Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T13:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:15:18Z : No. of bitstreams: 1 161846.pdf: 91791177 bytes, checksum: f51a3f5dd4b7584432ec2bf16b4b082c (MD5) / Apresenta-se uma metodologia de modelagem global para caixas de engrenagem, tendo por base os métodos de elementos finitos e elementos de contorno, cujo enfoque principal é para as vibrações e ruídos transportados pela estrutura e que têm como origem a excitação provocada pelo engrenamento, de modo a permitir a predição de parâmetros vibro-acústicos. Assim, são apresentadas as formulações matemáticas que permitem a determinação de matrizes de rigidez generalizadas, para a representação de mancais de elementos rolantes e do engrenamento; o desenvolvimento de um modelo numérico de sistema de eixos engrenados, que permite estimar as reações nos mancais devido ao engrenamento e a influência da modificação do perfil dos dentes das engrenagens; a concepção e criação de uma malha de elementos finitos para representação do alojamento da caixa de engrenagem, bem como a malha acústica correspondente usada para a estimativa de parâmetros acústicos pelo método de elementos de contorno. A metodologia é aplicada a uma caixa de engrenagem de uso veicular real e o comportamento vibro-acústico é predito para condições operacionais distintas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-24T04:11:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257750.pdf: 1702282 bytes, checksum: 6beff43e4a7cb06be67808b430fa5be5 (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo avaliar a incorporação do resíduo sólido (lodo) da estação de tratamento de efluente proveniente da etapa de pintura da indústria automobilística para obtenção de um produto cerâmico. A grande quantidade de lodo formado por empresas do ramo desperta preocupação em relação ao descarte destes resíduos, tendo em vista os efeitos nocivos que podem causar quando dispostos de forma inadequada no meio ambiente. O processo de queima conjunta do rejeito sólido com materiais argilosos retém os elementos metálicos e inorgânicos potencialmente perigosos contidos no rejeito. Além disso, aproveita a energia química contida na fração orgânica do rejeito, com economia de energia na queima; produzindo um produto com retorno econômico. O lodo foi adicionado à argila em percentuais de 0, 5 e 10%. Corpos-de-prova foram elaborados por prensagem manual em 3 diferentes pressões de compactação (300 Kgf/cm2, 350 Kgf/cm2 e 400 Kgf/cm2) e posteriormente submetidos ao processo de queima em temperaturas de 800 ºC, 1000 ºC e 1200 ºC, seguindo um planejamento fatorial parcial de 3 fatores e 3 níveis. O estudo da influência destas variáveis sobre as propriedades que indicam a qualidade do material cerâmico foram avaliadas através da análise de variância (ANOVA) e visualizadas com o auxílio de gráficos de curvas de nível. Com base nos resultados, verificou-se que é perfeitamente possível construir materiais cerâmicos com até 10% de adição do resíduo na massa sem alterar significativamente a qualidade das propriedades físicas do material (retração linear, densidade aparente, absorção de água e resistência mecânica à flexão), sendo que em algumas delas a adição de 5% do resíduo mostrou ser equivalente àqueles materiais produzidos com 100% de argila (sem resíduo). Para a produção de telhas, apenas materiais queimados acima de 1000 ºC são capazes de atender as especificações exigidas, podendo estes ser compostos por até 10% de resíduo. The present work has as goal evaluate the incorporation of the residual solid part (mud) of an treatment station into the affluent stage of automobilist painting industry on clay for the production of a ceramic product. The great quantity of mud formed for enterprises from the same line of business brings out concern related with the discard of those residual forms, considering the harmful environment effects when incorrectly discarded. The process of jointly burning of solid rejects with clay material holds the metallic elements and inorganic potentially dangerous inserted into the reject material. Moreover, it makes use of the chemical energy inserted into the organic fraction of the reject material, with a reduction of energy in the burning process; producing a product with economical return. The mud was added on the clay with a chemical content of 0%, 5% and 10%, sampling were elaborated for manual pressure in three different press of compactation (300Kgf/cm2, 350Kgf/cm2 e 400 Kgf/cm2) and afterward submitted to the burning process on temperatures spotted in 800 ºC, 1000ºC and 1200 ºC, following an partial factorial planning of 3 factors and 3 levels. The study of the influence of those variables on the attributes which indicate the quality of the ceramic material were evaluated through the analysis of variants (ANOVA) and visualized with the support of surface graphics of answer. Based on those results, it was verified that it is perfectly possible build ceramic materials with until 10% on addition of residual into the mass without significantly alter the quality of physical attributes of the material (linear retraction, apparently density, absorption of water and mechanical flexion resistance), being that in some of them the 5% adding of the residual form demonstrated be equivalent at the materials produced with 100% of clay (with no residual form). To produce roofing tiles, only materials burned over a 1000 ºC are able to fill the demanded specifications, being those composed up to 10% of residue.