Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T22:18:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:18:00Z : No. of bitstreams: 1 150689.pdf: 13764651 bytes, checksum: 95cbe38aa67b8fffbad8ee61d2ef0c95 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-19T07:38:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T00:44:00Z : No. of bitstreams: 1 179393.pdf: 1470856 bytes, checksum: 499250eb4138ded1710838646e6e9425 (MD5) / Neste trabalho é estudada a resposta dinâmica de rotores compostos laminados verticais axissimétricos. As freqüências naturais são calculadas através de duas formulações de elementos finitos: um elemento sólido de revolução e um elemento de casca delgada. O campo de deslocamentos é expresso como um produto de funções polinomiais no plano longitudinal e funções trigonométricas na direção circunferencial, permitindo a representação de modos assimétricos a partir de um modelo axissimétrico. As funções polinomiais são discretizadas em cada lâmina ortotrópica através de funções isoparamétricas regulares. São incluídos os efeitos de inércia translacional e rotacional, giroscópicos e de deformação por cisalhamento transversal. O elemento sólido possibilita a modelagem mais precisa de detalhes geométricos como anéis de reforço, tampas e suportes dos mancais. Os resultados são comparados com os resultados de uma formulação de elemento de viga. São investigados os efeitos de vários parâmetros como ângulo de orientação das fibras, número de camadas e as relações espessura-raio e comprimento-raio.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-19T09:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 178906.pdf: 3693286 bytes, checksum: b556b3defe8907bafe8f58f3ec29b0e2 (MD5) / O presente trabalho aborda o estudo teórico e experimental da caracterização de lâminas de aço ao silício e sua aplicação na engenharia elétrica. Caracteriza-se o material ferromagnético sob vários aspectos e modelos. Contempla-se as perdas magnéticas sob regimes de indução na forma senoidal e não senoidal, com modelos de previsão da evolução das perdas magnéticas. Foi desenvolvida e implementada uma bancada protótipo de mensuração das grandezas eletromagnéticas, onde o sistema controla a forma de onda da indução magnética no material. Por meio de instrumentos virtuais, realiza-se a análise do comportamento eletromagnético do sistema. Uma estratégia de separação das perdas magnéticas é proposta em função da variação da amplitude da indução, em vista das três componentes: histerese, correntes induzidas clássicas e por excesso. Determina-se através de um processo de otimização os parâmetros de um modelo de histerese magnética. Modelos dos fenômenos eletromagnéticos são estudados, desenvolvidos, analisados e aplicados em formulações analíticas ou na aplicação no cálculo numérico de estruturas eletromagnéticas pelo método de elementos finitos.

Submitted by EDNEI PEDRO GOMES PUTINI null (ednei_pedro@yahoo.com.br) on 2016-01-14T14:34:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Ednei_FINAL.pdf: 6415485 bytes, checksum: 18e83a21eec8e595f321eebd19b3e89f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-01-15T11:34:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 putini_epg_me_guara_int.pdf: 6415485 bytes, checksum: 18e83a21eec8e595f321eebd19b3e89f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-15T11:34:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 putini_epg_me_guara_int.pdf: 6415485 bytes, checksum: 18e83a21eec8e595f321eebd19b3e89f (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Não recebi financiamento / A investigação do fenômeno da fadiga em elementos de máquinas é um tema de suma importância na Engenharia Mecânica, pois a maioria das falhas estruturais nestes elementos ocorre devido a esse evento, ou seja, por causa de cargas que variam no tempo e não devido a esforços estáticos. Por isso, o uso do Método dos Elementos Finitos através da simulação computacional para avaliar o campo de tensões e a vida em fadiga do rotor, é o principal objetivo do trabalho. Estas análises em peças complexas responsáveis pela geração da maior parte da energia elétrica de todo o país é a grande motivação para o progresso deste estudo. É importante salientar que um dos principais interesses no desenvolvimento do projeto mecânico estrutural de um componente é a determinação de sua durabilidade ou vida útil, que é alcançada através do estudo da fadiga. Este trabalho expõe a modelagem e simulação numérica, utilizando o programa Ansys, do rotor de um hidrogerador (Usina de Foz do Areia) que apresentou algumas trincas. O surgimento de defeitos em rotores de usinas hidrelétricas com menos de 30 anos não é comum, e por isso é necessária uma análise que represente a condição mais próxima da realidade. Os resultados obtidos, como tensões e deformações, ficaram abaixo do limite admissível para análise estática e por isso não houve falhas desta natureza. Por outro lado, a avaliação de fadiga permitiu deduzir que as trincas desenvolvidas ocorreram devido a este fenômeno, pois o número de ciclos obtidos pela variação dos carregamentos entre a partida e parada de máquina foi extremamente baixo, cerca de três no mês. Por isso, fez-se necessário apresentar possíveis meios para acabar com o problema, como por exemplo, um aumento no raio da solda na região crítica de surgimento das trincas. Este estudo proporcionou caracterizar o problema exposto no computador, através de simulação numérica, que tornou possível a representação de resultados bem próximos da realidade, e a comprovação da eficácia do método utilizado para esta análise. / The investigation of the fatigue phenomenon in machine elements is a theme of great importance in Mechanical Engineering, for