Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 7182461 bytes, checksum: a98f0cc042311821ced96a1784670e80 (MD5) Previous issue date: 2012-09-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The high costs involved in water distribution systems, particularly with regard to the design and operation thereof, reflect the importance of studying ways to minimize the loss of water and electricity, in order to increase the efficiency of these systems. In an attempt to minimize and avoid such loss, This study commit to investigate and propose a model optimized sizing of networks, with emphasis on hydraulic efficiency, energy and economic. The main objective is to minimize system costs, understood by the network pipe costs, the energy of pumping main (main system of impulsion) and the energy of pumping secondary, represented by boosters. The proposed methodology for the sizing considers the energy costs of multiple pumping, plus the cost of implantation of the pipes. Using this methodology it is possible to achieve a design with lower pressures and longer appropriate, with consequent reduction in energy and water losses throughout the system. To achieve the proposed objectives, the methodology used in this study comprehend an iterative algorithm and dynamic of optimization. The said algorithm originated the program Toolkit of Sizing Optimized (TDO), that have been implemented using the EPANET Programmer's Toolkit. To validate the theory, case studies were conducted with three water distribution networks: network Grande Setor Expanded , network R9 Adapted and network Hanoi The results obtained, using the TDO, demonstrate that the sizing most suitable for operation of the networks studied were obtained using sectorization, through the inclusion of secondary pumping. / Os altos custos envolvidos nos sistemas de distribuição de água, particularmente no que diz respeito aos projetos e operação dos mesmos, refletem a importância de se estudar meios de minimizar os desperdícios de água e energia elétrica, a fim de elevar a eficiência desses sistemas. Na tentativa de minimizar e evitar tais desperdícios, este trabalho empenha-se em investigar e propor um modelo de dimensionamento otimizado de redes, com ênfase na eficiência hidráulica, energética e econômica. O principal objetivo é minimizar os custos do sistema, compreendido pelos custos das tubulações da rede, da energia do bombeamento principal (sistema principal de impulsão) e da energia dos bombeamentos secundários, representados por boosters. A metodologia proposta para o dimensionamento considera os custos energéticos dos múltiplos bombeamentos, além do custo de implantação das tubulações. Com o emprego desta metodologia pode-se alcançar um dimensionamento com pressões menores e mais adequadas, com a consequente diminuição das perdas de água e energia em todo o sistema. A fim de alcançar os objetivos propostos, a metodologia empregada neste trabalho compreende um algoritmo iterativo e dinâmico de otimização. O referido algoritmo deu origem ao programa Toolkit de Dimensionamento Otimizado (TDO), tendo sido implementado utilizando o toolkit de programação do simulador hidráulico EPANET 2.0. Para validar o trabalho, realizaram-se alguns estudos de casos com três redes de distribuição de água: rede Grande Setor Expandida, rede R9 Adaptada e rede Hanoi. Os resultados alcançados, pelo TDO, demonstram que os dimensionamentos mais adequados para operação das redes estudadas foram obtidos com a setorização, por meio da inclusão dos bombeamentos secundários.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1839351 bytes, checksum: 34e86046fc8cf8f52125675d2e7267f6 (MD5) Previous issue date: 2009-03-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Melt spinnng processing is one of the most common processes to obtaining quasicrystaline structures. This is because of the fast cooling rate it imposes on the system, favoring such type of structure. This work deals with the production of quasycristaline phases (Al60Cu27,5Fe12,5 e Al57Cu27,5Fe12,5B3) via melt-spinning. The alloys were initially cast via induction melting under atmospheric air, with the designed chemical composition of the quasicrystals. Hence, the ribbons were produce by melt-spinning were characterized by means of x-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results indicate that the icosahedral ψ - Al65Cu20Fe15 phase formed in both types of starting compositions. It seams that the boron contributes to stabilize the icosahedral phase. / O processo melt-spinning por imprimir altas taxas de resfriamento, é um dos principais meios para a obtenção de ligas com estrutura quasicristalinas, sendo o primeiro método utilizado para produzir materiais quasicristalinos. Neste trabalho utilizou-se este processo para a elaboração das ligas quasicristalinas Al(60-x)Cu25Fe15Bx, Al(60-x)Cu27,5Fe12,5Bx e Al(65-x)Cu20Fe15Bx (x=0 e x=3%at de boro). As ligas foram previamente fabricadas, por fusão, em atmosfera de argônio, em forno à indução, para em seguida serem submetidas ao processo melt-spinning , onde se obteve o material na forma de fita. As amostras foram caracterizadas por difração de raios-x e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram a formação da fase icosaedral ψ - Al65Cu20Fe15 nas composições estudadas e uma provável contribuição do boro na produção dessa fase icosaedral