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-20T12:40:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T09:47:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wink_CarlosHenrique_D.pdf: 2304427 bytes, checksum: 74656d82cf5628ea8dd76c8ab1507dba (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O ruído gerado pelos sistemas de transmissão de potência por engrenagens pode ser incomodo e algumas vezes inaceitável para o usuário. Os pares de engrenagens geram um ruído incomodo ao ouvido humano devido as suas características de intensidade e freqüência. Este ruído é proveniente principalmente da irregularidade no movimento transmitido de uma engrenagem para a outra, que é conhecida como erro de transmissão (ET). A excitação proveniente do ET pode ser reduzida modificando-se a superfície dos dentes. Embora a modelagem matemática para o cálculo do ET tenha sido bastante estudada, não se conhece um método eficaz para definir os parâmetros ótimos das modificações. Os métodos existentes usam procedimentos exaustivos para a busca da solução, ou usam procedimentos de otimização que podem resultar em modificações de difícil obtenção. Neste trabalho desenvolveu-se um método para determinar as modificações da superfície dos dentes que minimizam a excitação do ET. No método proposto as modificações são obtidas resolvendo-se um problema particular de otimização de forma com contato, através de um procedimento iterativo com uma abordagem baseada em critérios de ótimo. Os valores calculados inicialmente para as modificações da superfície são aproximados aos obtidos por funções pré-definidas, resolvendo um problema de ajuste de curva, através de um método de programação seqüencial quadrática. Isto é feito para assegurar que a solução obtida seja simples do ponto de vista de fabricação de engrenagens. A verificação do método foi feita através de exemplos numéricos com pares de engrenagens helicoidais com características geométricas distintas. Nos exemplos numéricos estudados, o método se mostrou eficaz para determinar as modificações da superfície dos dentes que minimizam a excitação do ET / Abstract: Noise that comes from geared systems can be annoying, and in some cases unacceptable by users of those systems. Gear noise is dose to pure tone, presents high amplitude, and its frequency is near to most sensitive region of human ear. Transmission error (TE) excitation is recognized as one of the main sources of gear noise and vibration. It is well-known that TE excitation can be reduced by modifying tooth surfaces. Usually, tooth modifications are defined based on trial and error methods, or based on existent gear sets. Although there are some methods to calculate TE, a simple method to define the tooth modifications that mini mize the TE excitation is still unknown. Existent methods are based on exhaustive search of solution, or based on optimization procedures that. can end up in non practical solutions. In this work, an e:ffi.cient method to determine the tooth profile modification to minimize the TE excitation was developed. The proposed method defines the optimal modifications by solving a particular shape optimization problem with contact using an iterative procedure based on aptimal criteria approach. Initial modification results are converted to pre-defined functions by solving a curve fitting problem using a sequential quadratic programming. This assuresa worthy solution from the practical engineering viewpoint. Three different helical gear pairs were used to carry out numerical analysis in order to verify the proposed method. The results af the numerical analysis showed that the proposed method is efficient in solving this kind of problem. Significant reductionas on TE excitation were achieved for all three cases of study. The optimization procedure can be used as a useful design tool for gear design and development / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Ruy de Quadros Carvalho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Programa de Pós-Graduação em Politica Cientifica e Tecnologica / Made available in DSpace on 2018-08-12T18:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quintao_RubiaAuxiliadoraConstancio_D.pdf: 1126822 bytes, checksum: acbab3ea4301fce9c8ac2441319cd9b8 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho, buscou-se investigar se o crescimento e fortalecimento das atividades de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) das subsidiárias brasileiras de empresas multinacionais (MNCs), na indústria automobilística brasileira, tem levado ao envolvimento de seus fornecedores localizados no Brasil em atividades tecnológicas e resultado em sua maior capacitação tecnológica. A tese se vale do quadro conceitual desenvolvido por Lall (1992) a respeito do processo de aquisição de capacidades de inovação das empresas industriais em países em desenvolvimento, bem como de sua taxonomia para classificar os tipos e níveis dessas capacidades. A contribuição das relações entre fornecedores e clientes da indústria automotiva para a aquisição de capacidades inovativas pelos fornecedores é estudada a partir dos conceitos de tipos de vínculos de aprendizado entre empresas, desenvolvidos por Ariffin e Bell (1999). A tese analisa os resultados da investigação das trajetórias percorridas por empresas de autopeças, dispostas em cinco grupos, segundo seus processos de acúmulo de capacidades tecnológicas. Procurou-se identificar quais são os tipos de vínculo de aprendizado que empresas subsidiárias clientes (montadoras e sistemistas) estabelecem com seus fornecedores (nacionais ou subsidiárias de MNCs), e sua contribuição para o desenvolvimento das capacidades inovativas desses fornecedores. Procurou-se também entender se e como os vínculos com instituições, como universidades e institutos de pesquisa, contribuíram para a aquisição de competências para inovar dos fornecedores de autopeças. A metodologia privilegiou estudos de caso, focados no detalhamento dos eventos inovativos mais expressivos - inovações tecnológicas específicas, de maior alcance em cada empresa - liderados por subsidiárias brasileiras de montadoras ou por produtores de autopeças locais. Para cada inovação, buscou-se identificar a participação dos diversos atores da cadeia de inovação, bem como, a qualidade e intensidade dessa participação e seus efeitos para o aprendizado. Assim, o foco nos eventos inovativos permitiu identificar o grau de capacitação tecnológica alcançado pelas empresas pesquisadas. A amostra compreendeu 6 subsidiárias de multinacionais produtoras de sistemas e autopeças e 8 empresas fornecedoras de autopeças nacionais. Os principais achados sugerem que, efetivamente, o incremento e a intensificação de atividades de P&D de MNCs automotivas no Brasil gera demanda por atividades tecnológicas nos fornecedores locais e contribui para seu progresso em termos de aquisição de capacidades tecnológicas. O desenvolvimento das capacidades de inovação dos fornecedores locais refere-se primordialmente a seu envolvimento com o codesenvolvimento de produtos. Apenas nos casos em que as subsidiárias efetivamente se engajam em atividades de pesquisa tecnológica, isso se desdobra no envolvimento de parceiros brasileiros com a criação de novas tecnologias. Por outro lado, a pesquisa também constatou que o incremento das capacidades tecnológicas dos fornecedores locais atua como fator de atração importante nas decisões de investimento em P&D das MNCs em suas subsidiárias brasileiras. / Abstract: The thesis investigates whether the growing and strengthening of Research and Development (R&D) activities performed by Brazilian subsidiaries of multinational companies in the automotive industry has led their suppliers located in Brazil to engage in technological activities, thus resulting in the upgrading in their technological capabilities. The thesis departs from the conceptual framework developed by Lall (1992) and by Bell and Pavitt (1995) respective to the acquisition of innovation capabilities of industrial firms in developing countries. It also makes use of their taxonomy to classify types and levels of such capabilities. The investigation has also focused how the relation between suppliers and customers contributes for the acquisition of innovation capabilities by suppliers. In this connection, it is based on concepts of types of learning links between companies, developed by Ariffin and Bell (1999). The work analyzes the results of the empirical study of the trajectories carried out by autopart companies in Brazil, which have been arranged in five groups, according to their accumulation of technological capabilities. The thesis seeks to identify the types of learning links that customer, subsidiary companies (assemblers and system suppliers) establish with their suppliers (national firms or multinational subsidiaries), and also their contribution to the development of the innovative capabilities of these suppliers. The thesis also seeks to understand whether and how the learning links with institutions - such as universities and research institutes - have contributed to the acquisition of innovation competencies by autopart suppliers. The research methodology was primarily based on case studies, which focused the detailed development of the most significant innovation events in each firm - specific technological