PPG EM ENGENHARIA MECÂNICA : [139] Visualizar estatísticas
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Análise numérica das cargas de vento em seguidores solares em solo inclinado
O crescente uso da energia solar fotovoltaica como recurso renovável destacou a importância de otimizar a eficiência energética dos painéis solares, sendo os sistemas de seguidores solares (”Solar Trackers”) uma solução promissora. Esses sistemas alinham os painéis à posição do sol, maximizando a geração de energia, mas enfrentam desafios como ventos fortes, que podem comprometer a estrutura por cargas diretas e vibrações dinâmicas, resultando em falhas estruturais e redução da vida útil do e...
Desenvolvimento de nanocompósitos de grafeno a partir de resíduos da indústria têxtil
Esta pesquisa tem como foco o desenvolvimento de nanocompósitos à base de óxido de grafeno reduzido (rGO) incorporados à poliamida reciclada (PARec), proveniente de resíduos da indústria têxtil. O principal objetivo do estudo foi avaliar o impacto da adição de diferentes concentrações de rGO (0%, 0,1%, 0,5% e 1% em fração mássica) nas propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas da PARec. O processo de fabricação dos compósitos foi realizado por meio de extrusão por fusão, seguido pela mol...
Caracterização de TiCN para aplicação em revestimentos de elevada dureza em alternativa ao revestimento metálico
Os revestimentos são uma solução de engenharia eficaz para aprimorar as superfícies de materiais que enfrentam condições severas de desgaste, corrosão, erosão, deterioração térmica e outros fenômenos de degradação superficial. Este trabalho estudou um material compósito cerâmico para ser utilizado como revestimento de elevada dureza, em alternativa aos revestimentos metálicos já existentes na engenharia. O Carbonitreto de Titânio (TiCN) foi escolhido para o desenvolvimento da pesquisa e carac...
Modelagem e simulação numérica de um escoamento através de meio poroso com restrição unilateral e com transporte de contaminantes quimicamente reagentes
Esta tese estuda escoamentos de fluidos newtonianos contendo poluentes quimicamente reagentes através de meios porosos com restrições, modelados usando uma abordagem de Teoria de Misturas e uma relação constitutiva para a pressão – dada por uma função contínua e diferenciável da saturação, que sempre garante a preservação da hiperbolicidade do problema. A equação da pressão também permite uma supersaturação (controlada) da matriz porosa ultrapequena e a transição de escoamento insaturado para...
Análise técnico-econômica de conversão de caminhões de pequeno porte a combustão interna para tração elétrica com geração fotovoltaica
De acordo com o último Balanço Energético Nacional de 2023, o setor de Transportes consome a maior quantidade de energia utilizada no Brasil. Quase metade deste total é proveniente da utilização de óleo diesel, mostrando a alta dependência desse setor em relação aos combustíveis fósseis. O emprego da tração elétrica no Brasil é adequado, uma vez que a produção de eletricidade no país é predominantemente renovável. Este trabalho tem por objetivo contribuir para o aumento da eficiência energéti...
Evaluation of a sparse regression machine learning technique for dynamical systems discovery
This work comprehensively and didactically presents the Sparse Identification of Nonlinear Dynamics (SINDy) method, applying it to various dynamic systems to assess the robustness and effectiveness of the method in inferring their evolution equations. The method proved effective in inferring dynamic systems, including chaotic ones. A test with a trigonometric nonlinearity using only polynomial functions in the candidate function library was conducted. It was observed that the Taylor series po...
Estudo do comportamento estrutural estático e dinâmico de tanques de aço para armazenamento de líquidos
O cenário de crescente produção de petróleo na indústria de óleo e gás brasileira tem demandado cada vez mais eficiência na operação e manutenção de ativos logísticos, tais como os tanques cilíndricos de aço utilizados para armazenamento de petróleo e derivados. Por outro lado, esses tanques experienciam danos ao longo de sua vida, tal como as deformações estruturais devido à característica construtiva de elevada esbeltez, em função das baixíssimas relações entre espessura e diâmetro. Neste s...
