Este trabalho apresenta o estudo multidisciplinar de uma micromáquina a vapor concebida para a utilização em sistemas de geração distribuída. O foco da pesquisa é o desenvolvimento do modelo matemático da micromáquina, que requereu conhecimentos da termodinâmica e suas leis, e a aplicação de conceitos de dinâmica, vibrações e controle, entre outros. Para a validação experimental do modelo foi reconstruída uma micromáquina já existente; também foi realizado o projeto da bancada, a seleção da instrumentação e a sua calibração. O estudo apresenta ainda a comparação entre os resultados teóricos e experimentais, bem como a sua análise e interpretação. / A multidisciplinary study of a micro steam engine conceived for distributed generation systems is presented. The research focuses on the development of the mathematical model of the micro engine, which required the knowledge of Thermodynamics and its laws, and concepts of dynamics, vibration and control, among others. In order to experimentally validate the model, a previous micro engine was redesigned and rebuilt; likewise, a new bench was designed, together with the selection and calibration of the measurement systems. The study also presents the comparison between experimental and theoretical results, as well as their analysis and discussion.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-16T14:30:17Z No. of bitstreams: 1 138140.pdf: 1722780 bytes, checksum: 25b4b72d131bb27fab38346d41f8337a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-16T14:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 138140.pdf: 1722780 bytes, checksum: 25b4b72d131bb27fab38346d41f8337a (MD5) Previous issue date: 1973-08 / O comportamento dinâmico de um mecanismo articulado plano de quatro barras, com folga em uma das juntas, é investigado. As reações de impulso nas uniões foram calculadas, durante os modos de impacto e de movimento livre. As cargas de inércia e externas foram consideradas. A análise foi aplicada a um mecanismo sem folgas, para efeito de comparação. Para ambas as fases de pesquisa, foram preparados programas de computador digital, com resultados numéricos. As seções (2.5) e (2.6), relativas ao Método "PROXIMITY PERTURBATION", e todo o conteúdo do Capítulo III são contribuições novas para a área de mecanismos. / The dynamic performance of a four-bar plane linkage with clearance in one of the revolutes is investigated. Impulsive reactians at the joints were evaluated during impact and free flight modes. External and inertia loads are accounted for. The analysis was applied to a similar linkage witha out clearances, for camparisan purposes. Digital programs were prepared for both phases of research, and numerical examples are presented. Sections (2.5) and (2,6) regarding the "PROXIMITY PERTURBATIDN" method and all the contents of chapter III are new cantributions to the area af mechanisms.

Este trabalho apresenta o estudo multidisciplinar de uma micromáquina a vapor concebida para a utilização em sistemas de geração distribuída. O foco da pesquisa é o desenvolvimento do modelo matemático da micromáquina, que requereu conhecimentos da termodinâmica e suas leis, e a aplicação de conceitos de dinâmica, vibrações e controle, entre outros. Para a validação experimental do modelo foi reconstruída uma micromáquina já existente; também foi realizado o projeto da bancada, a seleção da instrumentação e a sua calibração. O estudo apresenta ainda a comparação entre os resultados teóricos e experimentais, bem como a sua análise e interpretação. / A multidisciplinary study of a micro steam engine conceived for distributed generation systems is presented. The research focuses on the development of the mathematical model of the micro engine, which required the knowledge of Thermodynamics and its laws, and concepts of dynamics, vibration and control, among others. In order to experimentally validate the model, a previous micro engine was redesigned and rebuilt; likewise, a new bench was designed, together with the selection and calibration of the measurement systems. The study also presents the comparison between experimental and theoretical results, as well as their analysis and discussion.