the most of structural failures that may happen in these elements is due to this event, namely because to loads that vary in time and not due of static forces. There for, the use of Finite Elements Method through computational simulation to evaluate the stresses and fatigue life of rotor, it is the main objective of this study. These analyzes in complex parts responsible for generating most of the electricity throughout the country is a great motivation for the progress of this study. It is important to point out that one of the main interests in structural mechanical design development of a component is the determination of its durability or useful life, which is achieved through the study of fatigue. This work presents a modeling and numerical simulation, using the software Ansys, of hydro generator rotor (Foz do Areia plant) which showed some cracks. The appearance of faults in rotor of hydroelectric plants with less than thirty years is not common, and it is therefore necessary analysis that simulates closer to reality condition. The results of this analysis, as stresses and strains, were below the admissible limit for static analysis and therefore there was no failure of this nature. Still, the evaluation of fatigue allowed deduce that developed cracks occurred due this phenomenon, because the number of cycles obtained by variation of machine start/stop loads was extremely low, about three in the month. Hence, it was necessary to present possible ways to end the problem, for example, an increase in radius in the critical weld region appearance of cracks. This study provided to characterize the exposed computer problem, through numerical simulation, which has made possible the representation of results very close to reality, and proof of the effectiveness of the method used for this analysis.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-28Bitstream added on 2014-06-13T20:04:03Z : No. of bitstreams: 1 000736740.pdf: 3504079 bytes, checksum: d7de4ee8a25205b04239fe0e15dc1087 (MD5) / As conexões pilar-implante podem ser classificadas em externas ou internas, sendo responsáveis por influenciar não o comportamento mecânico do sistema. A conexão interna apresenta melhor selamento biológico e distribuição de forças e maior estabilidade quando comparados à conexão externa. Em algumas situações, os implantes e as estruturas a ele conectadas podem fraturar, tornando-se um grave problema para a reabilitação protética. Os implantes também podem ser inseridos em rebordos alveolares com pouca espessura, para isso, possuem diâmetros reduzidos, demonstrado uma taxa de sobrevida e de sucesso similares aos dos implantes com diâmetro regular. PROPOSIÇÃO: Investigar a resistência à fratura entre diferentes conexões, com ou sem a interposição de mini-pilar e implantes com diâmetro reduzido por meio de teste de compressão em uma máquina de ensaio universal e as distribuições de tensões nos conjuntos e parafusos de retenção pelo método de elementos finitos. MATERIAIS E MÉTODOS: 98 implantes divididos em 14 grupos (n=7), de acordo com sua conexão protética e diâmetros diferentes. Estes implantes foram inseridos em cilindros de resina com inclinação de 30° e com 3 mm de exposição. Utilizou-se pilares UCLAs e intermediários tipo mini-pilares de 2 mm. Os ensaios mecânicos foram realizados por um máquina de ensaio universal e o MEF-3D no programa computacional Solidworks®. RESULTADOS: Nos implantes de 4.0 mm de diâmetro com UCLA os maiores valores, foram obtidos, de forma decrescente: cone Morse hexagonal (CMH) , hexágono interno morse (HIM) , hexágono interno (HI) , hexágono externo (HE), cone Morse (CM), cone Morse hexagonal com microroscas (CMHM); no grupo de implantes com diâmetro reduzido os valores foram: cone morse com diâmetro reduzido (CMDR), corpo único reduzido (UNDR) e hexágono externo com... / The implant-abutment connections can be classified as external or internal, being responsible for influencing not only the mechanical behavior of the system, but also the response of the peri-implant tissues. The internal connection provides better sealing and biological distribution of forces and greater stability when compared to the external connection. In some cases, implants and structures connected to it may fracture and become a serious problem for prosthetic rehabilitation. Implants can also be inserted into alveolar ridges with little thickness to it, have reduced diameter, demonstrated a rate of survival and success similar to the regular diameter implants. PURPOSE: To investigate the fracture resistance between different connections, with or without the interposition of mini-implant and abutment with the reduced diameter through compression test on a universal testing machine and the finite element method. MATERIALS AND METHODS: 98 implants were divided into 14 groups (n = 7), according to their different diameters and prosthetic connection. These implants were inserted into the resin cylinder with an inclination of 30 ° and 3 mm exposure. We used UCLAs pillars and intermediate mini-pillars 2 mm. The mechanical tests were performed by a universal testing machine and MEF-in 3D computer program Solidworks ®. RESULTS: In implants of 4.0 mm diameter with UCLA and the highest values were obtained in decreasing the hexagon morse taper (HCM) , internal hexagon morse (HIM) , internal hexagon (HI) ,external hexagon (HE) , morse taper (CM), microthread hexagonal morse taper (CMHM) in a group of implants with reduced diameter values were worn diameter morse taper (CMDR) , worn diameter only body (UNDR) and external hexagon with worn diameter (HEDR). With the use of an abutment higher values of tensile strength were observed in the implants HI followed ...