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2106593 bytes, checksum: ab15bacf25992ba8bafb4cdeb1c81ec6 (MD5) Previous issue date: 2012-09-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Activated carbon, AC, is a pure state carbon with large porosity, which adsorbs molecules or ions from a fluid medium. In general, it is obtained from the controlled burning of agricultural or industrial by-products. When produced in conventional furnaces, the operating temperatures may rise up to 900°C, resulting in yields inferior to 20 %. The low yield is a consequence of the precursor's large thermal degradation caused by the heat wave front which moves slowly from the surface to its core. Therefore, there is a significant formation of meso and macropores, which lead to a final value of density, ρ, below of 0.5 g.cm-3. On the other hand, thermal degradation caused by microwaves is less aggressive. The heating process occurs from the core of the precursor to its exterior. As a consequence the activated carbons are denser, have a more selective microporosity, and are more suitable to gas storage. This paper reports the preparation and the results of the qualitative analysis of physically and chemically activated carbons, from coconut shell, using an adapted microwave oven. This adapted microwave allows the settling down of temperature programs' ramp and heating rates. The BET surface area of activated carbons prepared in the microwave oven surpassed 1200 m2.g-1, the apparent density situated at around 0.5 g.cm-3, and the yields remained above 40 %. Comparisons between the electricity consumption of the electrical conventional kiln and of the micro-wave oven in producing a certain quantity of an activated carbon with a BET surface area over 800 m2/g, showed that the use of the microwave oven had allowed, each time, a reduction of about 3,2 kW.h, which represents an average of electricity saving of 85.5 %. / Carvão ativado, CA, é uma forma de carbono puro de grande porosidade, que adsorve moléculas ou íons de um meio fluido. É obtido a partir da queima controlada de precursores, geralmente, subprodutos de baixo custo, oriundos da agricultura, ou da indústria. Quando produzido em fornos convencionais, as temperaturas de trabalho podem ser superiores a 900 °C, reduzindo a menos de 20 % a massa de carvão produzida com relação à do precursor (rendimento). Isto se dá em virtude da grande degradação ocasionada pela frente de calor destes fornos, que lentamente se desloca da superfície ao núcleo da massa do precursor. Em consequência, via de regra, a massa específica final, ρ, registra valores abaixo de 0,5 g.cm-3. No caso das micro-ondas a degradação térmica da matéria se dá, de forma menos agressiva, do interior do precursor para o exterior, proporcionando carvões ativados mais densos, com microporosidade mais seletiva, e, logo, mais adequada ao armazenamento de gás. O presente trabalho relata a obtenção de carvões ativados, por via física e química, a partir do endocarpo do coco da baía, em um forno micro-ondas adaptado, onde é possível se programar rampas de temperaturas e razões de aquecimento. Avalia-se o consumo de energia elétrica do forno micro-ondas adaptado em relação ao do forno elétrico convencional. A área superficial de BET dos carvões química e fisicamente preparados foi superior a 1200 m2.g-1, a massa específica manteve-se próximo a 0,5 g.cm-3, e os rendimentos ficaram acima de 40 %. Ao se comparar o consumo de energia elétrica para produzir, tanto no forno convencional como no micro-ondas, uma determinada quantidade de carvão ativado, com área de BET superior a 800 m2/g, verificou-se que a redução gerada pelo micro-ondas foi de aproximadamente 3,2 kW.h, representando um percentual de economia de energia de 85,5 %.