O objetivo deste trabalho é estudar sistemas de coxinização, também conhecidos como sistemas de isolamento, desenvolvidos para motores automotivos juntamente com os modelos analíticos para calcular o comportamento dinâmico do motor suspenso, complementados por análises numéricas com o emprego do método dos elementos finitos e estudos experimentais. Estudos para verificar o efeito dos parâmetros de projeto do sistema de coxinização na resposta modal do motor isolado foram realizados utilizando os modelos analíticos desenvolvidos. Foi possível identificar como a variação de tais parâmetros interfere na resposta modal do motor suspenso. Os resultados fornecidos por tais modelos analíticos auxiliaram na compreensão do comportamento modal do sistema, mostrando que são ferramentas úteis para auxiliar o projeto de sistemas de isolamento de motores, especialmente em estágios iniciais do projeto, onde os parâmetros do veículo ainda estão por ser determinados e protótipos ainda não estão disponíveis. / The aim of this work is to study engine mount systems (isolation systems) developed for automotive engines along with the analytical models to calculate the dynamic behavior of the isolated engine, complemented by numerical analysis using the finite element method and experimental analysis. Studies to verify the effect that the isolation system design parameters have on the modal response of the isolated engine were performed using the analytical models developed. It was possible to identify how the variation of such parameters affects the modal response of the isolated engine. The results provided by such analytical models aided in understanding the modal behavior of the system, showing that they are useful tools to assist in the design of engine isolation systems, especially in the early stages of design, where vehicle parameters are still to be determined and prototypes are not yet available.

Orientador : Oscar Antonio Braunbeck / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-28T22:52:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Volpato_CarlosEduardoSilva_D.pdf: 4999879 bytes, checksum: 5e89bc692a88201493ba5eea5cd8732b (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Orientador: Robson Pederiva / Dissertação (mestrado) -Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T18:23:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sanches_FabioDalmazzo_M.pdf: 633170 bytes, checksum: a1620e7b33649f4441407be8d0f78500 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho apresenta uma metodologia de identificação dos parâmetros de rigidez e amortecimento dos mancais de rolamento de um sistema mecânico rotativo. O método proposto é baseado na equação matricial de Ljapunov e na representação do sistema na forma de espaço de estados. Através da definição de correlações, inserida na equação matricial, monta-se um estimador que relaciona os parâmetros físicos do sistema com as matrizes de correlações das variáveis medidas no domínio do tempo, não sendo necessário o conhecimento da excitação. O objetivo do trabalho é fazer um estudo teórico da aplicação dessa metodologia de identificação em sistemas reais. São feitas simulações considerando-se um sistema rotativo de vinte graus de liberdade excitado aleatoriamente, caso estático, e por desbalanceamento em diversas freqüências de rotação e de características de mancal. Os resultados numéricos demonstram que o método proposto é robusto e viável, podendo ser aplicado na identificação de uma máquina real / Abstract: This work presents an identification methodology of stiffness and damping parameters of rolling bearings in a rotor-bearing system. The proposed method is based on Ljapunov matrix equation and state space representation. Through the definition of correlations used in matrix equation, it is possible to generate an algorithm that relates system physical parameters to the correlation matrixes of the measured variables in time domain without the knowledge of the external input forces. The purpose of this work is to make a theoretical study of the viability of this methodology used in real systems. Simulations were performed considering a rotating system with twenty degrees of freedom excited by random forces, system at rest, and by unbalance forces considering several rotation frequencies and bearing characteristics. The numerical results show the proposed method is feasible and it can be used to identify real machines / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo Roberto Gabriel Kurka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T06:28:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme_KarendeLolo_D.pdf: 2419963 bytes, checksum: 554ac4d31b46ae66bd610d91ebaa931a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo propor um modelo de dinâmica flexível dos componentes de um compressor alternativo monocilíndrico de refrigeração. Tal modelo representa um aperfeiçoamento da modelagem dinâmica utilizada, que