Este trabalho apresenta a aplicação dos conceitos da mecânica da fratura para materiais de fricção, especificamente sobre a tenacidade à fratura de materiais compósitos de fricção e sua utilização como requisito de projeto de componentes para a indústria automobilística. O conceito de tenacidade à fratura foi abordado como propriedade de desempenho e requisito de aplicação no projeto de novos materiais de fricção com objetivo de mitigar a ocorrência de falhas em serviço por quebra do componente. Foi proposto um método de medição para a tenacidade à fratura dos materiais de fricção, baseado na norma pertinente, ASTM D5045-99. O método foi validado através da caracterização de cinco materiais de fricção, atualmente utilizados na montagem de sistemas de freio destinados a veículos pesados de transporte de carga e passageiros, para os mercados brasileiro, da América Latina e dos Estados Unidos, e pelo confronto dos resultados obtidos, com expectativas de resultados baseados na literatura existente. Foram realizados os testes de medição da tenacidade à fratura em função da temperatura. As análises fractográficas mostraram um padrão de superfície de fratura típica para materiais compósitos de matriz frágil, carregada com componentes granulados, particulados e fibrosos, onde o padrão de propagação da fratura se assemelhou à fratura intergranular dos metais. Verificou-se, através dos resultados quantitativos, que a tenacidade à fratura dos materiais de fricção apresenta um decaimento exponencial em função da temperatura, diferente dos materiais metálicos, por exemplo, que apresentam aumento da tenacidade à fratura quando testados em temperaturas mais elevadas. Esse comportamento diferenciado dos materiais de fricção está diretamente associado à estrutura fundamental dos termorrígidos, e a rede de ligações químicas entre cadeias. Foi escolhida uma abordagem probabilística para análise dos resultados, com foco no conceito de projeto robusto. O modelo de Weibull foi utilizado na análise de probabilidade de falha a partir da determinação do valor de KIC de cada um dos materiais caracterizados, correspondente ao critério de probabilidade de falha admitida em projeto. Adicionalmente, foi possível estabelecer um equacionamento do comportamento da tenacidade à fratura dos materiais de fricção em função da temperatura, o qual pode ser utilizado como ferramenta de pesquisa e desenvolvimento de materiais de fricção. A tenacidade à fratura dos materiais de fricção em função da temperatura foi correlacionada, através da análise de elementos finitos, com os esforços em serviço do componente de fricção no sistema de freio, possibilitando a estimativa do tamanho de trinca máximo admissível para o componente de fricção submetido a tais esforços. Além disso, foi realizada a correlação da propriedade de tenacidade à fratura dos materiais de fricção com suas respectivas resistências à compressão. Verificou-se que para todos os cinco materiais, a relação entre KIC e resistência à compressão obedece a uma função linear crescente. Esta correlação entre tenacidade à fratura e resistência à compressão tem grande utilidade para indústria, visto que o ensaio de resistência à compressão é de fácil implementação e poderia ser utilizado como controle de qualidade indireto para tenacidade à fratura. / This work presents the application of fracture mechanics concepts to friction materials, specifically related to composite friction materials fracture toughness and its utilization as a design requirement for components to automotive industry. Fracture toughness concept has been treated as a performance characteristic and application requirement in the design of new friction materials, with the purpose of mitigating service failures due to component breakage. A method was proposed to measure fracture toughness of friction materials, based on adequate standard, ASTM D5045-99. It was validated through characterization of five friction materials, currently used in assembling brake systems for heavy vehicles used for goods transportation as well as for passengers, in Brazilian, Latin American and United States markets, and by comparing results obtained with expected data base of available literature. Fracture toughness measurements were carried out as a function of temperature. Fractographic analyses have shown a fracture surface pattern, typical for composite materials with fragile matrix, filled with granulated, particulate and fibrous components, and the fracture propagation pattern has shown similarities with metals intergranular fracture. It was observed, based on quantitative results obtained, that fracture toughness of friction materials assumes an exponential drop as a function of temperature, different from metallic materials, for example, which show a fracture toughness increase when evaluated at higher temperatures. This unusual behavior of friction materials is directly associated to the structure of thermosetting materials, and its chemical bonds between molecular chains. Probabilistic approach was defined for results analyses, based on concept of robust design. Additionally, an equation has been established that represents fracture toughness behavior of friction materials as a function of temperature, which can be used as a tool for research and development of friction materials. Fracture toughness of friction materials, associated with temperature has been correlated, through finite element analysis, with stresses on friction component during brake system service, allowing the estimation of maximum admissible crack length on the friction component working under those stresses. Complementarily, a correlation of fracture toughness of friction materials with their respective compression strength has been made. It was verified that, for all materials evaluated, relation between KIC and compression strength is represented by a directly proportional linear function. The correlation between fracture toughness and compression strength has extensive usage for industry, as compression strength test can be easily implemented, and could be used as an indirect quality control parameter for fracture toughness.