Análise de falha por fratura em mola de carro torpedo: estudo de caso
Este trabalho analisou as possíveis causas que levaram à falha prematura de uma mola que compunha o truck de um carro torpedo, um veículo utilizado para transporte de ferro gusa do alto-forno até a aciaria de uma usina siderúrgica de grande porte. Para tal, foram utilizadas técnicas de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise química semi-quantitativa por espectroscopia por dispersão de energia (Energy Dispersive Spectroscopy - EDS), análise química quantita...
Análise dinâmica não determinística e otimização estrutural do projeto de torres de aço para suporte de turbinas eólicas
Considerando a crescente demanda por energia elétrica e a urgente necessidade da redução da emissão de gases do efeito estufa, a adoção de energia de fontes renováveis apresentou um considerável crescimento nos últimos anos. Dentre as fontes de energia renovável, por conta do seu nível de desenvolvimento tecnológico e preços competitivos, a energia eólica apresenta papel fundamental para a transição global para uma matriz energética descarbonizada. Neste contexto, este trabalho de pesquisa vi...
Análise da ação bactericida de selante de matriz polimérica com aditivo de prata
Este projeto teve como objetivo analisar e caracterizar algumas superfícies poliméricas à base de poliácido láctico (PLA), com e sem o revestimento de um selante de matriz polimérica com aditivos de Nitrato de Prata. Foram utilizadas metodologias para fabricar as placas de PLA por manufatura aditiva (impressão 3D) e o selante à base de Prata. Técnicas de inspeção visual, microscopia óptica (MO), processamento digital de imagens (PDI), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise química...
Caracterização da camada inibidora e do dross em chapas galvanizadas por imersão a quente através de análise e processamento digital de imagens
O processo de galvanização por imersão à quente é amplamente utilizada pela indústria automobilística a fim de se obter um recobrimento de zinco (𝑍𝑛) como proteção anticorrosiva para chapas de aço. Durante a galvanização, a difusão de ferro (𝐹𝑒 do aço devido à alta temperatura do banho de zinco faz com que sejam formadas fases intermetálicas 𝐹𝑒 - 𝑍𝑛. Estas fases possuem alto teor de ferro em sua composição química e, apresentam alta dureza e baixa tenacidade, fazendo com que, o reve...
Simulação de transientes térmicos com condutividade dependente da temperatura
Neste trabalho, simulações da equação do calor em regime transiente são conduzidas levando em consideração as variações da condutividade térmica e da difusividade térmica em função da temperatura. A transformada de Kirchhoff é usada para linearizar o termo associado à distribuição espacial de calor dentro do sistema levando em conta a variação da condutividade com a temperatura e fazendo a equação do calor assumir seu formato clássico porém com o termo transiente não linear. Um esquema semi -...
Transferência de calor em aletas porosas por métodos analíticos e numéricos em problemas não lineares
A análise de problemas de dissipação de calor que envolvem aletas, tipicamente são expressos em situações de dissipação térmica, a qual é incrementada pela superfície estendida. Muitos modelos de problemas como desse tipo já foram desenvolvidos, onde cada modelo parte de pressuposições, simplificações ou aproximações que permitam ou colaborem com a solução do problema. Nesse sentido, este trabalho busca uma nova abordagem ao problema, propondo uma perspectiva analítica e outra numérica em uma...
Otimização estrutural de uma fundação de concreto armado submetida a solicitações dinâmicas provenientes de um conjunto motor-compressor de alta capacidade
Este trabalho de pesquisa tem como objetivo a otimização de um sistema estrutural, projetado para suportar um conjunto motor-compressor de alta capacidade. Tal estrutura localiza-se em uma planta industrial de uma usina siderúrgica e consiste em uma fundação de concreto armado, com dimensões em planta de, aproximadamente, 15m x 11m com 1,5m de altura. O bloco de concreto se apoia sobre 20 estacas do tipo hélice, com aproximadamente 8,5m de comprimento e 0,5m de diâmetro. O sistema estrutural ...