innovations which impacted the companies in a larger scale - which have been leaded by Brazilian subsidiaries of local assemblers or of local autopart suppliers. For each innovation event, there was an attempt to identify the involvement of the several actors in the innovation chain, as well as an attempt to identify the quality and the intensity of this involvement and its impact on learning. Thus, the focus on innovation events allowed the identification of the level of technological capability reached by the companies studied. The sample comprised 6 subsidiaries of systems and autopart multinationals and 8 national autopart suppliers. The main findings suggest that improving and intensifying the R&D activities of automotive multinationals in Brazil generates demand for technological activities among local suppliers, besides contributing for their progress in terms of the acquisition of technological capability. The development of innovation capabilities by suppliers is basically related to their involvement in product co-design. Only in the cases in which the subsidiaries are actually engaged in activities of technological research, this leads to Brazilian partners being involved in the creation of new technologies. On the other hand, another finding was that improving the technological capabilities of local suppliers plays an important role in the decisions about R&D investments in Brazilian Subsidiaries of multinational companies. / Doutorado / Doutor em Política Científica e Tecnológica

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:13:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RossiNeto_Eneas_M.pdf: 13972971 bytes, checksum: 1c7b89f4fdc28248118cde9b4b90db25 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho procurou-se estudar e desenvolver um processo inédito de usinagem para ser implementado na manufatura dos cilindros automotivos, componentes muito importantes utilizados nos motores de automóveis que possuem bloco de alumínio. São poucos e conhecidos os fabricantes do segmento automotivo que fabricam este produto, sendo que, até então, todos utilizavam operação de mandrilamento para usinagem do diâmetro interno da camisa. Entre outras vantagens, este trabalho propõe aumentar a produtividade de maneira significativa, atendendo todas as especificações técnicas do produto. A operação de mandrilamento foi substituída por torneamento interno, utilizando um centro de torneamento com sistema de carga e descarga integrado, ferramentas de corte e dispositivos de fixação especiais e estratégias de usinagem diferenciadas. As camisas para cilindro são fabricadas de ferro fundido cinzento centrifugado, um material extremamente abrasivo que requer cuidados na sua manufatura. Após o desenvolvimento completo do processo e prévios ensaios de usinagem para definição das premissas, utilizou-se uma metodologia objetiva para otimização do processo proposto, realizada no ambiente fabril, considerando todas as variáveis encontradas nas condições reais de produção. Os resultados obtidos mostraram que os insertos de metal duro com cobertura apresentaram um melhor desempenho que os insertos de cerâmica à base de nitreto de silício e de óxido de alumínio na aplicação em estudo, sendo constatado também as melhores condições de corte para o torneamento interno de cilindros automotivos de ferro fundido cinzento centrifugado / Abstract: This investigation describes and shows an unprecedented machining process to be used for manufacturing cylinder liners, which are very important parts used in aluminum engine blocks for automobiles. There are few known companies that manufacture this kind of component, and until now, all of them use a boring process to machine the internal diameter of the cylinder liner. Among other advantages, this investigation intends to increase significantly productivity, while respecting all technical specifications of the product. The boring process was replaced by internal turning, which uses a turning center with load/unload system, special cutting tools and clamp devices, as well as audacious machining strategies. The cylinder liners are made from centrifuged gray cast iron, an extreme abrasive material that needs special care during its machining process. After the complete development of the process and tryouts to define the preliminary data, it has been used an objective methodology to optimize the proposed process, developed on the shop floor, considering all the variables found in real production conditions. The investigation results shown the carbide inserts had better performance than the silicon nitride and aluminum oxide ceramic inserts in this studied application, evidencing the best cutting conditions to internal turning for cylinder liners made of centrifuged gray cast iron / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Antônio Batocchio / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2018-08-21T02:21:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rabelo_MarceloMaciel_M.pdf: 