedade de diâmetros um diâmetro que resulte num peso mínimo, mas esse diâmetro pode resultar numa pressão muito alta, o que requer potência alta no compressor ou várias estações de recompressão (mais trechos), e diâmetro muito grande requer mais material e dificulta a instalação. Portanto, deve-se fazer uma análise para que se consiga projetar com um custo mínimo. O aplicativo também simula a distribuição de pressão ao longo de uma linha, para um dado comprimento, diâmetro e espessura de tubo operando a uma dada vazão.

Gás natural - Gasodutos - Projeto

DESENVOLVIMENTO DE UM ROTOR DIDÁTICO SUSPENSO POR MANCAIS MAGNÉTICOS

Sergio Seiti Nishimura (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Franco Giuseppe Dedini (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Os mancais magnéticos são sistemas mecatrônicos, isto é, possuem elementos mecânicos combinados a elementos eletroeletrônicos. Ao contrário dos mancais tradicionais, podem sustentar um eixo livremente sem qualquer contato entre ambas as partes. Além disso, sua dinâmica pode ser controlada à distância através de várias aplicações de controle simples. Assim, fizemos neste projeto de iniciação científica uma revisão do Estado da Arte para Mancais Magnéticos, bem como Modelos de Magnetismo e Sistemas de Controle. No modelo utilizado, os sensores captam o deslocamento do eixo em relação a sua posição inicial. Esta medida é dado de entrada de um controlador no qual será derivado e/ou integrado. Este sinal de controle é amplificado em um amplificador tornando-se uma corrente de controle. Esta corrente, conduzida pelo solenóide, gera a força necessária para manter o eixo estável axialmente em sua posição inicial. Também fizemos uma revisão sobre a teoria de magnetismo e eletroímãs em diversas situações diferentes. Em seguida, revisamos os sistemas de controle possíveis de serem aplicados em nosso projeto, em que foram apresentadas diversas estratégias de controle desde a mais simples como controladores de duas posições (ON/OFF) até ações de controle mais complexas como controlador proporcional-mais-integral (PI) e controladores proporcional-mais-integral-mais-derivativo (PID).

Mancais Magnéticos - Eletromagnetismo - Sistemas de Controle

DEPOSIÇÃO DE CAMADAS CERÂMICAS SOBRE SUBSTRATOS METÁLICOS: HOMOGEINIZAÇÃO DA DUREZA SUPERFICIAL E AUMENTO DA ADESÃO METAL-CERÂMICA

Thiago De Laurentis (Bolsista PIBIC/CNPq) e Profa. Dra. Cecília Amélia Zavaglia (Orientadora), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
A Aspersão Térmica tem uma grande importância na Engenharia Mecânica, quando pós cerâmicos são aspergidos por equipamentos como o “Plasma Spray” e depositados sobre o material metálico estudado, podendo aumentar algumas de suas propriedades mecânicas e preveni-los de futuros reparos e/ou manutenções. Entre os principais materiais utilizados estão os pós cerâmicos à base de carboneto, cromo e tungstênio. Para preparação dessas amostras foram usadas técnicas de metalografia com posterior caracterização e, ainda, a visualização em microscópios. Toda essa preparação para poder estudar a adesão da camada no respectivo substrato e da região de interface camada-substrato. Analisando e discutindo os resultados adquiridos pelo microscópio, pode-se perceber que podem ocorrer resultados indesejáveis como trincas nas camadas, ocasionadas principalmente pelo aquecimento excessivo ou resultados satisfatórios como boa adesão em camadas que apresentam grandes irregularidades. Assim, o “Plasma Spray” é um dos processos de aspersão mais adequados para a deposição de materiais cerâmicos em metais e, ainda tem sua utilidade estendida visando aplicações biológicas, como em próteses mecânicas.

Aspersão Térmica - Tribologia - Interface Metal-Cerâmica

SIMULAÇÃO TRIDIMENSIONAL DO PROCESSO DE FORJAMENTO A QUENTE EMPREGANDO VISIOPLASTICIDADE E O MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

Vitor Junqueira Heluey (Bolsista PIBIC/CNPq) e Prof. Dr. Sérgio Tonini Button (Orientador), Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM, UNICAMP
Este trabalho tem como objetivo a simulação tridimensional do forjamento a quente de peças em aço pelo método dos elementos finitos empregando o programa comercial MSC.Superforge 2000 e o desenvolvimento de um modelo físico baseado no forjamento à temperatura ambiente de plasticina (massa de modelar) em matrizes de resina plástica de cura a frio, para validar os resultados obtidos na simulação numérica. O objetivo é estudar a possibilidade de minimização do material a ser utilizado no processo de forjamento a quente. Ao tentar reduzir a quantidade de material no processo, uma das dificuldades encontradas é a definição do modo de escoamento durante o processamento que pode levar à presença de defeitos como vazios devidos ao não preenchimento das matrizes ou a dobras causadas pelo escoamento incorreto do material. A análise dos resultados é feita comparando-se os resultados da simulação numérica com os resultados da simulação física, possibilitando a avaliação da aplicabilidade do método numérico.

Método de Elementos Finitos - Simulação Física - Forjamento a Quente