Determinação das propriedades do revestimento metálico obtido por aspersão térmica e análise de sua influência na eficiência da transferência de calor em tubos de caldeiras de usinas termelétricas
O carvão mineral é um dos combustíveis que pode ser utilizado por termelétricas para geração de energia elétrica, porém, os resíduos sólidos de sua combustão, as chamadas cinzas, ocasionam erosão e corrosão nos componentes internos de caldeiras que operam em temperaturas elevadas, ocasionando falhas no sistema. Este estudo propõe um revestimento metálico à base de Fe-Cr-Si, obtido pela técnica de aspersão térmica a arco elétrico como alternativa para proteção das partes mais afetadas dos tubo...
Dinâmica dos fluidos computacional aplicada a modelagem de incêndio e radiação térmica
O armazenamento de produtos inflamáveis e de combustíveis é uma atividade comum e empregada largamente em diversos locais como terminais de combustíveis, bases de transportadoras, garagens de ônibus, plantas industriais químicas e petroquímicas, refinarias e industrias em geral. Este tipo de atividade está relacionada à produção, distribuição, abastecimento ou consumo de produtos inflamáveis e de combustíveis. Pode ser destacado o armazenamento de combustíveis líquidos em grande, média e pequ...
Quantificação de incertezas em modelos paramétricos de previsão de vida em fluência
Na indústria, os materiais são frequentemente utilizados em aplicações de altas temperaturas e sob tensão mecânica. Uma deformação progressiva, dependendo do tempo, de um material submetido a tensão e temperatura é chamada de fluência. Este fenômeno é de grande interesse industrial e uma previsão segura da vida em fluência é uma fase crítica no projeto de equipamentos que operam em altas temperaturas. Ao reconhecer esse problema, um entendimento detalhado da fluência é essencial para o sucess...
Stochastic mathematical-computational simulations to unravel mechanical relations of fluid flow and influence of actin regulators on filopodial dynamics
Actin is the most abundant protein in eukaryotic cells which forms filamentous polymers (F-actin) that get arrange into networks providing the skeleton of cells and play vital roles in many cellular functions. For example, prominent parallel bundles of F-actin mediate the formation and dynamics of filopodia, which are long, finger-like membrane protrusions of cells or growing nerve cells. Filopodia have important functions in cell migration and communication relevant for neural development, a...
Desenvolvimento de materiais carbonáceos funcionalizados com nitrogênio a partir de biomassa Quitina e Quitosana para a adsorção de compostos voláteis
A emissão de compostos orgânicos voláteis é uma grande preocupação mundial, e por parte dos pesquisadores, uma atenção crescente está sendo dada à qualidade do ar interno e aos problemas de saúde associados. Por ser nocivo à saúde e ao meio ambiente, o empenho por pesquisadores em buscar novos materiais que auxiliam no combate à exposição destes compostos tem sido constante. O formaldeído, em especial, que é classificado pela IARC no grupo 1 – carcinogênico aos seres humanos, está presente em...
Caracterização de corpos de prova de poliácido-láctico reforçado com grafeno produzidos por fabricação por filamento fundido
Este trabalho estudou a influência do grafeno sobre o poliácido-láctico (PLA) com amostras feitas por impressão 3D, técnica de fabricação por filamento fundido (FFF). Foi visto, preliminarmente, que a presença de grafeno reduziu a microdureza Vickers e na amostra de poliácido-láctico com grafeno (GPLA) houve redução da dureza devido à redução da espessura de camada da amostra. Por causa da redução de microdureza foi estudada a influência dos parâmetros de impressão 3D pela técnica FFF sobre a...