1566499 bytes, checksum: d76d98f5a72183bd42b5d44157da3aeb (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A competitividade mundial está cada vez mais acirrada entre as empresas e a busca de diferenciais para os clientes passa diretamente pelos custos de seus produtos. Países com alta tecnologia de produção e também com elevados custos de produção interna estão optando por obter fontes de fornecimento em regiões onde os custos de produção são baixos e, conseqüentemente, reduzindo muito os custos do produto final sendo assim capazes de aumentar a atratividade para seus produtos. Devido à busca constante pela para redução de custos dos produtos finais, em especial, as empresas sistemistas estão atuando de forma a desenvolver novas fontes de fornecimento na região asiática que oferece preços altamente competitivos. O estudo mostra as relações e os impactos gerados pelo processo de Global Sourcing, as incertezas deste processo na cadeia de suprimentos e seus possíveis impactos na manufatura dos clientes destes componentes. Atualmente as empresas e seus administradores não possuem todos os recursos e conhecimentos necessários para a avaliação e tomada de decisão correta considerando as vantagens e desvantagens entre manter-se com a fonte atual e uma nova, originária da Ásia. Diante deste problema, este trabalho colaborará com os administradores a ter uma visão sobre quais são algumas das principais variáveis existentes neste processo. Como não há uma regra geral, o grande problema para os administradores é escolher a estratégia correta e, quantificar e qualificar seus benefícios podem ser de grande ajuda. O resultado deste trabalho será uma matriz de decisão que considera os três pilares usualmente considerados na escolha de uma fonte com relação à cadeia de fornecimento: compras, logística e qualidade. O objetivo deste trabalho é definir um método para combinar os três pilares usualmente considerados na escolha de uma fonte de fornecimento para indústria de autopeças, são eles: compras, logística e qualidade com o método AHP (Analytic Hierarchy Process) que auxiliará os gestores deste processo na tomada de decisão / Abstract: The global competition is increasingly fierce among companies and the search for differentials passes directly to customers the costs of their products. Countries with high technology production and also have high costs of domestic production are opting for more sources of supply in regions where production costs are low and, consequently, greatly reducing the cost of the final product is thus able to increase their attractiveness to products. Due to the constant search for cost reduction of final products, in particular, the systems are operating companies in order to develop new sources of supply in the Asian region offering highly competitive prices. The study shows the relationships and impacts generated by the process of Global Sourcing, the uncertainties of this process in the supply chain and its possible impacts on customers' manufacturing these components. Now the companies and their managers do not have all the resources and knowledge needed to evaluate and correct decision making considering the advantages and disadvantages of keeping up with the current source and a new, native to Asia. Faced with this problem, this paper will work with managers to gain insight into what are some of the main variables in this process. Since there is a general rule, the big problem for managers is to choose the right strategy, and quantify and qualify its benefits can be of great help. The result of this work is a decision matrix that considers the three pillars usually considered in choosing a source with respect to the supply chain: purchasing, logistics and quality. The objective of this work is to define a method for combining the three pillars usually considered when choosing a supply source for auto parts industry, they are, purchasing, logistics and quality with the AHP method (Analytic Hierarchy Process) to assist managers in this process of decision making / Mestrado / Manufatura / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Miton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T12:23:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kasper_FabioRobertoSulzbacher_M.pdf: 4085192 bytes, checksum: 2cf3144aebecff7376c131b0335500eb (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A performance dos motores à combustão interna e suas emissões são governadas por processos fluido dinâmicos não-estacionários. Um bom entendimento destes processos é fundamental para melhorar as características de um motor, e as técnicas da Fluidodinâmica Computacional (CFD) são capazes de reproduzir informações detalhadas a respeito deste escoamento. Entretanto, simulações numéricas de motores ocorrem raramente, e um dos principais empecilhos destas simulações é justamente a dificuldade de abordar este problema, pois se esbarra com a complexidade