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 4777169 bytes, checksum: 71196705eb82b84523fd48e17cf15f5b (MD5) Previous issue date: 2013-10-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The composites metal matrix exhibit properties that are of great interest to the mechanical and aerospace industry, especially when it incorporates low weight with high strength. Currently, the composites ductile matrix reinforced with nanoparticles of amorphous and quasicrystalline alloys have been studied intensively. One reason is that quasicrystals exhibit aperiodic crystal structures, a fact that gives these materials unique properties such as low friction coefficient, high hardness, among others. In these work, the effect of extrusion variables in the production of aluminum composite reinforced with 0%, 3%, 6% and 20% quasicristal Al59,2Cu25,5Fe12,3B3 alloy has been studied. The composites were obtained by mechanical alloying with balls mass ratio 10:1, with rotation of 200rpm, in the period of 3h. The powder mixtures were conformed by hot compaction and extrusion. The analysis carried out by scanning electron microscopy (SEM) showed good distribution of quasicrystalline particles in the aluminum matrix, but was not detected the presence of formation of quasicristal interface with the matrix. It was observed that there was in increases in hardness of the composite increases with the fraction of reinforcement in the matrix, and also with increasing temperature and the rate of extrusion.The maximum resistance to traction was 196MPa, reached with 6% composite reinforcement. It was also found that the tensile strength increases with increasing temperature and mainly by increasing the rate of extrusion. It was found that for the pure aluminum the maximum resistance occurs for the extruded at 450°C. Thus it can be concluded that increasing extrusion temperature of 400°C to 500°C accompanied the increase in extrusion ratio from 2:1 to 3:1 provides improvements in the mechanical properties of the aluminum-quasicristal composite obtained by mechanical alloying and conformal by compaction and extrusion. / Os materiais compósitos, com matriz metálica, apresentam propriedades que são de grande interesse para a indústria mecânica e aeroespacial, principalmente, quando se incorpora o baixo peso com alta resistência mecânica. Atualmente, os compósitos com matriz dúctil reforçada com nanopartículas de ligas amorfas e quasicristalinas têm sido estudados intensivamente. Um dos motivos é que os quasicristais apresentam estruturas cristalinas aperiódicas, fato que confere a esses materiais propriedades única como o baixo coeficiente de atrito, elevada dureza, entre outras. Neste trabalho estudou-se o efeito de algumas variáveis de extrusão no processamento de compósito de alumínio com reforço volumétricas de 0%, 3%, 6% e 20% de quasicristal da liga Al59,2Cu25,5Fe12,3B3. Os compósitos foram obtidos por moagem de alta energia com razão massa bolas de 10:1, com rotação de 200rpm, no período de 3h. Os pós das misturas foram conformados por compactação e extrusão a quente. As análises realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) apresentaram boa distribuição das partículas quasicristalinas na matriz de alumínio, porém não foi verificada a presença da formação de interface do quasicristal com a matriz. Observou-se que houve aumento da dureza do compósito com o aumento da fração de reforço na matriz e, também, com o aumento da temperatura e da razão de extrusão. A resistência máxima a tração foi de 196MPa, atingida com compósito de 6% de reforço. Identificou-se também que resistência a tração eleva-se com o aumento da temperatura e principalmente com o aumento da razão de extrusão. Verificou-se que, para o alumínio puro a resistência máxima ocorre para os extrudados a 450ºC. Com isso pode-se concluir que o aumento da temperatura de extrusão de 400ºC até 500ºC acompanhada do aumento da razão de extrusão de 2:1 para 3:1 proporciona melhorias nas propriedades mecânicas dos compósitos alumínio-quasicristal obtidos via moagem de alta energia e conformado por compactação e extrusão a quente.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1731249 bytes, checksum: b526d4df9a40f0fe59df8d314c9314af (MD5) Previous issue date: 2009-10-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this thesis was to model and control in real time a planar manipulator robot with two degrees of freedom (2-DOF), comprising a rotational and a prismatic link. The rotational link is an aluminum U-channel activated by a motor-reducer DC. The prismatic link comprises a double-acting pneumatic cylinder and a pass-through rod fixed inside the U-channel and activated by a 5-way electropneumatic proportional valve with three positions. A 10 turn potentiometer senses the angular position of the rotational link, and a potentiometric ruler senses its linear position of the prismatic link. The mathematical model that represents the manipulator robot, whose parameters are estimated in real time by the recursive least squares (RLS) method, is obtained as a function of the