supõe mancais rotativos fixos ou pinados. A modelagem dinâmica flexível do compressor é útil na analise dos esforços de natureza elástica e dissipativa que ocorrem nos mancais de sustentação do conjunto. Esses resultados podem também ser utilizados numa correta medição da energia dissipada pelos mancais. O modelo dinâmico utiliza um mecanismo biela-manivela, pistão e eixo, sujeitos ao carregamento da pressão que o fluido refrigerante exerce sobre o pistão no interior do cilindro. A modelagem incorpora efeitos giroscópicos e utiliza mancais flexíveis nos acoplamentos dos componentes, o que proporciona maior mobilidade ao modelo. O Método de Newton Euler é utilizado na analise das forças e momentos atuantes no sistema para a obtenção das equações diferenciais que representam o seu movimento. As equações dinâmicas, por sua vez, são resolvidas numericamente através do método de Runge-Kutta. Observou-se que a modelagem da oscilaãoo dos componentes rotativos no conjunto eixo-biela-manivela é capaz de produzir esforços diferenciados nos mancais do compressor quando comparado aos esforços de mancal presentes num modelo pinado / Abstract: The work consists in fiding a flexible dynamics model of a single cylinder, reciprocating refrigeration gas compressor. The model represents an improval to the current dynamic model of compressors, that use fixed or pinned rotation journal bearings. An efficient dynamic model of the compressor is useful in the analysis of elastic and dissipative loads that occur in the system¿s internal bearings. The results produced by the model can also be employed in the correct measurement of the energy dissipated at the bearings. The dynamic model consists of a rotor, cranckshaft, connecting rod and piston, all subject to the load from compression of the refrigerant fluid. The model incorporates gyroscopic effects and utilizes flexible bearing couplings, which yield greater mobilty to the moving mechanisms. The Newton-Euler method is used in the analysis of acting forces and torques, establishing the necessary differential equations that describe the movement of the system. A numerical solution of the dynamic equations is obtained through use of the Runge-Kutta method. Application of the model shows that oscillations of the rotating internal components of the compressor yield increased loads to the bearings, as compared to a pinned rotation model / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Inacio Maria Dal Fabbro, Oscar Antonio Braunbeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:58:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MazzetiFilho_Vitor_M.pdf: 4024694 bytes, checksum: aceb4c0b582fa6307a29aa2a1f92ca5e (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Na Engenharia Agrícola muitos problemas envolvem a detenninação de deformações, movimentos ou posições relativas de elementos de máquinas em regime dinâmico. Ensaios dinâmicos utilizando-se métodos convencionais de instrumentação e análise de sinais para coleta e análise dos dados são particularmente complexos, pois exigem o contato da superficie do corpo analisado e o instrumento apropriado à medição da grandeza em estudo. No caso de peças rotativas, o problema se agrava uma vez que para transmitir os sinais dos sensores é necessário o uso anéis coletores e escovas, o que produz ruído nos sinais. Métodos numéricos por sua vez, possuem o inconveniente de ser pouco didáticos e não apresentar relação visível com o fenômeno fisico em estudo, possibilitando que pequenos erros ou inconsistências nas propriedades dos materiais ou nas condições de contorno, levem a resultados completamente equivocados. Existem métodos óticos que permitem a medição de deformações, movimentos e posições relativas de elementos de máquinas em ensaios dinâmicos, dentre eles, o método de Moiré que constitui-se uma ferramenta científica capaz de determinar deslocamentos de 0,5J.!m. Utilizando-se dos métodos convencionais e numéricos, muitas pesquisas têm sido desenvolvidas com o objetivo de determinar a posição relativa das lâminas de cortadores basais de plantas durante as operações de corte, visando reduzir perdas e contaminação de matéria prima, particularmente no caso colheita mecanizada da cana-de-açúcar. A cana-de-açúcar ocupa as primeiras colocações entre as espécies mais cultivadas no Brasil, maior produtor mundial, tendo seu cultivo intimamente dependente das operações de corte. No corte mecanizado, os mecanismos evoluíram pouco desde o início da década de 1970 e o cortador de discos duplos utilizado no corte basal apresenta um desempenho de varredura insatisfatório, fazendo com que o ajuste da altura de corte seja uma opção entre as perdas ou a contaminação da matéria prima. Pesquisas nessa área estão divididas em uma linha direcionada à quantificação e redução da energia consumida no corte e outra na determinação e controle dos parâmetros dos dispositivos de corte, visando o acompanhamento do perfil do