O Aeromóvel é um sistema não-convencional de transportes urbanos, baseado na aplicação de forças devido às diferenças de pressão entre duas câmaras, de forma similar à que ocorre em pistões pneumáticos e hidráulicos. A linha sobre a qual o veículo se move é composta de vigas vazadas, as quais são divididas em câmaras por meio de anteparos ligados ao veículo. A diferença de pressão responsável pela propulsão do mesmo é gerada por um ventilador, que pressuriza ou esvazia uma câmara conforme o sentido do movimento desejado. O veículo é dotado de um sistema de freios de atrito, utilizado para assegurar a parada do mesmo nas estações e de forma a garantir a segurança do veículo e de seus passageiros em caso de falhas no sistema propulsor. Devido à necessidade de se assegurar um acesso conveniente dos passageiros ao veículo, é necessário que a parada do mesmo nas estações seja feita com pequenos erros de posicionamento. Por essa razão, os freios devem ser possuir um sistema próprio de controle automatizado, garantindo assim que a parada ocorra com erros de amplitude satisfatória. Este trabalho aborda o desenvolvimento de um novo algoritmo de controle automático de parada do veículo do sistema Aeromóvel de transportes, visando a aprimorar o sistema de controle já existente. Inicialmente, descrevem-se as características gerais desse sistema de transporte, incluindo-se seus princípios de funcionamento e seus modos de operação, bem como modelo simplificado do comportamento dinâmico do elemento transportador durante sua operação. Também é apresentada a linha piloto do sistema, instalada em Porto Alegre - RS, com seus principais componentes físicos e dimensões. Atenção especial é dada à descrição do veículo de testes e aos elementos que o compõem. A técnica de controle atualmente utilizada pelo sistema de freios é discutida, e suas limitações são avaliadas. Com base no estudo das características do sistema Aeromóvel como um todo e de seu aparato de frenagem em particular, desenvolve-se o projeto do algoritmo de controle proposto. O controlador em questão é baseado na técnica de controle PID, com ganhos selecionados por meio da abordagem de tabelamento de ganhos (gain scheduling). O critério de seleção dos conjuntos de ganhos utilizados é baseado num algoritmo de estimativa da massa transportada pelo veículo em cada ciclo de operação. Os aspectos relacionados à implementação do novo controlador também são discutidos, incluindo-se os circuitos de instrumentação e o hardware de processamento necessário ao cálculo online do algoritmo proposto. Finalmente, as características do controlador são avaliadas experimentalmente, incluindo-se a validação do método utilizado para estimar a massa transportada pelo veículo. / Aeromóvel is a non-conventional urban transport system, based on the application of forces due to the difference of pressure between two chambers in a way that is similar to that of hydraulic and pneumatic pistons. The line along which the vehicle moves is composed of hollow beams, divided in chambers by means of rigid barriers attached to the vehicle. The pressure difference that propels the vehicle is generated by means of a fan that pressurizes or exhausts one of the chambers according to the direction of the desired movement. The vehicle is equipped with a friction-based braking system that is used so that the stopping at the stations is ensured and the safety of the passengers is safeguarded in case of failure of the propelling system. Due to the need of granting an adequate access of the passengers to the vehicle, it is necessary that its stopping at the stations be carried out with small positioning errors. For this reason, the braking system must possess an automatic control system of its own, capable of guaranteeing that station stopping occurs with errors of acceptable amplitude. This work describes the development of a new control algorithm to be applied to the automatic braking scheme of the Aeromóvel transport system, in order to enhance its performance. Initially, the general characteristics of the transport system as a whole are described, including its operation principles and a simplified mathematical model of the dynamic behavior of its transporting element during normal operation. It is also presented the experimental line of the system that is installed in Porto Alegre - RS, with its main physical components and dimensions. Special attention is given to the test vehicle and its components. The control technique that is currently employed with the braking system is discussed, and its limitations are taken into account. Based on the study of the Aeromovel system as a whole and of its braking system in particular, the proposed control algorithm is developed. Such controller is based on the PID control technique, with gains selected by means of the gain scheduling approach. The selection criterion of the gain sets is obtained from an algorithm for estimating the mass that is transported by the vehicle during each operation cycle. The features related to the practical implementation of the proposed controller are also discussed, including the measurement circuits and the processing hardware that is needed for the online calculation of the proposed algorithm. Finally, the characteristics of the proposed controller are investigated experimentally, and the validation of the algorithm employed to estimate the mass that is transported by the vehicle is discussed.