inputs fed into the manipulator and its measured outputs, considering the coupling between the links, based on a structure predefined for this purpose. After modeling the system, self-adjustable adaptive controls of generalized minimum variance (GMV) are designed and implemented, which control the position of the manipulator robot according to trajectories specified for the two links. Lastly, the estimated and experimental responses of the system are presented and compared, considering its links operating in uncoupled and coupled mode under the action of the designed controls. / A presente tese tem como objetivo o modelamento e controle em tempo real de um robô manipulador de dois graus de liberdade planar, constituído de um elo rotacional e outro prismático. O elo rotacional é um perfil U em alumínio e tem como atuador um motor-redutor de corrente contínua. O elo prismático é composto por um cilindro pneumático de dupla ação e haste passante, fixado no interior do perfil U e tem como atuador uma válvula eletropneumática proporcional de cinco vias e três posições. O sensoriamento de posição angular do elo rotacional é realizado por meio de um potenciômetro de dez voltas, e o de posição linear do elo prismático é realizado através de uma régua potenciométrica. É obtido o modelo matemático representativo do robô manipulador cujos parâmetros são estimados em tempo real pelo método dos mínimos quadrados recursivo (MQR), em função de entradas impostas ao manipulador e das saídas obtidas considerando o acoplamento entre os elos, a partir de uma estrutura pré-definida para este fim. De posse do modelo do sistema, controladores adaptativos de variância mínima generalizado (GMV) auto-ajustáveis são projetados e implementados visando o controle de posição do robô manipulador, conforme trajetórias especificadas para ambos os elos. Resultados de simulações e experimentais dos modelos estimados e respostas do sistema, considerando seus elos operando de forma desacoplada e acoplada sob a ação dos controladores, são apresentados e comparados.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1244500 bytes, checksum: 9e31d0b3f9a62bc311b6d1d5422ceaf4 (MD5) Previous issue date: 2009-10-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The survival chances of premature newborns increases when the air temperature and relative humidity of the incubator environment are under control. Newborn incubator is an electromedical equipment used for life maintenance of premature newborns. It provides a thermo-neutral environment, achieved by keeping the air temperature and relative humidity within a suitable range. This allows the baby to maintain the normal body temperature without excessive metabolic losses and contributes to a faster development and a smaller incidence of diseases. In this thesis, a measurement system capable to assess newborn incubators by measuring the internal and external environment parameters was designed and development. Also, it was developed a system to control the relative humidity of the incubator environment. In additional, a data acquisition software was developed to manager measured parameters inside the newborn incubator such as: air temperature, relative humidity, sound level and air flow velocity. Thus, it is possible to check if an incubator, under analysis, meets the requirements established by the NBR IEC 601-2-19 standard. Experimental tests were carried out in a time period of 96 hours and the measured data were collected at each 2 minutes. The results showed that all newborn incubators, which were assessed by the developed system, do not provide adequate environment for premature newborns as these incubators do not meet the NBR IEC 601-2-19 standard requirements. / As chances de sobrevivência dos recém-nascidos prematuros aumentam quando eles são colocados em um ambiente em que são controladas a temperatura e a umidade relativa do ar. A incubadora neonatal é um equipamento médico assistencial que serve para manter a vida de bebês prematuros onde estes encontram condições semelhantes às existentes no útero materno. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de aquisição de dados de temperatura e umidade, baseado em microcontrolador, para verificar as condições do ambiente proporcionado ao recém-nascido pela incubadora neonatal de acordo com a norma NBR IEC 601-2-19 e, um sistema de controle de umidade, baseado em microcontrolador, utilizando um motor de passo, com a finalidade de manter a umidade no interior da incubadora dentro de uma faixa pré-estabelecida. Isto tem por finalidade melhorar a qualidade de vida de recém-nascidos prematuros. Um software foi desenvolvido com a finalidade de unificar os dados coletados pelos sistemas de aquisição. A incubadora analisada é dotada de sistema de umidificação passivo. Realizaram-se medidas dos parâmetros temperatura, umidade, velocidade do fluxo de ar, concentração de oxigênio e nível sonoro no interior da incubadora, com água e sem água no reservatório de umidificação. Foram realizadas, também, medidas desses parâmetros no ambiente da Unidade de Tratamento Intensivo Neonatal. As medidas foram coletadas a cada 2 minutos durante 96 horas. Efetuaram-se testes para controlar a umidade relativa do ar no interior da incubadora. Verificou-se que os parâmetros analisados estão inter-relacionados e que os recém-nascidos prematuros foram expostos a níveis de ruídos intensos. Constatou-se que o sistema desenvolvido manteve a umidade controlada na faixa de 45 a 55 %UR. As incubadoras analisadas não oferecem um ambiente adequado à recuperação do recémnascido com base na norma.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1996084 bytes, checksum: 09744470d202aa00bc1822961cfea571 (MD5) Previous issue date: 2009-10-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estimating corporeal density and fat in human bodies can be realized by using several laboratory methods: directly, indirectly or double indirect. The direct method is the only one which allows estimating the corporeal fat with such a better precision by means of dissecting the cadaver. In order to get this estimative, one of the most precise indirect method is the one of hydrostatic weight, which is considered the reference one in this study. For estimating the corporeal fat the double indirect method has been used by predicting measure models, which have been developed for populations of different ethnic groups. Many times these models have been employed with no criterion, occasioning errors. In this thesis the corporeal density measuring and fat percentage of 199 undergraduate students were estimated, with 62 female students in the age between 18 and 27 and 137 male students in the age between 18 and 35. Measuring skinfold thickness, height and body mass have been done in the group of undergraduate students. Models for estimating the body density were developed and validated. Thirteen of the models were made for the females and eleven of them were developed for the males. It has been conducted a cross validation of the eleven male measuring models which have been developed in this thesis, as well as of six measuring models which have been developed by other authors. A comparison has been made between the body densities measured by using the standard method and the densities which were estimated by the models.Three models used for the females attended the Heyward & Stolarczyk criterion, as well as the morphology one and the practical one. Through validation they presented a correlation coefficient (R) between 0.802 and 0.835, and an estimating standard error (EPE) between 0.0070 g/cm3 and 0.0075 g/cm3. Four measuring models which have been developed in this study for the male sex, within the cross validation procedure, presented strong correlations between 0.774 and 0.805, and EPE between 0.0065 g/cm3 and 0.0070 g/cm3. These values were classified by Lohman as very good. They attended the Heyward & Stolarczyk criteria, the morphology one and the practical one. No one of the six measuring models which have been developed by other authors was recommended for being used in this sample once they did not attend the validation criteria. / A estimativa da densidade e da gordura corporais pode ser realizada por vários métodos laboratoriais, de forma direta, indireta ou duplamente indireta. O método direto é o único que pode estimar a gordura corporal com maior exatidão, utilizando a dissecação cadavérica. Para essa estimativa, um dos métodos indiretos mais precisos é o da pesagem hidrostática, considerado como padrão nesse estudo. Utiliza-se o método duplamente indireto para essa estimativa, por meio de modelos de medição preditivos, desenvolvidos para populações de etnias diferentes, e empregados, muitas vezes sem os devidos critérios, gerando erros. Neste trabalho, estimaram-se as medidas de densidade corporal e do percentual de gordura de 199 universitários, dos quais 62 são do sexo feminino com idade entre 18 e 27 anos e 137 do sexo masculino com idade entre 18 e 35 anos. Realizaram-se medidas de dobras cutâneas, estatura e massa corporal dos universitários. Foram desenvolvidos e validados modelos de medição da densidade corporal, sendo treze para o sexo feminino e onze para o sexo masculino. Realizou-se a validação cruzada dos onze modelos de medição do sexo masculino desenvolvidos nesse estudo bem como de seis modelos de medição desenvolvidos por outros autores, comparando as densidades medidas pelo método padrão com as densidades