Resumo

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:34:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-13Bitstream added on 2014-06-13T21:06:51Z : No. of bitstreams: 1 grando_jp_dr_guara.pdf: 1796547 bytes, checksum: c59211b10205348050e9b3a28e491cad (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Quando os cálculos dos componentes de um projeto de equipamento industrial complexo são realizados de forma analítica em geral demanda muito tempo. No caso específico da comporta segmento, os cálculos analíticos podem tomar mais de uma semana e, após isto, os dados são passados para o projetista o qual leva aproximadamente quatro a cinco semanas para execução dos desenhos apenas de sua estrutura principal. Com a proposta desta tese que consiste no desenvolvimento de um programa em APDL (ANSYS Parametric Designer Language) a fim de criar um modelo parametrizado da comporta segmento, as horas de engenharia, gastas com o projeto, serão reduzidas para 1/10 do tempo gasto anteriormente. Além disto, com o modelo parametrizado obtido, será possível realizar a otimização do projeto de forma a obter um equipamento com um mínimo de material e cujas tensões e deformações estejam dentro de limites admissíveis. Definido o modelo ótimo, deverá ser feita uma ligação entre ANSYS® e Mechanical Desktop. Isto possibilitará a elaboração dos desenhos para fabricação de forma rápida e segura. Para esta pesquisa foi escolhida uma comporta segmento, mas, após o domínio desta tecnologia, a mesma poderá ser aplicada a qualquer equipamento, com enormes vantagens e rapidez / When the calculations of components industrial equipment project compound in an analytic way are accomplished, in general demand a long time. In the specific case of the radial gate, the analytic calculations can take more than one week and, after this, the data are passed for the planner, which takes approximately four or five weeks for drawings execution, just of your main structure. With the proposal of this thesis that consists of the development of a program in APDL (ANSYS Parametric Designer Language) in order to create a parameterizated model of the radial gate, the hours of engineering, worn-out with the project, they will reduced for 1/10 of the time spend previously. Besides, with the model obtained parameterizated, it will be possible to accomplish the optimisation of the form project to obtain equipment with a minimum of material and whose tensions and deformations are inside of acceptable limits. Defined the great model, it should be made a connection between ANSYS® and Mechanical Desktop. This will make possible the elaboration of the drawings for production in a fast way and it holds. For this research, it was chosen a radial gate, but, after the domain of this technology, the same can be applied for any equipment with enormous benefits and rapidity

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-24. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:48:45Z : No. of bitstreams: 1 000831387_20200101.pdf: 91654 bytes, checksum: 9d628a0f5bfa069738c42a4dfe58e2e1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Proposição: O propósito deste estudo foi analisar a distribuição de tensão/deformação no tecido ósseo e na distribuição de tensão nos componentes protéticos, implantes e parafusos de fixação, geradas pelas forças oclusais sobre próteses de três elementos implantossuportadas unitárias e esplintadas variando-se a localização dos implantes (alinhados e em distribuição tripoidal), o uso de pôntico central e de pôntico em cantilever mesial e distal, por meio do método dos elementos finitos tridimensionais. Material e Método: Seis modelos tridimensionais (3D) foram constituídos de um bloco ósseo maxilar referente à região do primeiro pré-molar ao primeiro molar direito, apresentando dois ou três implantes do tipo hexágono externo (HE) de 4,0 x 10 mm, suportando prótese de três elementos metalo-cerâmica parafusada, com as seguintes variações: M1 - três implantes alinhados com coroas unitárias; M2 - três implantes alinhados com coroas esplintadas; M3 - três implantes em posicionamento tripoidal; M4 - dois implantes com pôntico central; M5 - dois implantes com pôntico em cantilever mesial; M6 - dois implantes com pôntico em cantilever distal. A força aplicada foi de 400N em direção axial, com 50N em cada ponta de cúspide, e 200N oblíqua, com 50N, aplicados em 45º, em cada ponta da cúspide vestibular. Mapas de von Mises foram utilizados para avaliar componentes protéticos, implantes e parafusos de fixação. Os mapas de Tensão Máxima Principal e microdeformação foram utilizados como critério para análise do tecido ósseo. Resultados: A esplintagem (modelos M2 e M3) foi capaz de reduzir os valores de tensão de von Mises nos parafusos de fixação, principalmente para o modelo M3. A redução do número de implantes (M4, M5, M6) ocasionou... / Objective: The aim of this study was to assess the stress/strain distribution on bone tissue and stress distribution in the abutments, implants and fixation screws, generated by occlusal force under three-unit fixed prostheses supported by two or three implants in the posterior maxilla, varying the location of the implants (straight-line and offset), using of bridge, and mesial and distal cantilever extension by 3D finite element methods. Material and Methods: Six 3-dimensional models were developed. Each model simulated a bone block (type IV) of posterior maxillary segment, with two or three external hexagon (HE) of 4.0 x 10 mm, supporting three-unit fixed prostheses, which: M1 - straight-line implants supporting single crowns; M2 - straight-line supporting three-unit splinted prosthesis; M3 - offset implant supporting three-unit splinted prosthesis; M4 - three-unit splinted prosthesis central bridge; M5 - three-unit splinted prosthesis mesial cantilever extension; M6 - three-unit splinted prosthesis distal cantilever extension. The applied forces were 400N axial and 200N oblique. The stress in the abutments, implants and fixation screws was plotted by von Mises' criteria. The stress and strain on cortical bone was plotted by maximum principal stress and microstrain criteria, respectively. Results: The splinting (M2 and M3) decreased the stress values in the fixation screws, mainly for M3. The decrease of implant number (M4, M5, M6) caused an unfavorable biomechanical behavior for analyzed structures. In situations of rehabilitations with two implants, the use of bridge (M4) showed stress and strain distribution more favorable for analyzed structures. Conclusion: The splitting was effective on stress decreasing... / FAPESP: 12/24893-1

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-03. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:02Z : No. of bitstreams: 1 000835291.pdf: 3862011 bytes, checksum: 8c3bbe208c8fc0423fb5d535a677500c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A Engenharia Biomecânica consiste na aplicação da engenharia com a finalidade de adaptação de equipamentos e dispositivos para a manutenção e suporte à vida. Nas áreas da Engenharia Biomecânica destacam-se os estudos de próteses odontológicas. As próteses odontológicassão estruturas tipicamente biomecânicas, pois restituem a função mastigatória e são responsáveis por substituir os componentes danificados. Muitos dos estudos em próteses odontológicas envolvem, em muitos casos, situações nas quais a experimentação é difícil de ser realizada e, muitas vezes, soluções analíticas tradicionais são de difícil aplicação. Por outro lado, o avanço da informática proporcionou a utilização e a implementação dos métodos numéricos, como o Método de Elementos Finitos (MEF). Através do MEF é possível avaliar situações não lineares, como no caso de próteses odontológicas. Além disso, a utilização deste método prmite a avaliação e a previsão da ocorrência de falhas. A natureza ciclica do carregamento à qual os componentes são submetidos sugere que as falhas por fadiga são as que possuem maior relevância nestes tipos de estruturas. O objetivo deste trabalho foi o de desenvolver um modelo computacional em Elementos finitos, utilizando-se de técnicas de aquisição e manipulação de imagens, de uma prótese odontológica implanto-suportada unitária, de verificar à funcionalidade deste modelo através de uma simulação numérica de um procedimento experimental e, após isto, de realizar a simulação e estudo de fadiga dos parafusos da prótese. A prótese é composta por um implante unitário, um parafuso do intermediário, um intermediário, um parafuso de fixação e uma coroa protética unitária. Os resultados mostraram que, através da aquisição de dados de imagem, Micro-CT e escaneamento, consegue-se modelar uma estrutura complexa, como as prótesess odontológicas, uma vez que os... / The Biomechanical Engineering consists in the application of engineering concepts in order to developd and to adapt equipments to help in the maintenance and in the support of the life. One of the fields of Biomechanical Engineering is on dental prostheses studies. The dental prostheses are typical biomechanical structures because they restitute the mastification function and they are responsible in replace damaged components. In dental prostheses studies, the experimentation process are, sometimes, hard to preceed due to biological characteristics and, many times, an analytical solution is difficult to achieve. On the other hand, the advances in computer allow the use and implementation of numerical methods, as the Finite Element Method (FEM). By FEM, nonlinear situations can be evaluated, like in dental prostheses cases. Furthermore, the uses of this method allow failure evaluation and its forecast occurrence. The cyclic nature of the loading which the dental prostheses components are exposed means that fatigue failures are the type of failure which needs more attention int these kinds of structures. The aim of this research was to develop a Finite Elment model of single implant-supported prosthesis, by image acquisition and manipulation techniques, to check the model functionality, by experimental and numerical analysis comparison, and then, to do a numerical simulation in order to study the failure in prosthesis' screws. The prosthesis will be compounded by a single implant, an abutment's screw, an abutment, a fixation's screw and a single crown. The results showed that image acquisition, Micro-CT and scanning, are able to construct a complex geometry, like dental prostheses, because the numerical results were checked by experimental procedures. The results from fatigue analysis demonstrated that abutment screw will have finite life in the most of failures criteria analyzed and the fixation screw will be an infinite life in all...

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-01. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:47:33Z : No. of bitstreams: 1 000843329.pdf: 2861252 bytes, checksum: f0dbdf297658ac001c7053032294cbee (MD5) / Este trabalho teve como objetivos: simular em elementos finitos a distribuição de tensão nos dispositivos de microtração Geraldeli e Modificado durante o teste de microtração; avaliar a resistência de união entre a dentina bovina e a resina composta colada em duas direções: Esmalte-Polpa e Polpa-Esmalte, em dois dispositivos para microtração diferentes: Geraldeli e Modificado. Foi criado o modelo de elementos finitos com a geometria externa baseada em um modelo real no software CAD, e simulado as situações experimentais (geometria, carregamento e fixação) e exportado para o software de análise estrutural Ansys. Para o teste de microtração, foram confeccionados blocos de resina composta colados a dentina bovina com dois tipos de adesivos diferentes (convencional e autocondicionante), que foram testados nos dois dispositivos para microtração. Os valores de resistência de união foram tabulados e submetidos a ANOVA 3 fatores (Tipo de dispositivo X Direção da dentina X Tipo de adesivo) e Teste de Tukey (α = 0,05). As falhas de cada grupo foram classificadas em adesivas, mistas e coesivas com o auxílio de estereomicroscópio e MEV. A distribuição de tensão no dispositivo Geraldeli mostra concentração de tensão na região adesiva do palito e distribuída não-uniformemente (isolinhas oblíquas), com áreas de tração na diagonal da interface adesiva; e no dispositivo Modificado a tensão também está concentrada na região adesiva porém distribuída mais uniformemente (isolinhas paralelas), radial à área adesiva. Foram observadas diferenças significativas para a interação entre Dispositivo X Dentina X Adesivo (p = 0,001), Dispositivo X Dentina (p = 0,000), Dentina X Adesivo (p = 0,017). O adesivo e a dentina também tiveram influência nos resultados de microtração (p = 0,013 e 0,000, respectivamente). Para o dispositivo de Geraldeli, o adesivo convencional obteve melhor resistência de união que o... / This project aimed to: simulate in finite element the stress distribution in Geraldeli and Modified's microtensile device during microtensile test; evaluate the bond strength between bovine dentin and composite resin bonded in two ways: enamel-pulp and pulp-enamel tubule directions, in two different devices for microtensile test: Geraldeli and Modified. The external geometry based on a real model was done in CAD software, experimental conditions were simulated (geometry, loading and fixation) and exported to structural analysis software Ansys. For microtensile test, bovine dentin blocks were bonded to composite resin with two different types of adhesives (conventional and self-etching), which were tested on both microtensile devices. The bond strength values were tabulated and subjected to ANOVA 3-WAY and Tukey's test statistical analysis (α = 0,05). Failures in each group were classified as adhesive, cohesive and mixed in stereomicroscope and SEM. The stress distribution in Geraldeli's device shows stress concentration in the adhesive region of the stick and distributed non-uniformly (oblique contours), with tension areas in the diagonal of the adhesive interface; Modified's device show stress concentration in the adhesive region too but more evenly distributed (parallel contours, radial to the adhesive area. Significant differences for the interaction between device device X dentine X adhesive (p = 0.001), device X dentine (p = 0.000), dentin X adhesive (p = 0.017) were observed. The adhesive and dentin were also influenced the results of microtensile test (p = 0.013 and 0.000, respectively). For Geraldeli device, conventional adhesive got better bond strength than the self-etching, in Pulp-Enamel; and Pulp-Enamel way got lower bond strength for the selfetching adhesives. For modified device, there was no statistical difference among the groups