Submitted by IGOR RANIÊ SOARES DE ALMEIDA null (igor.almeida@hydrostec.com.br) on 2016-10-06T14:43:05Z No. of bitstreams: 1 ALMEIDA_IRS_ME_GUARA - DISSERTAÇÃO.pdf: 15313376 bytes, checksum: 18d93699ff19c9c948547b05bfbe3cdc (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-10-11T12:50:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 almeida_irs_me_guara.pdf: 15313376 bytes, checksum: 18d93699ff19c9c948547b05bfbe3cdc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-11T12:50:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 almeida_irs_me_guara.pdf: 15313376 bytes, checksum: 18d93699ff19c9c948547b05bfbe3cdc (MD5) Previous issue date: 2016-08-08 / O MCI (Motor de Combustão Interna) é um produto largamente utilizado na indústria, o que o torna um objeto interessante de estudo, o qual requer constante desenvolvimento com implementação de novas tecnologias. Buscando contribuir para o avanço tecnológico na área, foi realizado um estudo do comportamento estrutural de uma de suas principais peças o bloco de cilindros. O mesmo é responsável pela união de todos os outros elementos, devendo ser suficientemente rígido para absorver os esforços oriundos da explosão no interior da câmara e resultantes das forças de oscilação de primeira e segunda ordem originárias das massas dos elementos oscilatórios do motor. Nesta dissertação desejando definir o carregamento principal sobre o bloco do motor, foram realizados diversos estudos, dentre eles: a regulagem da carga onde analisa-se analiticamente as transferências de gases que circulam em um motor, também foi realizada uma análise estequiométrica do combustível, determinando a sua composição e seu poder calorífico, na sequência foram determinados os parâmetros que caracterizam um motor, definidos aqui como cálculos de desempenho, estes foram inter-relacionados em uma planilha de Excel. Posteriormente o carregamento principal do bloco foi definido, realizando estudos de casos, com influência sobre a pressão de trabalho dos cilindros, dividindo-os em fatores de carga. A modelagem do bloco foi realizada no software Autodesk Inventor 2012, as dimensões e posicionamentos das partes foram definidas segundo a realização de cálculos e dimensões de projeto como: cálculos de tração nas roscas do cabeçote e dos mancais do motor; medidas de diâmetro e curso dos pistões; cálculos da velocidade média dos pistões, distâncias das engrenagens de distribuição e relações de cálculo como o raio da manivela sobre o comprimento da biela. Como resultado da modelagem obteve-se um sólido 3D o qual foi analisado no software Ansys Work Bench versão V12, definido o carregamento total sobre o bloco, ao final obteve-se uma análise gráfica dos deslocamentos totais, das tensões equivalentes, cortantes, normais e uma análise de fadiga do bloco do motor e sua capa do mancal, obtendo uma resposta estrutural direta para os cálculos analíticos de desempenho e os estudos de caso. / The ICM (Internal Combustion Engine) is a product widely used in the industry, which makes it an interesting object of study, which requires constant development with implementation of new technologies. Seeking to contribute to the technological advancement in the area, was accomplished a study of the structural behavior of one of its main parts the engine block. It is responsible for the union of all the other elements and must be sufficiently rigid to absorb the efforts originated of the blast within the cylinders and resultants of oscillation forces of first and second order originating from the masses of the oscillation elements from the engine. In this dissertation wishing define the main load on the engine block, were performed several studies, among them: the charge of regulation where it is analyzed analytically the transfers of the gases circulating in an engine, it also performed a stoichiometric fuel analysis, determining the composition and calculating its calorific power, in the sequence was determined several parameters that characterize an engine defined as performance calculations, they were interrelated in an Excel spreadsheet. Posteriorly the main load block was defined, realizing case studies, within influence on the work pressure of the cylinders, dividing them into load factors. The modeling of the block was performed in the Autodesk Inventor 2012 software, the dimensions and positions of the parties of the 3D block model were defined according the according performance calculations and according to project dimensions such as for example: traction calculations in the head screws and engine bearings; measurements of diameter and stroke of the pistons; distances of timing gears and calculation relations as crank radius over the length of the rod. As a result there was obtained an 3D model, which was analyzed in Ansys Workbench V12 software, defined the main loading on the block, at the end was obtained a graphical analysis: of total displacements; of the equivalent stresses; shear stress; normal stress and an fatigue analysis of the engine block and engine bearings cape, getting a direct structural response to the analytical calculations of the performance and of the cases studies.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Esse trabalho à baseado no artigo On the geometry of horospheres [4]. Nosso objetivo à estudar condiÃÃes geomÃtricas que garantam que uma hipersuperfÃcie completa e orientÃvel imersa no espaÃo hiperbÃlico deve ser uma horoesfera. AlÃm disso, apresentamos um resultado que classifica as hipersuperfÃcies imersas no espaÃo hiperbÃlico tais que certas funÃÃes auxiliares da imersÃo correspondente sejam linearmente dependentes. / This work is based on the paper On the geometry of horospheres[4]. Our goal is to study geometric conditions which ensure that a complete and orientable hypersurface immersed in a hyperbolic space must be a horosphere. We also present a result that classifies immersed hypersurfaces in hyperbolic space, such that two natural functions attached to the corresponding immersion are linearly dependent.

O presente trabalho é o início de um estudo da aplicação do método de otimização conhecido como adjunto em escoamentos incompressíveis, viscosos e periódicos, envolvendo um problema de bastante interesse: a análise da aplicação de splitter plates em cilindros de seção circular. Conhecido por sua simplicidade, o splitter plate, que consiste em uma placa plana alinhada ao escoamento e colocada a jusante do corpo, é um dispositivo efetivo na mudança de comportamento da esteira de vórtices de Von Kárman. A partir da revisão bibliográfica foi possível entender a dinâmica do escoamento, proporcionando uma calibração dos modelos numéricos. Complementando esta etapa, foi efetuada uma análise da qualidade das malhas computacionais. Através de uma geração de diversas malhas computacionais, o espaço de soluções foi explorado buscando encontrar o mínimo arrasto para diversos comprimentos de splitter plate e diferentes números de Reynolds (Re). Foi observada a influência da placa na formação da esteira de vórtices, obtendo uma redução dos coeficientes de força do cilindro. Com esses dados, foi possível desenvolver o método de otimização voltado para análise do gradiente de sensibilidade conhecido como método adjunto baseado nas equações de Navier Stokes utilizando o problema descrito como base para validação dos resultados. A abordagem do método adjunto caracteriza-se pela busca dos extremos de funções conhecidas como medidas de mérito. Essas funções podem ser integrais de sustentação e arrasto por exemplo. Na literatura, o método adjunto é apresentado como possuindo duas grandes vantagens: a primeira é a imposição das equações do escoamento como restrições do problema, o que sempre confinará as variações da medida de mérito dentro do universo de soluções realizáveis; já a segunda é conseqüência da primeira, pois as restrições permitem uma simplificação no cálculo do gradiente de sensibilidade, reduzindo o custo computacional. Para o cálculo do gradiente de sensibilidade, o objetivo é otimizar o arrasto do cilindro sob efeito do splitter plate variando os parâmetros de controle (comprimento e posicionamento do splitter plate). A direção de busca e o cálculo do passo da geometria são obtidos a partir da relação entre a solução numérica do escoamento e as variáveis adjuntas calculadas. Nesta dissertação, será apresentada a pesquisa bibliográfica, os resultados do método tentativa e erro, a formulação do método adjunto baseado nas equações de Navier Stokes e um exemplo de sua solução numérica, demonstrando sua existência. / The report is the beginning of a research about the application of the so called adjoint method in the optimization of incompressive, viscous and periodic flows. The study involves a problem of great interest: an analysis of the implementation of splitter plates in the flow around cylinders with circular section. Widely recognized for its simplicity, the splitter plate consists of a flat plate, which is placed in the wake of a cylinder, in the stream wise direction, and it works by changing the way the shear layers interact with one another. Based on a literature survey, it is possible to understand the physics of this class of flows. As a better result, one learns what to expect from the numerical solutions and hence, one can calibrate its parameters. Moreover, we study the best configuration of the computational mesh, thus reducing the computational cost. After the generation of meshes, the universe of solutions was explored to find the minimum drag for various lengths of splitter plate and Reynolds number (Re). The influence of the plate in the interaction of the shear layers was observed in the reduction of drag coefficient. These results form a the basis for comparison, upon one can develop the optimization by the adjoint method. The adjoint method can be used to search the extreme of objective functionals. These functionals can be the lift and drag integrals for example. The theory presents two advantages to the method: first, the imposing the equations that govern the flow as variational constraints one limits the variations to the universe of realizable solutions; second, these constrains simplify the computation of the sensitivity gradient, by reducing its computational cost. To compute the sensitivity gradient, the objective functional can be defined as the average drag coefficient of the circular cylinder with a splitter plate. The control parameters are the length of the plate and the distance between it and the body, which known as gap. The search direction and the variation of geometry can be obtained by the relationship between the solutions to the flow and the adjoint equations. This final report shows the literature survey, the results of trial and error method and the formulation and one result of adjoint equations based on the incompressible NavierStokes equations.

[pt] Este trabalho analisa o efeito das estruturas de suporte do sub-refletor das antenas Cassegrain através da teoria de espalhamento por cilindros. São desenvolvidas expressões das densidades de correntes superficiais sobre cilindros de seção transversal qualquer e obtidas as componentes de campo espalhado. Com esses resultados analisa-se então o efeito que os estais provocam na redução do ganho e no aumento dos lobos secundários. Os resultados finais obtidos são então comparados com outras teorias aproximadas. / [en] This work presents a study on the effect of subreflector support members of Cassegrain antennas using the theory of scattering by cylinders structures. Expressions for the surface current densities on arbitrary cross section cylinders are developed, and the components for the scattered field are obtained. Using these results we analyse the effect of the struts on the gain reduction, and the rise of maximum side-lobe level. The final results aobtained are then compared to other approximate theories.

El proyecto tuvo como objetivo lograr la automatización de la prueba en cilindros telescópicos. Con la automatización se logra: disminuir el tiempo de prueba, tener un estándar de pruebas que verifiquen la integridad de los cilindros, y desarrollar las pruebas con la mínima intervención del usuario. El proceso de prueba se desarrolla tomando como referencia la norma SAE J1334 “Hydraulic Cylinder Integrity Test” y parámetros internos de la empresa proveedora de los cilindros. No obstante, para efectos de la automatización fue necesario establecer variables cuantificables como indicadores de la calidad del cilindro (fugas internas, fugas externas).Para el diseño del concepto preliminar se consideraron bancos que operen tanto de forma asistida o automática y sistemas que puedan ejecutar la secuencia de operaciones definida. Es necesario el desarrollo de un concepto preliminar pues establece las condiciones limitantes para la automatización y la elección de componentes. El desarrollo de esta tesis está organizado del siguiente modo: Análisis contextual, en este capítulo se describe de forma específica el componente que se desea probar y el sistema al que pertenece; adicionalmente se muestran los procesos desarrollados actualmente en taller asociados al sistema de levante. Estado de la tecnología, en este capítulo se hace un estudio de sistemas similares que desarrollen pruebas en cilindros hidráulicos y las consideraciones que se tomaron en su diseño. Diseño conceptual, se desarrolla la secuencia de operación del sistema, y en base a esta se determina los componentes que se requieren para automatizar la prueba; se evalúan los posibles conceptos y se llega a una solución óptima por medio de un análisis técnico económico. Selección de componentes, una vez alcanzado el concepto definitivo, se determina de forma específica que componentes se van a utilizar, se comprueba que los componentes tengan un rango de acción acorde a las variables del sistema. Programación del controlador, se desarrolla el programa de control del sistema usando el software TIA PORTAL para interactuar con PLC’s de la marca SIEMENS, se muestra la lógica previa a la programación y los diagramas de flujo. Planos y estimación de costos, en este capítulo se presentan los planos eléctricos e hidráulicos del sistema, seguidamente se estima el costo final del proyecto. Conclusiones y recomendaciones, finalmente se concluye el alcance que tuvo la tesis y se plantean recomendaciones sobre el proceso de pruebas planteado.

La presente tesis desarrolla una metodología basada en la teoría circuital generalizada, que permite el análisis de problemas electromagnéticos en entornos abiertos y cerrados. De esta forma, un problema electromagnético se podrá segmentar en diversos problemas más simples, donde cada uno de los problemas individuales se resuelve por la técnica más apropiada en cada caso y se caracteriza a través de su matriz de impedancias o admitancias generalizadas. Como aplicación directa de esta metodología, se analiza en detalle el problema del sector circular dieléctrico bidimensional. El sector se tratará como un elemento individual de 4 accesos y servirá para el análisis, mediante la teoría circuital, de problemas más complejos y, en general, inhomogéneos. Otra aplicación directa de esta teoría y del elemento sector circular, es el análisis de la cuña dieléctrica inhomogénea, con las aplicaciones inmediatas que esto tiene a los fenómenos de difracción. En todos los casos plateados se han contrastado los resultados con los disponibles en la bibliografía, concluyéndose que el método es sumamente preciso en todos los casos propuestos. Por último, se han analizado otros problemas no resueltos en la bibliografía y que son de interés, como los cilindros corrugados para adaptar estructuras o los cilindros con altas pérdidas. / Peñaranda Foix, FL. (2001). Aplicación de la teoría de análisis circuital generalizado a la resolución de problemas de difracción electromágnetica [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7121

Neste trabalho são analisados os aspectos relacionados à otimização estrutural de cilindros de alta pressão em compósitos, a partir do estudo detalhado dos procedimentos de cálculo analítico, utilizando o método análise de rede (netting analysis), juntamente com procedimentos baseados em análise numérica pelo método dos Elementos Finitos, considerando modelos de comportamento ortotrópico do material compósito. São considerados cilindros utilizados para armazenamento de oxigênio, fabricados pelo processo de enrolamento filamentar (filament winding), comparados a cilindros confeccionados em metal quanto à sua aplicabilidade. Após análise de diferentes estudos de caso, conclui-se que os materiais compósitos podem ser aplicados com sucesso em cilindros de alta pressão, desde que estabelecidos alguns parâmetros decisivos ao projeto estrutural do vaso, tais como: critério de falha mais adequado; determinação de dados experimentais dos materiais utilizados; normas e códigos utilizados no projeto e dados da geometria final do vaso, dependentes do processo de fabricação. Propõe-se também a utilização de um ambiente integrado das atividades de projeto e fabricação do compósito. / In this work the aspects related to the structural optimization of composite high-pressure cylinders are analyzed from the thorough study of analytical calculation, by the use of netting analysis, along with procedures based on numerical analysis by the Finite Element method, considering models of composite materials with orthotropic behaviour. Cylinders used for oxygen containment, manufactured by filament winding process, are considered and compared to the cylinders manufactured in metal in terms of their application. The analyses of different case studies allowed to conclude that composite materials can be applied successfully in high pressure cylinders provided that some critical parameters have been established to the vessel structural design, such as: an adequate failure criteria; determination of experimental data for the composite materials used; standards and codes used in the design and the final vessel geometry data, dependent variables of the manufacturing process. An integrated environment of the design and manufacturing activities is proposed as well in order to embrace all of these aspects.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Este trabalho tem como objetivo fornecer uma caracterizaÃÃo de hipersuperfÃcies tipo espaÃo completas no espaÃo anti de Sitter, tais como os cilindros hiperbÃlicos, sob a hipÃtese de curvatura mÃdia constante e duas curvaturas principais distintas. No caso em que umas das curvaturas principais à simples, à adicionada uma condiÃÃo sobre tais curvaturas. A caracterizaÃÃo aqui sugerida, teve como refrÃncia principal o trabalho de B. Yang e X. Liu, que dà uma resposta positiva à conjectura de L. F. Cao e G. Wei sobre hipersuperfÃcies tipo espaÃo em tais condiÃÃes. Para a realizaÃÃo do trabalho, foi utilizada uma fÃrmula do tipo Simons juntamente com o PrincÃpio do MÃximo Generalizado (Omori-Yau). / The aim of this work is to provide a characterization complete spacelike hypersurfaces in anti de Sitter space, such as hyperbolic cylinders, under the assumption constant mean curvature and two distinct principal curvatures. In the case that one of the principal curvatures is simple, a condition is added on the curvature. The characterization suggested here had as main reference the work of B.Yang and X. Liu, giving a positive answer to the L. F. Cao and G. Weiâs conjecture on spacelike hypersurfaces in such conditions. To carry out the work, we used a formula of type Simons along with the Generalized Maximum Principle (Omori-Yau).

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

Neste trabalho são analisados os aspectos relacionados à otimização estrutural de cilindros de alta pressão em compósitos, a partir do estudo detalhado dos procedimentos de cálculo analítico, utilizando o método análise de rede (netting analysis), juntamente com procedimentos baseados em análise numérica pelo método dos Elementos Finitos, considerando modelos de comportamento ortotrópico do material compósito. São considerados cilindros utilizados para armazenamento de oxigênio, fabricados pelo processo de enrolamento filamentar (filament winding), comparados a cilindros confeccionados em metal quanto à sua aplicabilidade. Após análise de diferentes estudos de caso, conclui-se que os materiais compósitos podem ser aplicados com sucesso em cilindros de alta pressão, desde que estabelecidos alguns parâmetros decisivos ao projeto estrutural do vaso, tais como: critério de falha mais adequado; determinação de dados experimentais dos materiais utilizados; normas e códigos utilizados no projeto e dados da geometria final do vaso, dependentes do processo de fabricação. Propõe-se também a utilização de um ambiente integrado das atividades de projeto e fabricação do compósito. / In this work the aspects related to the structural optimization of composite high-pressure cylinders are analyzed from the thorough study of analytical calculation, by the use of netting analysis, along with procedures based on numerical analysis by the Finite Element method, considering models of composite materials with orthotropic behaviour. Cylinders used for oxygen containment, manufactured by filament winding process, are considered and compared to the cylinders manufactured in metal in terms of their application. The analyses of different case studies allowed to conclude that composite materials can be applied successfully in high pressure cylinders provided that some critical parameters have been established to the vessel structural design, such as: an adequate failure criteria; determination of experimental data for the composite materials used; standards and codes used in the design and the final vessel geometry data, dependent variables of the manufacturing process. An integrated environment of the design and manufacturing activities is proposed as well in order to embrace all of these aspects.