estimadas pelos modelos. Três modelos, para o sexo feminino, atenderam ao critério de Heyward & Stolarczyk, bem como, ao de morfologia e ao de praticidade e apresentaram, na validação, coeficiente de correlação (R) entre 0,802 e 0,835 e erro padrão de estimativa (EPE) entre 0,0070 g/cm3 e 0,0075 g/cm3. Quatro modelos de medição, desenvolvidos nesse estudo para o sexo masculino, no procedimento de validação cruzada, apresentaram fortes correlações entre 0,774 e 0,805 e EPE entre 0,0065 g/cm3 e 0,0070 g/cm3, classificados segundo Lohman, como muito bom, atenderam aos critérios de Heyward & Stolarczyk, ao de morfologia e ao de praticidade. Nenhum dos seis modelos de medição desenvolvidos por outros autores foram recomendados para serem utilizados nessa amostra, pois não atenderam aos critérios de validação.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 3656231 bytes, checksum: 91c88d760baaa97002fc6dc818b5a4e5 (MD5) Previous issue date: 2013-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This is work study about Conducted, to investigate the influences of hydrogen content of the shielding gas in the behavior of mechanical properties (toughness, hardness, and tensile strength) of steel welded ASTM A36. The test specimens were welded with GMAW and FCAW. That is, we used two mixtures of shielding gas, 75% Ar +25% CO2 in the other containing hydrogen in its composition, 70% Ar +25% CO2 +5% H2. The development experiment was carried out in the completely random with the aid of a procedure known as factorial design (FT), having been used for the variables influencing the type of wire, and gas composition. The replies variables were analyzed tensile strength, toughness and hardness regions of the weld. The results were submitted to analysis variance and 90% confidence interval was utilized. The technique of scanning electron microscopy (SEM) was used to characterize the fracture mode observed in the weld metal and in the thermally affected by the heat. The results showed the hydrogen present in the shielding gas brittled the weld metal, and which were observed bubble formation in the weld metal. / Nesse trabalho foi realizado um estudo para avaliar a influência do teor de hidrogênio do gás de proteção no comportamento das propriedades mecânicas (tenacidade, dureza, resistência a tração) de juntas soldadas do aço ASTM A-36. As juntas foram soldadas com os processos MIG/MAG e Arame tubular. Para isso utilizou-se duas misturas de gás de proteção, 75%Ar+25%CO2 é a outra contendo hidrogênio na sua composição, 70% +25%CO2 +5%H2. O desenvolvimento experimental foi realizado de forma totalmente aleatória, com o auxílio de um procedimento conhecido como planejamento fatorial (PF); foram utilizados como variáveis de influencia o tipo de arame, e a composição do gás. Como variáveis de resposta foram analisadas a resistência a tração, a tenacidade e a dureza das regiões da junta soldada. Os resultados foram submetidos à análise de variância e validado para uma confiança de 90%. A técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi usada para caracterizar os modos de fratura observados no metal de solda e na zona termicamente afetada pelo calor. Os resultados mostraram que o hidrogênio presente no gás de proteção fragilizou o metal de solda (MS), e que houve a formação de bolhas no metal de solda.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5464332 bytes, checksum: dcafbcaa1b24bdde6c4a2a2a2c05e3bc (MD5) Previous issue date: 2009-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Quasicrystals, whose structures present non-crystallographic symmetry, have attracted considerable interest due to their structural, electronic and magnetic properties. Besides, interaction among these properties has also been investigated. In general, quasicrystals are good electric and thermal insulating materials, they are very hard, resistant to friction and to waste, and some are good hydrogen keeper. In the last years, High Energy Milling (HEM), a technique of powder metallurgy developed during the 60's, was established as a viable method of processing in the solid state to the production of several metastable and stable quasicrystalline phases (QC). In this work, milling conditions and thermal treatment to obtaining Al62,2Cu25,5Fe12,3 icosahedral phase were studied. For this reason, the work was divided in two stages: the first was the formation of a sample referential obtained in induction oven and the second stage was High Energy Milling (HEM) process to obtain the quasicrystalline alloy, using as base, the sample reference to definition of this composition. The alloy formation by HEM process of elementary powders with a combination of thermal treatment was investigated through x-ray difratometry and differential thermal analysis (DTA). The specimens were prepared with a milling time variation of 10 h, 20 h, 30 h and 40 h in a Frittsch Pulverisette 5 planetary ball milling and cooking temperatures of 450°C, 600°C, 720°C and 800°C. The formation of Al62,2Cu25,5Fe12,3 quasicrystalline alloy, by MAE, showed quite satisfactory results compared with other existent alloys in the literature. It can be concluded that it is possible to obtain the formation of the quasicrystalline phase with short time of milling low temperature of thermal treatment for Al62,2Cu25,5Fe12,3 alloy obtained by HEM process. / Os quasicristais, cujas estruturas apresentam simetria não cristalográfica, vem atraindo considerável interesse devido as suas propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas, bem como a interação entre elas, vem sendo investigadas. Em geral, os quasicristais são bons isolantes elétricos e térmicos, são muito duros, resistentes à fricção e ao desgaste, e alguns são bons armazenadores de hidrogênio. Nos últimos anos, o processo de Moagem de Alta Energia (MAE), uma técnica da metalurgia do pó desenvolvida nos anos 60, foi estabelecido como um método viável de processamento no estado sólido para a produção de várias fases quasicristalinas (QC) metaestáveis e estáveis. Neste trabalho, buscou-se estudar as condições de moagem e tratamento térmico para a obtenção da fase icosaedral Al62,2Cu25,5Fe12,3. Para isso, o trabalho foi dividido em duas etapas: a primeira foi a formação de um referencial de amostras obtidas em forno de indução e a segunda etapa foi o processo de moagem de alta energia (MAE) para obtenção de uma liga quasicristalina, usando como base as amostras de referência para definição da composição em estudo. A formação da liga por MA de pós elementares com uma combinação de tratamento térmico foi investigada via difratometria de raios-x e análise térmica diferencial (DTA). As amostras foram preparadas variando o tempo de moagem em 10 h, 20 h, 30 h e 40 h em um moinho de bola planetário Frittsch Pulverisette 5 e temperaturas de recozimento 450°C, 600°C, 720°C e 800°C. A formação da liga Al62,2Cu25,5Fe12,3 quasicristalina, por MAE, mostrou resultados bastante satisfatórios comparados com outras ligas existentes na literatura. Pode-se concluir que é possível a formação da fase- quasicristalina com curto tempo de moagem e temperatura de tratamento térmico baixa para liga Al62,2Cu25,5Fe12,3 obtida pelo processo MAE.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2940644 bytes, checksum: 1b1c6c2e9969d935855932e2f2a1e436 (MD5) Previous issue date: 2013-12-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a development and implementation of control adaptive techniques for a planar manipulator robot with two degrees of freedom, formed a rotational and a prismatic link. The rotational link is made up of a branch long U-shaped aluminum activated by a motor-reducer DC, its angular position is sensed by a ten turn potentiometer. The prismatic link is a double-acting pneumatic cylinder with a single rod fixed inside the branch U-shaped being triggered by an electropneumatic proportional valve, where linear position is given by a potentiometric ruler. Using the recursive least squares (RLS) estimator is obtained the mathematic model that represents each robot link so as uncoupled, then is designed and implemented an adaptive controller Proportional Derivative (PD-control) by pole placement to obtain the positions of the robot manipulator links. The experimental results are presented, as well as evaluation of the system response under the action of controllers implemented / Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de técnicas de controle adaptativo para um robô manipulador de dois graus de liberdade planar formado por um elo rotacional e outro prismático. O elo rotacional é composto por um ramo extenso em formato de U em alumínio acionado por um moto-redutor de corrente contínua, cujo sensoriamento da sua posição angular é realizado por um potenciômetro de dez voltas. O elo prismático é um cilindro pneumático de dupla ação com haste simples fixada na parte interna do ramo em U sendo acionado por uma válvula eletropneumática proporcional, onde sua posição linear é dada através de uma régua potenciométrica. Através do estimador dos mínimos quadrados recursivos (MQR) é obtido o modelo matemático representativo para cada elo do robô de forma desacoplada e em seguida é projetado e implementado um controlador adaptativo proporcional derivativo (PD) via alocação de polos para obter o controle de posição dos elos do robô manipulador. Os resultados experimentais são apresentados, assim como a avaliação da resposta do sistema sob a ação dos controladores implementados