Este trabalho apresenta a aplicação dos conceitos da mecânica da fratura para materiais de fricção, especificamente sobre a tenacidade à fratura de materiais compósitos de fricção e sua utilização como requisito de projeto de componentes para a indústria automobilística. O conceito de tenacidade à fratura foi abordado como propriedade de desempenho e requisito de aplicação no projeto de novos materiais de fricção com objetivo de mitigar a ocorrência de falhas em serviço por quebra do componente. Foi proposto um método de medição para a tenacidade à fratura dos materiais de fricção, baseado na norma pertinente, ASTM D5045-99. O método foi validado através da caracterização de cinco materiais de fricção, atualmente utilizados na montagem de sistemas de freio destinados a veículos pesados de transporte de carga e passageiros, para os mercados brasileiro, da América Latina e dos Estados Unidos, e pelo confronto dos resultados obtidos, com expectativas de resultados baseados na literatura existente. Foram realizados os testes de medição da tenacidade à fratura em função da temperatura. As análises fractográficas mostraram um padrão de superfície de fratura típica para materiais compósitos de matriz frágil, carregada com componentes granulados, particulados e fibrosos, onde o padrão de propagação da fratura se assemelhou à fratura intergranular dos metais. Verificou-se, através dos resultados quantitativos, que a tenacidade à fratura dos materiais de fricção apresenta um decaimento exponencial em função da temperatura, diferente dos materiais metálicos, por exemplo, que apresentam aumento da tenacidade à fratura quando testados em temperaturas mais elevadas. Esse comportamento diferenciado dos materiais de fricção está diretamente associado à estrutura fundamental dos termorrígidos, e a rede de ligações químicas entre cadeias. Foi escolhida uma abordagem probabilística para análise dos resultados, com foco no conceito de projeto robusto. O modelo de Weibull foi utilizado na análise de probabilidade de falha a partir da determinação do valor de KIC de cada um dos materiais caracterizados, correspondente ao critério de probabilidade de falha admitida em projeto. Adicionalmente, foi possível estabelecer um equacionamento do comportamento da tenacidade à fratura dos materiais de fricção em função da temperatura, o qual pode ser utilizado como ferramenta de pesquisa e desenvolvimento de materiais de fricção. A tenacidade à fratura dos materiais de fricção em função da temperatura foi correlacionada, através da análise de elementos finitos, com os esforços em serviço do componente de fricção no sistema de freio, possibilitando a estimativa do tamanho de trinca máximo admissível para o componente de fricção submetido a tais esforços. Além disso, foi realizada a correlação da propriedade de tenacidade à fratura dos materiais de fricção com suas respectivas resistências à compressão. Verificou-se que para todos os cinco materiais, a relação entre KIC e resistência à compressão obedece a uma função linear crescente. Esta correlação entre tenacidade à fratura e resistência à compressão tem grande utilidade para indústria, visto que o ensaio de resistência à compressão é de fácil implementação e poderia ser utilizado como controle de qualidade indireto para tenacidade à fratura. / This work presents the application of fracture mechanics concepts to friction materials, specifically related to composite friction materials fracture toughness and its utilization as a design requirement for components to automotive industry. Fracture toughness concept has been treated as a performance characteristic and application requirement in the design of new friction materials, with the purpose of mitigating service failures due to component breakage. A method was proposed to measure fracture toughness of friction materials, based on adequate standard, ASTM D5045-99. It was validated through characterization of five friction materials, currently used in assembling brake systems for heavy vehicles used for goods transportation as well as for passengers, in Brazilian, Latin American and United States markets, and by comparing results obtained with expected data base of available literature. Fracture toughness measurements were carried out as a function of temperature. Fractographic analyses have shown a fracture surface pattern, typical for composite materials with fragile matrix, filled with granulated, particulate and fibrous components, and the fracture propagation pattern has shown similarities with metals intergranular fracture. It was observed, based on quantitative results obtained, that fracture toughness of friction materials assumes an exponential drop as a function of temperature, different from metallic materials, for example, which show a fracture toughness increase when evaluated at higher temperatures. This unusual behavior of friction materials is directly associated to the structure of thermosetting materials, and its chemical bonds between molecular chains. Probabilistic approach was defined for results analyses, based on concept of robust design. Additionally, an equation has been established that represents fracture toughness behavior of friction materials as a function of temperature, which can be used as a tool for research and development of friction materials. Fracture toughness of friction materials, associated with temperature has been correlated, through finite element analysis, with stresses on friction component during brake system service, allowing the estimation of maximum admissible crack length on the friction component working under those stresses. Complementarily, a correlation of fracture toughness of friction materials with their respective compression strength has been made. It was verified that, for all materials evaluated, relation between KIC and compression strength is represented by a directly proportional linear function. The correlation between fracture toughness and compression strength has extensive usage for industry, as compression strength test can be easily implemented, and could be used as an indirect quality control parameter for fracture toughness.

Orientador: Fausto Rodrigues Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T18:17:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SantosJunior_AutelianoAntunesdos_D.pdf: 9052011 bytes, checksum: 96d29916ec7945efc8fd122dc3c1821e (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo obter um valor para o coeficiente global de transferência de calor adequado para simular o processo do aquecimento de rodas ferroviárias durante a frenagem em rodas de 33 pol (838 mm). Para tanto, construiu-se um dispositivo de ensaios de material de atrito para freios ferroviários e rodas, em escala real, capaz de simular as condições de frenagem mais comuns encontradas na operação ferroviária. Mediram-se as variações de temperatura e potência de frenagem, para diversos ensaios padronizados, que foram comparadas com os resultados obtidos por simulação numérica do processo de frenagem. Definiu-se uma metodologia de obtenção do valor do coeficiente procurado, a qual foi seguida até que os resultados obtidos concordassem com os medidos em margens consideradas adequadas. A obtenção deste valor é de fundamental importância para o cálculo da distribuição das tensões térmicas e para as pesquisas futuras visando a determinação de condições seguras de operação das ferrovias / Abstract: The objective of this work is to determine a value of the overall heat transfer coefficient to be able to simulatethe heating during braking process in 33 inch railroad wheels. To achieve this objective it was necessary to design and construct a full scale railroad brake dynamometer to reproduce the most commom braking conditions found in railroad operation. The variations in brake power and temperature were measured during standardized tests and were compared to the results obteined ftom a finite element numerical simulation. Many trial simulations were realized in order to achieve better agreement between the numerical predictions and the experimental results. The results of this work are important to determine the thermal stress distribution in railroad wheels during braking and this represents the major aim of works developed in the Railroad Laboratory of the State University of Campinas / Doutorado / Mecanica dos Solidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Fausto Rodrigues Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenaria Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T20:42:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resende_WeisnerA.A.M.Calafiori_M.pdf: 3396776 bytes, checksum: 7c49c44112d811bd5b4aea76bb30104c (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Os problemas relacionados à frenagem são uma das principais áreas de estudo da engenharia ferroviária. O Laboratório Ferroviário da Faculdade de Engenharia Mecânica da Unicamp tem como principal área de pesquisa o estudo dos processos de frenagem, que envolve os problemas de materiais de atrito e rodas ferroviárias. Para o desenvolvimento destes estudos, foram construídos três dispositivos de ensaios de frenagem, o Dispositivo de Ensaios de Amostras - D.E.A.; a Máquina de Ensaio de sapatas - M.E.S. e o Danço Dinamométrico. O objetivo deste trabalho é apresentar um procedimento para a automação na aquisição de dados e no controle destas máquinas de ensaio e sua integração com os outros equipamentos de medição existentes. Para isto, foi desenvolvido um programa de computador que foi denominado de PROCAD ( Programa para Controle e Aquisição de Dados). Neste trabalho, apresentam-se os conceitos, tipos de comando e formas construtivas dos sistemas de frenagem e algumas de suas aplicações no estudo de frenagem. Seguem-se a descrição da instrumentação eletrônica existente nos dispositivos de ensaio, o programa desenvolvido e a sua utilização. Apresentam-se ainda alguns resultados de ensaios já realizados / Abstract: The problems related to braking consist on a mean area of study on railway. Braking processes study is one of mean areas of research at the Engineering Railway Lab at Mechanical Engineer School at State University of Campinas - Unicamp. This includes friction material and railway wheel problems. For the development of this studies, 3 braking test machine were developed : one Sample Test Device (D.E.A.); one Break Shoes Test Machine (M.E.S.) and a Inertia Dynamometer. The objective of this work is to present a procedure to automatize data acquisition and control of braking test machines and the connection of them to other instruments of the Engineering Railroad Lab. For achieving this goal, a computer program called PROCAD (Programa para Controle e Aquisição de Dados) was developed. Breaking concepts, command types and constructive forms and some of their applications are presented. Friction material and railway wheels are studies. Test Machine for breaking process and material research, existing at Mechanical Engineer School at Unicamp, and their application on the breaking studies are present, too. A description of electronic instrumentation, the program developed and it's usage follows on the job, which is includes by, resultant applications for research considering / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Ester Maria Danieli Nicola / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-07-29T06:06:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fiorotti_RenataCristina_M.pdf: 18141994 bytes, checksum: d0d0ff9349d3714a37f6c88903444c42 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A presença de freio anômalo, tanto labial superior como lingual, pode desencadear uma série de alterações do ponto de vista ortodôntico e fonatório. Quando é indicada a remoção cirúrgica dos freios, denominada frenectomia, o profissional dispõe de diversas técnicas convencionais padronizadas, desenvolvidas com o objetivo de melhorar os resultados clinicos e minimizar os efeitos indesejáveis, presentes em cirurgias convencionais sob anestesia local, mesmo que considerados procedimentos simples. Os principais efeitos observados nas cirurgias de tecido mole realizadas com o uso de bisturi e lâmina fria, são a dor e o sangramento que, embora de pequena intensidade, leva, na maioria das vezes, à necessidade de sutura. O manuseio cirúrgico resulta em edema pós-operatório, acompanhado ou não de hematomas e necessidade de medicação analgésica e/ou antinflamatória. Considerando que a maioria dos pacientes submetidos a este tipo de cirurgia é constituída de crianças de 3 a 8 anos de idade e que, geralmente, pouco colaboram para a realização de uma intervenção mais invasiva, é sempre desejado um procedimento mais rápido, igualmente eficiente e com um pós-operatório de melhor qualidade. O laser de C02, devido à interação com os tecidos biológicos, apresenta-se como excelente instrumento para este tipo de cirurgia, minimizando e/ou eliminando os fatores adversos citados. O presente trabalho traz ampla revisão bibliográfica sobre o assunto, explica, brevemente, a fisica do laser e sua interação com os tecidos biológicos, propõe e padroniza uma técnica para realização de frenectomias labiais e linguais, descrevendo a relação destes freios com as funções ortodônticas e fonoarticulatórias, salientando a importância de um tratamento precoce. A técnica cirúrgica com laser de C02, bem como a indicação e as vantagens para cada uma das situações, serão apresentadas na forma de dois trabalhos independentes / Abstract: The presence of an anomalous frenum, either labial or lingual, can promote many orthodontics and/or speech disorders. When the surgery, so called frenectomv, is done, the professionals have a lot of conventional and standardized techniques that were developed to obtain better clinical results and reduce the effects of the surgery, that although simple, presents all the effects of any small conventional surgery, under local anesthesia. The main effects observed in soft tissue surgeries with scalpel are pain and bleeding which, even present in low intensity, needs suture. The tissue manipulation results in post-operative edema, with or without hematoma and requires analgesic and antinflammatory medication. Considering that the majority of patients submitted to frenectomy are children 3-8 years old which , usually, do not co-operated with the surgery, a quick and efficient procedure, with better post-operative sintoms is always desired. The CO2 laser, through its biologic tissue interaction, is an excellent instrument to this type of surgery, reducing and/or eliminating the adverse factors. The present work shows a large bibliographical revision about the frenum, explains shortly the laser physics, propose and standardize a technique to lingual and labial frenectomies. It also discuss the frenum relationship with orthodontic and speech function, emphasizingthe advantages of early treatment. The surgical technique with CO2 laser, as well as the indication and advantages of each situation, will be presented as 03 independent articles / Mestrado / Ciencias Biomedicas / Mestre em Ciências Médicas

Esta tese estuda a emissão de ruído de alta frequência em freios automotivos, conhecida como squeal. Para tanto, uma série de ensaios foram executados em sistemas de freio em um dinamômetro inercial. Foram colocados acelerômetros na pastilha e no caliper em três direções ortogonais, e foram testados dois diferentes tipos de sistemas de freio comerciais. Os ensaios revelaram que, durante os períodos silenciosos, o movimento vibratório da pastilha acontece tanto na direção tangencial radial quanto na direção radial no plano definido pelo disco, além da direção axial. Estas vibrações ocorrem de modo independente, não mostrando acoplamento entre os movimentos. Durante os períodos de emissão sonora intensa, os valores de vibração aumentam significativamente e ocorre o acoplamento dos movimentos nas direções tangencial e radial, que passam a apresentar sincronismo de fase e de frequência. O movimento da pastilha na direção radial é explicado pelos modos de vibração do disco, e pastilha e disco são tratados como dois osciladores fracamente acoplados. Para o tratamento de osciladores, utiliza-se o modelo de Kuramoto. O sincronismo, neste modelo, ocorre devido ao acoplamento entre os osciladores e devido à proximidade das frequências naturais de pastilha e disco. A aplicação do modelo nos sistemas ensaiados mostrou boa aderência aos dados experimentais. Finalmente, é proposta a utilização de um coeficiente adimensional de maneira a incluir no estudo dinâmico do sistema variáveis puramente tribológicas. / This paper studies friction induced high frequency noise in automotive brakes, known as squeal. Aiming this purpose, a series of experiments were performed using brake systems in an inertial dynamometer. Accelerometers were installed on pad and caliper, measuring in three orthogonal directions, in two different commercial brake systems. The tests showed that, during the silent runs, pad vibration happens in tangential and radial directions, besides the axial direction, considering the coordinate reference frame on the plane defined by the brake disc. These vibrations happen in an independent fashion, indicating no coupling between motions in different directions. During the squeal periods, however, vibration amplitudes increase sharply and phase and frequency synchronization between tangential and radial vibrations is observed, indicating vibration coupling. Pad movement in radial direction is caused by disc in-phase vibration mode. Pad and disc are treated as two harmonic oscillators according to Kuramoto model. In this model, synchronization is caused by weak coupling between pad and disc natural frequencies, due to frequency proximity. A numerical simulation of Kuramoto model was able to emulate the experimental data. Finally, a new non-dimensional coefficient is proposed in order to include in this dynamic model the influence of pure tribological effects.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T16:01:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:06:08Z : No. of bitstreams: 1 192285.pdf: 101649091 bytes, checksum: b90362d343d41980bde2a0e107057422 (MD5) / Ruído de alta freqüência (acima de 2000 Hz) em sistemas de freios tem recebido grande atenção por parte da indústria automobilística. Este tipo de ruído, também conhecido como "squeal", é percebido pelos usuários como um problema no sistema de freios. Esta percepção afeta de modo substancial não só índices de qualidade e satisfação, mas principalmente os custos relacionados à garantia e assistência técnica. O ruído de alta freqüência em sistemas de freios é resultado do acoplamento de dois modos de vibração dos componentes do freio, tais como disco, pastilha e pinça. Entre as técnicas utilizadas para o controle deste tipo de ruído, o aumento do amortecimento modal tem-se mostrado uma solução eficiente. O método mais comumente utilizado para aumentar-se o amortecimento modal do sistema tem sido a utilização de materiais multicamadas, também conhecidos como "shims", colados na parte anterior das pastilhas de freio. A configuração destes "shims" consiste de um ou mais materiais viscoelásticos (polímeros) restringidos entre duas camadas metálicas, usualmente aço. Em algumas configurações, uma camada viscoelástica, geralmente borracha sintética, é aplicada sobre a face externa destas camadas metálicas, com o objetivo de melhorar ainda mais as características de amortecimento do sistema. Estas configurações, com material viscoelástico na face externa do "shim", tem-se mostrado útil no controle de ruído de alta freqüência em alguns casos, sendo, porém, aplicadas sem sucesso em outros. O objetivo principal desta pesquisa é investigar a influência de tais configurações no amortecimento modal introduzido pelos materiais multicamadas. Para isto, a compreensão do mecanismo de geração do ruído de alta freqüência torna-se necessária. Neste trabalho, primeiramente, o mecanismo de amortecimento de materiais viscoelásticos é descrito. Em materiais multicamadas, este mecanismo é dependente, além dos parâmetros geométricos da configuração, da presença ou não de uma camada metálica restringindo o material viscoelástico. As medições das propriedades dinâmicas dos materiais viscoelásticos utilizados nesta pesquisa são também apresentadas.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-08T15:17:36Z No. of bitstreams: 1 2017_LuizGustavodaRochaCaixeta.pdf: 10017661 bytes, checksum: 1284620365c2d59b1517e2a9cc296556 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-24T21:11:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LuizGustavodaRochaCaixeta.pdf: 10017661 bytes, checksum: 1284620365c2d59b1517e2a9cc296556 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-24T21:11:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LuizGustavodaRochaCaixeta.pdf: 10017661 bytes, checksum: 1284620365c2d59b1517e2a9cc296556 (MD5) Previous issue date: 2017-11-24 / Considerando que o automóvel é um dos meios de transporte com maior impacto na sociedade atual, é essencial testá-lo a fim verificar o correto funcionamento de cada uma de suas partes e sistemas, especialmente do sistema de freio, visto que se trata de um item indispensável para segurança veicular. Uma maneira de ensaiar sistemas de freio, na indústria ou em laboratório, é por meio de dinamômetro inercial, que permite estudar em detalhe seu comportamento. Neste sentido, foi realizado um projeto de modernização e automação de um dinamômetro inercial, existente no Laboratório de Tribologia da Universidade de Brasília, o que permitiu o funcionamento automático, sem a necessidade da presença e/ou ingerência de um operador. Com esse intuito, foram realizadas ações, de cunho mecânico, visando melhorar o comportamento estático e dinâmico do equipamento. Em seguida foram implementados componentes elétricos para acionar e controlar o funcionamento do dinamômetro e criado um sistema eletrônico de controle e aquisição de dados para automatizar o equipamento. Todos estes subsistemas foram integrados de tal forma que o dinamômetro pudesse ser comandado e monitorado desde um computador. Para isto, elaborou-se um software baseado em LabView, para o controle dos ensaios e aquisição de dados. Finalmente, o funcionamento do dinamômetro automatizado foi comissionado por meio de ensaios de frenagem, utilizando sistemas de freio de veículos leves, o que garantiu e confirmou que há repetibilidade nos dados coletados e reprodutividade dos ensaios realizados. Dois tipos de ensaios foram realizados: um adaptado da norma SAE J2522 e outro de condições extremas de utilização do dinamômetro. Utilizaram-se discos de ferro fundido de ligas diferentes designadas como: Fe250, FeTi e FeAC. Por fim, ao longo do comissionamento do dinamômetro foram coletados dados de: força de atrito; distância de frenagem; tempo de frenagem, temperatura e rugosidade; todos em função da pressão de acionamento do freio, do ciclo e do tipo de ensaio realizado. / Considering that the automobile is one of the means of transport with the greatest impact on society, it is, therefore, essential to test the correct operation of each of its parts and systems, especially regarding the brake system, an indispensable item for vehicle safety. Both at industrial and laboratory levels, a way to test brake systems is by using an inertial dynamometer, which allows studying in detail its behavior. In this sense, this project consisted in the modernization and automation of the inertial dynamometer in the Laboratory of Tribology of the University of Brasilia, allowing its automatic operation; i.e., without the presence and/or intervention of an operator. To this end, mechanical actions were carried out to improve the static and dynamic behavior of the equipment. Then, electrical components were implemented to trigger and control the operation of the dynamometer, creating an electronic system of control to automate the equipment of data acquisition. All these subsystems were integrated in a way that the dynamometer could be controlled and monitored by a computer. For that purpose, a LabView-based software was devised to control the tests and the data acquisition. Finally, the operation of the automated dynamometer was validated by brake tests, using light passenger vehicle brake systems, which guaranteed and confirmed repeatability in the data collected and tests reproducibility. Two types of tests were performed: one adapted from the SAE J2522 norm and the other testing the dynamometer in extreme conditions. In both tests cast iron disks of different alloys were used, namely, Fe250, FeTi and FeAC. Finally, throughout the whole dynamometer validation process, the following data was collected: friction force; braking distance; braking time; temperature and roughness; and all these factors depend on the brake pressure, the number of cycles and the type of test performed.

Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-10-06T18:15:36Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Ricardo Gilberto Lamb.pdf: 191809 bytes, checksum: 667a07c242283cde755a72406fc2802f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-06T18:15:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Ricardo Gilberto Lamb.pdf: 191809 bytes, checksum: 667a07c242283cde755a72406fc2802f (MD5)