solo a fim de reduzir perdas e contaminação da matéria prima minimizando enormes prejuízos do setor sucroalcooleiro. Tendo em vista a complexidade dos métodos convencionais e numéricos para determinar posições relativas de elementos de máquinas e também a necessidade de se concentrar esforços na pesquisa de mecanismos alternativos que evitem a captação de impurezas durante a operação de corte mecanizado de cana-de-açúcar, o presente trabalho considera as hipóteses de que é possível utilizar as Técnicas de Moiré de Sombra para determinar as posições relativas de um disco giratório flexível ao acompanhar um dado perfil que simule a ação do solo nas operações de corte basal de plantas e também que os discos flexíveis apresentam elevado desempenho de varredura motivo pelo qual podem constituir-se em uma nova e grande opção na pesquisa de dispositivos para o corte basal de plantas. Através de um sistema que utiliza uma fonte de luz comum para iluminação do disco em movimento, retículos ou grades obtidas através de técnicas comercialmente disponíveis e uma câmera fotográfica digital, as imagens de um disco flexível em movimento sobre um perfil que simula a ação do solo foram registradas e processadas em aplicativos computacionais, fornecendo informações relativas às deformações provocadas pelo movimento e ação do perfil. A análise dessas informações indicou viabilidade e elevada precisão da Técnica de Moiré de Sombra para determinar as posições relativas de um disco giratório flexível ao acompanhar um dado perfil que simule a ação do solo nas operações de corte basal de plantas e um excelente desempenho de varredura do perfil pelo disco nas velocidades e inclinações usualmente empregadas no corte mecanizado de cana-de-açúcar / Abstract: Problems involving strain, motion or reIative position of farm machine elements determinations under dynamic conditions is of quite common occurrence. Dynamic tests envolving traditional procedure and signal analysis would require instrument contact with body surface, which, quite frequently, generate complicated situations. Numerical methods as the Finite Element, Boundary Integral and others, are not so didatic and does'nt exihbit a visible relantionship between the physical parameters envolved generating few inconsistencies or errors related to boundary conditions and material mechanical properties bringing unreliable results. Altemative optic methods to measure strain, motion and reIative position are frequently reported, under th generic name of photoelasticity which includes speckle, holograms, the photoelastic particular methods and the Moiré family methods. The Moiré methods termed TM is a strong scientific tool capable of measurements in the order of O,5~m. This reseach work reports a reIative position study of a rubber disc idealized as a sugar cane base cutter. The sugarcane is one of the most cultivated crops in Brazil, considered the major world producer which faces particular harvesting problems. Harvesting operation is straight dependent on stalk cutting. Mechanized sugarcane harvesting involves base cutters which did not experience significant design development during the last three decades. In particular the double disc base cutter does not present good performance in following ground surface. In this sense, the height of stalk cut represents a choice between dirt contamination and non harvested cane or cane losses. The research in this area of study is divided in two main lines, being one directed in reducing the amount of energy expended in the cut operation and the a second one directed in determining and controlling the cutting device operational parameters aiming in following ground profile avoiding cane contamination and material losses as well as improving mills performance. By considering the difficulties in determining machine elements relative positions by traditional and the numerical methods and the necessity in concentrating efforts in searching for alternative devices to avoid dirt contamination and cane losses during cut proeedure, this researeh work eonsider two hypothesis. The first one eonsider feasible to employa Shadow Moiré Teehnique in detennining a flexible dise relative positions during a simulated base eutting operation following the ground profile. The seeond hypothesis eonsiders a flexible dise eutter being inedited and great option in plants base eutting deviee researeh due to its high performanee and eapaeity in following ground profile. The experimental proeedure employs a rotating rubber dise being deformed by a deviee whieh simulates the ground profile and a relatively simple and inexpensive optieal setup including a eommon white light souree to illuminate the rubber dise, gratings obtained by eommereial teehniques and a digital eamera. Pietures of the flexible dise were taken and proeessed in a eomputer by eommereial programs generating information on the dise reiative positions as well as its eapaeity in