geométrica do movimento do pistão e das válvulas, além das diversas interações fenomenológicas nos termofluidos presentes no cilindro. O objeto de estudo deste trabalho é a câmara de combustão de um motor FIAT Palio 1.0, com duas válvulas por cilindro e quatro estágios. O pacote computacional utilizado é o CFX-TASCflowTM, um código que se baseia no método dos volumes finitos, porém com abordagem em elementos finitos. Idealiza-se uma câmara de combustão bidimensional, e sua geometria é composta de um cilindro e duas válvulas, as quais, através de sub-rotinas personalizadas, movimentam-se em função do tempo. Para a turbulência, utiliza-se o modelo k-é padrão. Objetiva-se neste trabalho estudar a combustão de diferentes combustíveis nesta câmara de combustão. Os combustíveis avaliados são o metano e o heptano, em que dois mecanismos de reação, um de simples e outro de dupla etapa, são avaliados para o metano, e um mecanismo com quatro etapas de reação é avaliado para o heptano, perfazendo assim três estudos de caso. Apresentam-se resultados qualitativos da fluido dinâmica do motor trabalhando a frio, isto é, sem reação, em que gráficos vetoriais e iso-superfícies de temperatura e pressão são exibidos ao longo dos vários estágios do motor, além de resultados quantitativos, referentes aos três estudos de caso, na forma de gráficos de temperatura, pressão e concentração medidos na base do pistão. Os principais resultados demonstram que a metodologia empregada, baseada nas técnicas de CFD, mostra-se apta a reproduzir o comportamento fenomenológico desta câmara de combustão. E verifica-se ainda, poucas diferenças entre os mecanismos de reação e os combustíveis avaliados a partir do modelo de combustão utilizado neste trabalho / Abstract: Internal combustion engine performance and exhaust emissions are governed by unsteady fluid dynamic processes. A clear understanding of these processes is fundamental to improving engine characteristics. Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques are able to produce detailed information throughout the flow. However, numerical simulations of internal combustion engines occur rarely and one of its main issues is the difficulty to approach this problem. There is a complex geometric issue about the piston and valves movement and there are several interactions between the fluids within the combustion chamber. The target case of this work is the four-stroke combustion chamber of a FIAT Palio 1.0 containing two valves for each cylinder. The computational code used is CFX- TASCflowTM which is a finite volume code based on a finite element approach. A two-dimensional combustion chamber has been built and its geometry is composed by a cylinder and two valves which, through customized subroutines, there is motion in function of time. The standard form of k - E: is used as the turbulence model. The objective of this work is to study several fuel combustion in this chamber. The chosen fuels are methane and heptane, where two reaction mechanisms, one single-step and another two-steps, are evaluated for methane, and a four-step overall mechanism is evaluated for the heptane, i.e. three study cases. First is presented the qualitative results of the engine fluid dynamics having no reaction, where vector plots and temperature and pressure isosurfaces are shown over the engine strokes. The quantitative results referring the three study cases are presented through temperature, pressure and concentration plots measured in the piston base. The main results demonstrate that the methodology used, based on the CFD techniques, reveals the aplicability of its modeling and the combustion chamber behavior. Also is verified few differences between the reaction mechanisms and the fuels evaluated from the combustion model used in this work / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Milton Dias Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:12:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simionatto_ViniciusGabrielSegala_D.pdf: 8460823 bytes, checksum: 3f1c69b6dfe1b24e67844c22ad4d181d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Absorvedores de Vibração Pendulares Centrífugos (ou CPVAs) são uma tecnologia criada em 1911, que trouxe excelentes resultados na redução de vibração torcional de muitos sistemas. Porém, sua aplicação em trens de potência automotivos para redução de vibração no virabrequim tornou-se inviável ao final da década de 1940 pela existência de dampers viscosos à base de silicone, uma solução mais barata e com performance similar em certas aplicações. Contudo, a vibração torcional transmitida a transmissões manuais ou automatizadas, em certas velocidades críticas, pode gerar ruído em níveis inaceitáveis, e as soluções atuais para a atenuação deste tipo de vibração, em algumas aplicações, são ou pouco efetivas, como o atrito em discos de embreagem, ou muito custosas, como volantes de dupla massa. Por isso, neste trabalho busca-se a aplicação de absorvedores de vibração pendulares em um disco de embreagem de um trem de potência automotivo equipado com uma transmissão automatizada para a redução de vibração torcional na transmissão, reduzindo possivelmente o ruído de rattle. Para este fim, primeiramente testes são realizados no veículo em estudo para o levantamento de dados torcionais do trem de potência, e em seguida, um modelo linear torcional é proposto, para que a dinâmica torcional do trem de potência seja representada. Em seguida, uma análise extensiva dos principais tipos de CPVA é realizada. São realizadas análises lineares e não lineares em modelos com parâmetros adimensionais de um e dois rotores com pêndulos centrífugos, e nas análises não lineares, o Método de Múltiplas Escalas é utilizado; um método mais robusto e preciso do que o método que vem sendo utilizado nos principais trabalhos nesta área. Além disso, as análises são feitas considerando-se que os pêndulos possuem trajetória genérica, e ênfase é dada às trajetórias clássicas: circular, cicloide e epiciclóide. Com base nestas análises, duas metodologias de projeto de pêndulos centrífugos são propostas. Além disso, um protótipo de disco de embreagem com pêndulo é proposto. Então, baseando-se nas limitações do projeto, simulações são feitas utilizando o modelo proposto para o trem de potência e o modelo não linear do pêndulo. As primeiras simulações são feitas obedecendo as limitações do projeto, que propiciam um pequeno raio de instalação do pêndulo e permitem que ele possua massa muito menor do que o valor ideal. Estas simulações mostram que, neste caso o pêndulo se torna instável e ineficaz. Nas simulações seguintes, as limitações de projeto são desprezadas e ambos os projetos de pêndulo são testados. Com maior inércia, o absorvedor pendular é capaz de reduzir substancialmente a vibração torcional na transmissão sem que seja necessário introduzir atrito no disco de embreagem. Contudo, pêndulos com maior inércia podem comprometer a vida útil dos sincronizadores da transmissão, e por isso estudos devem ser realizados para verificar este efeito colateral / Abstract: Centrifugal Pendulum Vibration Absorbers (or CPVAs) are a technology which dates back to 1911, and which has brought excellent results on the reduction of torsional vibrations in many systems. Its application in automotive powertrains for the reduction of vibration on the crankshaft became impracticable by the second half of the 1940s due to the existence of silicone based viscous dampers, a cheaper solution that had similar performance in many applications. However, torsional vibration transmitted to manual or semi-automatic gearboxes may cause unacceptable noise in some critical speeds, and the current solutions for the mitigation of this kind of vibration are, in some cases, either not effective, as torsional friction in clutch disks, or too expensive, as dual mass flywheels. For this reason, in this work, the use of centrifugal pendulum vibration absorbers on a clutch disk of a vehicle powertrain equipped with a semi-automatic gearbox is studied, aiming at reducing torsional vibration at the gearbox, leading to possible reduction of rattle noise. For this means, firstly tests are performed on the vehicle under investigation in order to obtain torsional data from its powertrain, and a linear torsional model of it is proposed next, so that the torsional dynamics of the powertrain can be represented. Then, an extensive analysis of the main types of CPVA are performed. Linear and nonlinear analyses are made in models with dimensionless parameters composed by one of two rotors and centrifugal pendulums. For the nonlinear analyses, the Method of Multiple Scales is used; a more robust and precise method than the one which has been used on the main literature in this area. Besides, the analyses are performed considering general-path pendulums and emphasis is given to the classical paths: circular, cycloid and epicycloid. Based on these analyses, two design techniques for CPVAs are proposed. Furthermore, a prototype of a clutch disk with pendulum absorbers is proposed. Then, based on project limitations, simulations are performed using the powertrain model and the nonlinear model of the CPVA. The first simulations are performed taking into consideration the project limitations, which allow a small radius for pinning the pendulum and also for a small mass of the pendulum bob, much lower than the ideal value. These simulations show that, in this case, the pendulum becomes unstable and ineffective. On the forthcoming simulations, project limitations are neglected and both pendulum design techniques are tested. With higher inertia, the pendulum absorbers are capable of providing a substantial reduction on the amplitude of vibration of the gearbox without the need for adding torsional friction to the clutch disk. However, pendulum bobs with high inertia may harm the service life of the gearbox¿s synchronizers, and further studies must be performed to evaluate this side effect / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Milton Dias Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:04:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miyasato_HugoHeidy_D.pdf: 11029202 bytes, checksum: 6dc0ca80ebb19f846ccecdc9fe6870e3 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O trem de potência é um sistema complexo, uma vez que envolve a interação entre componentes tais como o motor, a embreagem, a transmissão e as rodas. Diversos fenômenos de ruído, vibração e sua severidade (NVH) podem surgir durante o seu funcionamento (judder, clonk, shuffle, rattle, etc.). O squeal de embreagens é um fenômeno relativamente novo desse sistema e ele surge como um ruído de tom único, especialmente em situações de partida na fase de modulação da embreagem. Componentes tais como as molas cushion, membrana e de retrocesso foram modeladas a fim de permitir a criação de diferentes projetos e combinações em termos de posição e propriedades físicas. Um mecanismo de estabilização para a placa de pressão foi testado numericamente para servir como uma alternativa para o sistema quando não existem possibilidades de modificações nos seus parâmetros. Discos de embreagens reais contêm imperfeições devido à utilização, tolerâncias da manufatura, etc. Para levar esses fatos em consideração, um elemento rotativo de rigidez/amortecimento viscoso com atrito foi criado para representar as molas cushion e suportar distribuições arbitrárias ao longo do perímetro do disco, permitindo que cada elemento tenha suas próprias características. A suposição de amortecimento viscoso introduziu termos relacionados à velocidade de rotação do disco de embreagem na matriz de rigidez. Simulações com pequenos erros de posicionamento nas molas cushion geraram acoplamento entre a vibração axial da placa de pressão e seus deslocamentos angulares. A mola membrana foi modelada como uma alavanca, permitindo a introdução de medições. Isso foi importante para identificar regiões de rigidez negativa e positiva, explicando sua interação com uma curva de cushion real. As molas de retrocesso foram modeladas, resultando numa representação matricial na qual foi possível gerar termos de rigidez positiva fora da diagonal principal. Finalmente, o mecanismo de estabilização para o sistema consistiu de outro disco conectado à placa de pressão. Quando as propriedades do dispositivo foram ajustadas apropriadamente, ele foi efetivo em uma situação de veering. Nessa condição, as coordenadas de ambos os discos foram combinadas nas formas modais, causando movimentos de wobbling fora de fase que resultaram em dissipação de energia nos elementos de conexão / Abstract: The powertrain is a complex system, once that it involves the interaction between components such as the engine, the clutch, the transmission and the wheels. Several noise, vibration and harshness (NVH) phenomena may appear during its operation (judder, clonk, shuffle, rattle, etc.). Clutch squeal is a relatively new phenomenon of this system and it appears as a single tone noise, especially on a drive-off condition on the modulation phase of the clutch. Components such as the cushion, diaphragm and leaf springs were modelled to allow the creation of different designs and combinations in terms of position or physical properties. A stabilization device for the pressure plate was numerically tested to serve as an alternative to the system when there are no practical possibilities of modifications on its parameters. Real clutch discs contain imperfections due to usage, manufacturing tolerances, etc. To take these facts into consideration, a rotating stiffness/viscous damper element with friction was created to represent the cushion springs and support arbitrary distributions along the perimeter of the disc, allowing each element to have its own characteristics. The assumption of viscous damping introduced terms related to the clutch disc rotating speed on the stiffness matrix. Simulations with small position errors on the cushion spring generated coupling between the pressure plate axial vibration and its angular displacements. The diaphragm spring was modelled as a lever, allowing the introduction of measurements. It was important to identify regions of negative and positive stiffness, explaining its interaction with a real cushion curve. The leaf springs were modelled, which resulted on a matrix representation where it was possible to generate positive stiffness terms out of its main diagonal. Finally, the stabilization device for the system consisted of another disc connected to the pressure plate. When the device properties were properly adjusted, it was affective in a situation of veering. In this condition, the coordinates of both discs were combined on the mode shapes, causing out of phase wobbling motions, that resulted on energy dissipation on the connection elements / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica