PPG EM ENGENHARIA MECÂNICA : [132] Visualizar estatísticas
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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...
A segunda lei de Fick com coeficiente de difusão dependente da concentração
O foco principal deste trabalho é a segunda lei de Fick em um contexto em que o coeficiente de difusão pode depender da concentração, dando origem a um problema não linear. É empregada a transformação de Kirchhoff a fim de simplificar a estrutura matemática da segunda lei de Fick, dando origem a uma descrição mais conveniente. A fim de fornecer um protocolo geral, o coeficiente de difusão será assumido como uma função constante por partes da concentração. Fórmulas exatas são apresentadas para...
Fabricação e caracterização de ligas de Titânio-Zircônio-Vanádio para aplicações em ambientes expostos ao hidrogênio
A pesquisa propõe o desenvolvimento e a fabricação de ligas de titânio-zircônio com elementos de liga capazes de inibir, ou reduzir a formação de hidretos, nesses materiais. Tais ligas têm potencial para aplicações industriais em ambientes corrosivos com presença de alta concentração de hidrogênio, para quaisquer componentes de interesse da aplicação. Busca-se nesse projeto integrar simulações termodinâmicas teóricas com um posterior desenvolvimento experimental da liga. Foram avaliadas as co...
Análise do conforto térmico do Museu do Universo (Planetário da cidade do Rio de Janeiro)
Este trabalho tem por objetivo a obtenção dos campos de velocidade e temperatura no interior do Museu do Universo (Planetário do Rio de Janeiro) por Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) com o software comercial Ansys Fluent, e com estes, calcular os parâmetros de conforto térmico Voto Médio Estimado (PMV) e Porcentagem de Pessoas Insatisfeitas (PPD) às 10:28, 12:08 e 15:33 h de 12 de maio de 2014. O domínio computacional foi gerado extraindo o ar do interior da geometria do edifício gerad...
Metodologia para pré-seleção de fluidos de trabalho para ciclos Rankine orgânicos
Este trabalho tem como objeto propor uma metodologia para agilizar a seleção de fluidos adequados a cada aplicação num Ciclo Rankine Orgânico. Nas simulações foram usados fluidos que possibilitam o aproveitamento da energia remanescente após a turbina com o emprego de um regenerador. Foram utilizados nas simulações a exaustão de três motores diesel, com temperaturas de 775, 816 e 854 K, e uma fonte geotérmica a 480 K. Buscou-se a alcançar a máxima potência recuperável no ciclo, respeitando o ...
Um novo procedimento para a simulação de aletas cilíndricas infinitas, com condutividade térmica variável
Superfícies estendidas, usualmente denominadas aletas, são dispositivos bem conhecidos, empregados para aumentar o calor transferido de uma determinada superfície por meio de um aumento artificial da área real de transmissão de calor. Este trabalho apresenta uma abordagem analítica para estabelecer uma relação entre a temperatura e a posição espacial em qualquer aleta cilíndrica infinita, fornecendo uma ferramenta completamente inovadora para esta classe de fenômenos que, até agora, foi model...
Uma nova relação constitutiva para o escoamento com transição saturado/insaturado através de um meio poroso
O presente trabalho propõe uma relação constitutiva adequada para tratar o processo de preenchimento de um meio poroso por um fluido. Esta relação assegura que o problema permaneça hiperbólico mesmo quando o meio poroso é saturado pelo fluido. Quando a fração de fluido atinge a porosidade, a relação constitutiva proposta aumenta a resistência da matriz porosa a uma maior entrada de fluido devido a uma característica importante: ser uma função contínua e diferenciável, com sua primeira derivad...
Desenvolvimento e fabricação de um protótipo de um dispositivo multiplicador de elétrons à gás micromegas com substrato de silício e isolante SU-8
Esta tese relata de forma detalhada a metodologia para o desenvolvimento e fabricação de um protótipo de um dispositivo multiplicador de elétrons Micromegas, integrado em um anodo de leitura de pads, utilizando um wafer de Silício de 4” como substrato. O dispositivo foi empregado para a montagem de um detector de radiação à gás. São apresentadas e discutidas as técnicas para a formação das camadas micrométricas do wafer, como deposição de filmes finos, fotolitografia, wet etching, metalização ...