following ground profile. The analysis of these information indieates a high aeeuraey of the Shadow Moiré Teehniques in determining maehine moving parts relative positions and a high perfonnanee and eapaeity of the flexible dise in following a profile as the ground surfaee by employing the usual meehanized sugareane harvesting operational parameters / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Ilmar Ferreia Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T22:41:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RochaJunior_JoseCarlosFreireda_M.pdf: 5587641 bytes, checksum: e309787b70fbd2736854054838461ab1 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo simular o funcionamento do mecanismo de fechamento de uma máquina injetora de plásticos de 5 pontos, com a finalidade de gerar dados para projetá-Ia de maneira mais eficiente. Foi desenvolvido um programa computacional, para a análise cinemática e dinâmica do mecanismo, considerando-se os vínculos, a geometria do mecanismo, o atrito entre componentes, as propriedades geométricas como massa, inércia e centro de gravidade, e em seguida aplicando-se o método de Newton-Euler. Com os resultados gerados, é possível determinar a força de travamento disponível para a máquina e a curva da força de fechamento, viabilizando o dimensionamento, de maneira mais precisa e econômica, do sistema hidráulico da máquina, que fornece a vazão de óleo necessária para realizar o movimento. Os resultados desse trabalho são de fundamental importância para o projeto otimizado deste tipo especial de máquina, assim como para pesquisas futuras na área de análise estrutural ou projeto do sistema de controle, onde é necessário o conhecimento do comportamento dinâmico da máquina e de seus componentes / Abstract: The simulation of an injection molding machine clamp mechanism is presented in this work aiming data generation to design in a wiser way. A computational program was written, for mechanism kinematic and dynamic analysis, considering the constraints, the mechanism geometry, friction between components, geometric properties (mass, inertia and gravity center) and applying the Newton-Euler method. With the aftermath, it is possible to determine the clamp force available and the closing force curve, making possible to project in a precise and economical way, the hydraulic system, which supplies the oil outlet needed to execute the motion. The results are of fundamental importance in the optimization of such machines, for future studies where it is necessary to know the dynamic behavior of the machine and its components, in structural analysis or control system design / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Robson Pederiva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T04:43:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tomoyose_Rodrigo_M.pdf: 5460677 bytes, checksum: 829aa7966e143d1d5dfc1a5e6120dd5c (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Motores de ciclo Diesel são máquinas formadas por diversos sistemas mecânicos. Dentre esses sistemas há o de acionamento de válvulas, responsável pelo controle de entrada e saída dos gases na câmara de combustão do motor. Para realizar o projeto de um motor, é essencial prever corretamente o funcionamento dinâmico de seu sistema mecânico. Em engenharia utiliza-se para esse fim uma ferramenta matemática, a análise dinâmica. O uso de equações não lineares na análise dinâmica permite desenvolver modelos matemáticos que representem o contato das válvulas com suas sedes de assentamento, o efeito da pressão residual na abertura da válvula ou o funcionamento da válvula de retenção dentro do tucho hidráulico. O trabalho nesta dissertação envolve o desenvolvimento de um modelo matemático que represente o sistema de acionamento de válvulas de um motor Diesel já em produção. Esse modelo poderá ser utilizado para modificação ou melhoria do motor, ou mesmo como base de conhecimento para futuros projetos / Abstract: Diesel engines are machines formed by various mechanical systems, including the valvetrain. This system is responsible for controlling the entry and exit of gases in the combustion chamber of the engine. Able to correctly predict the dynamic operation of the system is essential to design an engine. Dynamic analysis is a mathematical tool used by engineers to be able to predict the dynamic behavior of mechanical systems. The use of nonlinear equations in the dynamic analysis allows developing mathematical models which represent the contact of valve with its seat, the effect of residual pressure in opening the valve or the operation of the check valve within the hydraulic tappet. The work in this dissertation involves developing a mathematical model that represents the valvetrain of a diesel engine already in production. This model can be used to modify or improve the engine, or as a base of knowledge for future projects / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica