Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-05-20T20:14:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_SistemaComputacionalGráfico.pdf: 7158699 bytes, checksum: 95038dc4d47ce770d2d418b6065f18d5 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-05-22T14:56:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_SistemaComputacionalGráfico.pdf: 7158699 bytes, checksum: 95038dc4d47ce770d2d418b6065f18d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-22T14:56:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_SistemaComputacionalGráfico.pdf: 7158699 bytes, checksum: 95038dc4d47ce770d2d418b6065f18d5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Com os avanços científicos e tecnológicos, o engenheiro estrutural passou a desenvolver e/ou ter acesso a programas computacionais que possibilitam análises numéricas mais avançadas. Isso vem proporcionando aumento da segurança e economia dos projetos. Para a concepção de estruturas mais esbeltas, a realização de análises não lineares geométricas, em que os efeitos de segunda ordem são explicitamente incluídos, torna-se cada vez mais comum. Nesse contexto, esta dissertação tem como objetivo avaliar o comportamento não linear geométrico estático de sistemas estruturais reticulados planos através do desenvolvimento e emprego de um sistema computacional gráfico interativo, denominado aqui AFA-OPSM (Advanced Frame Analysis - Ouro Preto School of Mines). Esse sistema utiliza os recursos de programação gráficos interativos (GUI) do software MATLAB, e apresenta, de forma acoplada, as etapas de pré-processamento, análise estrutural e pósprocessamento. Destaca-se ainda que ele é construído segundo o paradigma da programação orientada à objetos (POO), em que várias estratégias de solução não linear foram incorporadas. As formulações não lineares de elementos finitos são desenvolvidas considerando as teorias de treliças, de viga de Euler-Bernoulli e de Timoshenko, nos referenciais Lagrangiano total e co-rotacional. Os resultados numéricos obtidos, assim como os recursos gráficos interativos do AFA-OPSM, são avaliados através do estudo de problemas estruturais clássicos de estabilidade encontrados na literatura, alguns considerados fortemente não lineares. ______________________________________________________________________________ / ABSTRACT: With the scientific and technologic advances, the structural engineer has now access to computational programs that make possible more advanced numerical analysis. This have proportionate an increase in the safety and economy of projects. For the conception of slender structures, the use of geometrically nonlinear analysis, where second order effects are explicitly included, are becoming more and more common. In this context, this dissertation aims to evaluate the geometrically nonlinear static behavior of plane trusses and frame structural systems through the development and use of an interactive graphical computational system, named here AFA-OPSM (Advanced Frame Analysis – Ouro Preto School of Mines). This system is developed with the programming and graphics resources of the software MATLAB, and shows, in an integrated way, the phases of modeling, analysis and results visualization. Still, it is important to point out that this computational system is build following the object orientation paradigm, in which a diversity of nonlinear solution strategies are incorporated. The nonlinear finite elements formulations are developed considering the bar and the Euler-Bernoulli and Timoshenko beam theories, and the total Lagrangian and co-rotational reference systems. The numerical results obtained in this work, as well as the graphical resources in AFA-OPSM, are evaluated and validated through the study of classical stability structural problems found in literature, some of which are considered highly nonlinear.

A otimização de processos tem como objetivo a maximização, ou minimização, de uma função objetivo que descreve o problema a ser resolvido. Para tanto, dependendo do problema e visando a obtenção da melhor resposta no menor tempo, podem ser utilizadas técnicas estocásticas ou determinísticas. Atualmente, o emprego de otimizadores não mais se restringe às aplicações da indústria de processos e manufaturas, mas também em outras áreas, como, por exemplo, a de energias renováveis. Esse fato se deve à conscientização acerca das consequências da utilização combustíveis fósseis e da busca pelo maior custo-benefício em projetos da área. Este trabalho tem como objetivo estudas o posicionamento de aerogeradores em um parque eólico utilizando otimização de processos. Para tal, foi desenvolvido um modelo baseado em Katic et al. (1986) para a descrição do déficit de velocidade do vento, aplicando o conceito de blending functions para combinar as perdas pelo efeito de esteira em todas as direções de vento incidente. O resultado é um modelo de rápida execução e qualitativamente correto. Comparou-se, então, soluções de otimizadores de busca direta global do tipo estocástico (PSO) e determinístico (DIRECT), escolhidos em função da não-regularidade da função objetivo. Considerou-se, também, o valor de 15% de perda de energia em relação à geração ideal como sendo o máximo aceitável para as respostas. O DIRECT alcançou soluções viáveis para até 8 turbinas, enquanto o PSO solucionou o problema para até 13 aerogeradores. Os resultados do PSO com 80 partículas e 100 iterações, para posicionamento de 13 aerogeradores, foi comparado com os resultados mostrados por Mosetti et al. (1994), mostrando uma necessidade de área de terreno cerca de cinco vezes menor para cada turbina. Avaliou-se, então, a influência os parâmetros algoritmo PSO, tanto os internos quantos os externos (número de partículas e iterações), em cenários de média e alta complexibilidade para a mesma quantidade de avaliações da função objetivo, respectivamente. As soluções encontradas mostraram que tais parâmetros tem grande efeito nas respostas dos otimizadores. / The aim of process optimization is maximize, or minimize, an objective function that describes a problem to be solved. To do that, depending on the problem and aiming the best solution in a shortest time, stochastic or deterministic techniques can be used. Currently, the use of optimizers no longer is restricted to process and manufacturing industrial problems, but in many others fields, like, for example, the renewable energy. This is due to the awareness about the consequences of using fossils fuels and looking for the best cost-effective in the projects of this area. The objective of this work is study the set of wind turbines in a wind park using process optimization. To do that, it was developed a model based on Katic et al. (1986) to describe the wind speed decay, using the knowledge of blending functions to add the wake losses in all wind directions. The result is a fast performance and qualitatively correct model. Then, global direct search optimizers solutions, a stochastic (PSO) and a deterministic (DIRECT), were compared. Those were chosen due the non-regular objective function. It was considerer 15% as the maximum acceptable energy losses, compared to the ideal, of the positioning answeres. The DIRECT reached viable solutions up to 8 turbines while the PSO solved the problem up to 13 turbines. The results of the PSO with 80 particles and 100 iteractions to positioning 13 turbines, was compared with the results shown by Mosetti et al. (1994) resulting in about 5 times less land required to each turbine. Then, it was evaluated the effect os the PSO parameters, inner and outer (number of particles and iteractions), in medium and high complexity scenarios to the same amount of objective functions evaluations. The solutions reached shown that those parameters have large influence in the optimizers solutions.

A otimização de processos tem como objetivo a maximização, ou minimização, de uma função objetivo que descreve o problema a ser resolvido. Para tanto, dependendo do problema e visando a obtenção da melhor resposta no menor tempo, podem ser utilizadas técnicas estocásticas ou determinísticas. Atualmente, o emprego de otimizadores não mais se restringe às aplicações da indústria de processos e manufaturas, mas também em outras áreas, como, por exemplo, a de energias renováveis. Esse fato se deve à conscientização acerca das consequências da utilização combustíveis fósseis e da busca pelo maior custo-benefício em projetos da área. Este trabalho tem como objetivo estudas o posicionamento de aerogeradores em um parque eólico utilizando otimização de processos. Para tal, foi desenvolvido um modelo baseado em Katic et al. (1986) para a descrição do déficit de velocidade do vento, aplicando o conceito de blending functions para combinar as perdas pelo efeito de esteira em todas as direções de vento incidente. O resultado é um modelo de rápida execução e qualitativamente correto. Comparou-se, então, soluções de otimizadores de busca direta global do tipo estocástico (PSO) e determinístico (DIRECT), escolhidos em função da não-regularidade da função objetivo. Considerou-se, também, o valor de 15% de perda de energia em relação à geração ideal como sendo o máximo aceitável para as respostas. O DIRECT alcançou soluções viáveis para até 8 turbinas, enquanto o PSO solucionou o problema para até 13 aerogeradores. Os resultados do PSO com 80 partículas e 100 iterações, para posicionamento de 13 aerogeradores, foi comparado com os resultados mostrados por Mosetti et al. (1994), mostrando uma necessidade de área de terreno cerca de cinco vezes menor para cada turbina. Avaliou-se, então, a influência os parâmetros algoritmo PSO, tanto os internos quantos os externos (número de partículas e iterações), em cenários de média e alta complexibilidade para a mesma quantidade de avaliações da função objetivo, respectivamente. As soluções encontradas mostraram que tais parâmetros tem grande efeito nas respostas dos otimizadores. / The aim of process optimization is maximize, or minimize, an objective function that describes a problem to be solved. To do that, depending on the problem and aiming the best solution in a shortest time, stochastic or deterministic techniques can be used. Currently, the use of optimizers no longer is restricted to process and manufacturing industrial problems, but in many others fields, like, for example, the renewable energy. This is due to the awareness about the consequences of using fossils fuels and looking for the best cost-effective in the projects of this area. The objective of this work is study the set of wind turbines in a wind park using process optimization. To do that, it was developed a model based on Katic et al. (1986) to describe the wind speed decay, using the knowledge of blending functions to add the wake losses in all wind directions. The result is a fast performance and qualitatively correct model. Then, global direct search optimizers solutions, a stochastic (PSO) and a deterministic (DIRECT), were compared. Those were chosen due the non-regular objective function. It was considerer 15% as the maximum acceptable energy losses, compared to the ideal, of the positioning answeres. The DIRECT reached viable solutions up to 8 turbines while the PSO solved the problem up to 13 turbines. The results of the PSO with 80 particles and 100 iteractions to positioning 13 turbines, was compared with the results shown by Mosetti et al. (1994) resulting in about 5 times less land required to each turbine. Then, it was evaluated the effect os the PSO parameters, inner and outer (number of particles and iteractions), in medium and high complexity scenarios to the same amount of objective functions evaluations. The solutions reached shown that those parameters have large influence in the optimizers solutions.

Orientador : Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T17:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Correa_MarioAparecido_M.pdf: 4285270 bytes, checksum: 4525524630a7c23f3fa0cc818e72a548 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Apresenta-se um ambiente de simulação computacional, desenvolvido sobre a plataforma MATLAB, para diversos problemas e efeitos eletromagnéticos. Pela sua versatilidade e abrangência o Método dos Elementos Finitos foi adotado na resolução das equações correspondentes, derivadas das Equações de Maxwell. Aspectos computacionais e vários exemplos de aplicação são discutidos em detalhe. A técnica de simulação pelo Método de Elementos Finitos vem sendo largamente utilizada em diversos ramos da engenharia e, em especial, como auxiliar no modelamento de dispositivos baseados em ondas eletromagnéticas. Por outro lado, com uma difusão no meio científico e industrial já bastante ampla, o MATLAB tem se mostrado como uma poderosa ferramenta para o desenvolvimento,testes e implementação dos mais variados algoritmos de computação numérica. Aliar o ambiente do MATLAB às técnicas de programação para o Método de Elementos Finitos torna-se uma tarefa quase que natural se, levarmos em consideração o aspecto matricial do método e, as funcionalidades de manipulação matricial do ambiente. Isto motivou a concepção da toolbox meftoot apresentada neste trabalho em detalhe, a qual tem por filosofia ser um Ambiente MATLAB - Elementos Finitos para Eletromagnetismo / Abstract: A computational simulation environmentis presented, which was developed over the MATLAB platfonn, for a variety of electromagnetic problems and effects. Due to its versatility and wide scope, the Finite Element Method was adopted for the solutionof the corresponding equations,which are derived from the Maxwell's Equations. Computational aspects and several illustrative examples are discussed in detail. The simulation technique for the Finite Element Method has been broadly used in several branches of engineering and, especially, as an effective aid in the modeling of wave electromagnetic devices. On the other hand,with a very wide diffusion in the scientific and industrial market, MATLAB has shown itself as a powerful tool for the development, test and implementation of a large variety of routines for numerical computation. The merge between MATLAB and the Finite Element programming techniques becomes an almost natural task, if we take into account the characteristics of the method and the MATLAB's functionality to manipulate arrays, in an efficient and effective manner. This motivated the conception of the toolbox presented here, called meftool, which has for philosophy o be a MATLAB-Finite Element Environment for Electromagnetics / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e da Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nobrega_KleberZuza_D.pdf: 2646260 bytes, checksum: 5fab9976f2d458a8b82801542734e7c5 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho de tese, estão aqui apresentadas algumas ferramentas de desenvolvimento para duas formulações distintas do Método dos Elementos Finitos (MEF), nodal e com elementos de aresta, que, seguidamente, são aplicadas na análise de estruturas fotônicas. Numa primeira etapa, três programas gerados em Matlab® foram produzidos com o intuito de simplificar, estimular e facilitar o aprendizado do MEF; contudo, no âmbito da pesquisa, estes também mostraram-se eficientes em contemplar a possibilidade do desenvolvimento parcial de explorar novos códigos e formulações em elementos finitos. Na seqüência, estes programas são devidamente utilizados na simulação de algumas estruturas fotônicas lineares ou não-lineares, através de códigos elaborados em Fortran. Em princípio, nestas estruturas destacam-se três pontos principais: a geração de novas condições de camadas absorventes perfeitamente casadas (Perfectly Matched Layers) para meios não-lineares; a proposta de um novo guia de onda planar utilizando cristais fotônicos, para reduzir os níveis de potência crítica no fenômeno de biestabilidade óptica; e, por último, a obtenção de uma nova fibra óptica monomodo, com cristais fotônicos, possuindo uma região de invariância bem superior àquelas comentadas na literatura / Abstract: In this thesis, it has been implemented some numerical and symbolic tools to help in the development of computer subroutines of the Finite Element Method using two distinct formulations, with nodal and edge elements, applied to analysis of photonic structures. In a first stage, three computer programs were developed using Matlab® to simplify, to stimulate and to make easy the learning of the MEF. Concerning the research aspects, such programs have been shown to be efficient in the development and exploration of new computer codes and formulations in the MEF. Following, they also have been used to simulate some linear and nonlinear photonic structures, written in Fortran. At first, three main aspects have been considered: a series of new boundary conditions (Perfectly Matched Layers) for nonlinear media; the proposal of a new planar waveguide using photonic crystals, to reduce the critical power in the bistability phenomenon; and, finally, a new topology of a monomode photonic crystal fibers having a wider range of such characteristic than the conventional ones explored in the literature / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Ingeniero Civil Mecánico / El informe que a continuación se presenta, expone las directrices que guiarán el trabajo de tesis: Análisis del comportamiento colectivo presentado por robots vibracionales . Este trabajo de título tiene por objeto realizar el estudio y modelamiento del comportamiento individual y colectivo presentado por una serie de robots vibracionales autónomos de geometría cúbica. Como punto inicial, se considera el diseño del cuerpo de los robots en el programa Solid- Works para su posterior construcción en las impresoras tridimensionales modelo MakerBot 2, disponibles en el laboratorio de fabricación digital (FABLAB). Motores vibradores de celular servirán como elemento motriz y pilas de reloj serán la fuente de energía de los robots. La primera etapa del proceso de modelamiento se realizará mediante el rastreo de los cubos utilizando la cámara Optitrack Trio , gracias a la cual será posible conocer las trayectorias y velocidades de los robots. Con estos datos, se obtendrá un modelo estadístico de la cinemática de los robots (trayectoria y velocidad) mediante el software Matlab . En paralelo, se desarrollará una simulación realista de los cubos utilizando la librería Open Dynamics Engine (ODE) perteneciente al lenguaje de programación C++. Esta simulación será validada al enfrentar los datos obtenidos con las mediciones realizadas a los robots por medio de la cámara Optitrack Trio . En una segunda etapa, se dotará a estos robots modulares de interacciones para determinar la infl uencia de las mismas en el comportamiento presentado por los robots. La determinación de patrones de ordenamiento, al igual que en la primera etapa, será determinada mediante el seguimiento obtenido mediante el software Motive perteneciente a la marca Optitrack . Tal como en la primera etapa, se implementarán simulaciones realistas de los robots y sus interacciones para luego realizar la validación pertinente. Finalmente, se procederá a formular un modelo estocástico del movimiento de estos robots que servirá como herramienta para futuras investigaciones dentro del campo de la robótica modular.

Processos de fabricação que fazem uso de abrasão como modo de remoção de material são discutidos constantemente pela literatura. Entretanto, a abrasividade, ou a capacidade de remoção de material pelos abrasivos pouco tem sido abordada na literatura especificamente para partículas micrométricas. Esta capacidade de remoção pode ser atribuída a variações da concentração, geometria, dureza e distribuição de tamanho das partículas no fluido abrasivo. Logo, um melhor entendimento acerca da abrasividade das partículas faz-se necessário para uma melhor caracterização dos modos e mecanismos atuantes no processo, visto que a seleção do abrasivo é um fator econômico significativo em diversos processos de fabricação, tais como retificação e hidroerosão. Esta dissertação tem por objetivo utilizar-se do ensaio de desgaste por micro abrasão para a avaliação da abrasividade de partículas de alumina e carbeto de boro. Como corpos-de-prova foram utilizadas amostras de aço AISI D2 (677 HRC) e as esferas de 25,4 mm de diâmetro foram de aço AISI 52100 temperado e revenido. Foram realizados ensaios com abrasivos diferentes de tamanhos semelhantes e ensaios com o mesmo abrasivo de tamanhos diferentes para verificar a influência da concentração do abrasivo, da rotação e do desgaste da esfera e do tempo de ensaio. As distribuições de tamanho das partículas foram determinadas através da técnica de difração a laser na forma de distribuição de frequência em volume e na forma de frequência acumulada. Além disso, a caracterização quanto à geometria, por meio do fator SPQ (parâmetro de ponta), foi realizada utilizando um programa computacional desenvolvido no Matlab. As distribuições de tamanho mostraram uma percentagem de volume de partículas finas maior nas amostras de carbeto de boro e uma percentagem de volume de partículas mais grossas superiores para a alumina. O valor de SPQ médio apresentou-se maior para o carbeto de boro do que para a alumina, quando com tamanhos médios diferentes. Porém para os abrasivos diferentes com tamanho médio semelhante, a alumina apresentou um valor maior para o parâmetro. Esse valor maior sugere uma maior capacidade de remoção de material. Os resultados mostraram que a variação do tempo de ensaio é responsável por uma mudança no modo de desgaste e que os abrasivos de Al2O3 apresentam menor abrasividade quando comparados aos abrasivos de B4C, pois o coeficiente de desgaste mostrou-se maior para este após o alcance do regime permanente. Um aumento da concentração do abrasivo e um acréscimo no tempo de ensaio levaram a um crescimento no volume de desgaste do material para ambos os abrasivos, enquanto que um aumento na rotação da esfera de ensaio não proporcionou um aumento significativo no volume de material removido. As durezas das partículas abrasivas e do corpo de prova e o tamanho e a angularidade dos abrasivos são utilizados para discussão das causas do regime permanente ter ocorrido em diferentes tempos para os dois abrasivos. / Manufacturing processes that use abrasion for material removal are constantly discussed in the literature. However, the abrasiveness, or the ability of material removal by particles has not been widely discussed in the literature specifically for micrometric particles. This removal capacity can be attributed to changes in the particle concentration, geometry, hardness and size distribution in the fluid abrasive. Therefore, a better understanding of the particles abrasiveness is necessary for a proper characterization of the modes and mechanisms acting in the process, since the abrasive selection is a significant economic factor in several manufacturing processes, such as grinding and hydroerosive grinding. The purpose of this work is to use the micro abrasion wear test to evaluate the abrasiveness of alumina and boron carbide particles. Samples of AISI D2 steel (677 HRC) and balls with 25.4 mm diameters quenched and tempered AISI 52100 steel were used. Tests were performed with different abrasives of similar sizes and with the same abrasive of different sizes to verify the influence of the abrasive concentration, ball rotation and wear and test time. Particle size distribution was determined by laser diffraction in terms of frequency distribution and cumulative frequency volumes. Moreover, the particle geometry characterization was also determined using the SPQ factor (Spike value) using a Matlab computer program. The size distribution indicated a higher percentage of fine particles for boron carbide and a higher percentage of coarse particles for alumina. The mean SPQ value was higher for boron carbide than for alumina with different average sizes. However, for different abrasives with similar average size, the alumina presented a bigger value for the parameter. This bigger value suggests a higher material removal capacity. The results show that test time is responsible for a change in the wear mode. Al2O3 particles presented a lower abrasiveness when compared to B4C particles because the wear coefficient was bigger for B4C after reaching the steady state regime. An increase in abrasive concentration and in test time led to a growth in material volume wear for both abrasives, while an increase in the ball rotation did not provide a significant increase in the material volume removed. The particles and specimen hardness and the abrasives size and angularity were used to discuss the causes of the steady state regime occur at different times for the two abrasives.

Processos de fabricação que fazem uso de abrasão como modo de remoção de material são discutidos constantemente pela literatura. Entretanto, a abrasividade, ou a capacidade de remoção de material pelos abrasivos pouco tem sido abordada na literatura especificamente para partículas micrométricas. Esta capacidade de remoção pode ser atribuída a variações da concentração, geometria, dureza e distribuição de tamanho das partículas no fluido abrasivo. Logo, um melhor entendimento acerca da abrasividade das partículas faz-se necessário para uma melhor caracterização dos modos e mecanismos atuantes no processo, visto que a seleção do abrasivo é um fator econômico significativo em diversos processos de fabricação, tais como retificação e hidroerosão. Esta dissertação tem por objetivo utilizar-se do ensaio de desgaste por micro abrasão para a avaliação da abrasividade de partículas de alumina e carbeto de boro. Como corpos-de-prova foram utilizadas amostras de aço AISI D2 (677 HRC) e as esferas de 25,4 mm de diâmetro foram de aço AISI 52100 temperado e revenido. Foram realizados ensaios com abrasivos diferentes de tamanhos semelhantes e ensaios com o mesmo abrasivo de tamanhos diferentes para verificar a influência da concentração do abrasivo, da rotação e do desgaste da esfera e do tempo de ensaio. As distribuições de tamanho das partículas foram determinadas através da técnica de difração a laser na forma de distribuição de frequência em volume e na forma de frequência acumulada. Além disso, a caracterização quanto à geometria, por meio do fator SPQ (parâmetro de ponta), foi realizada utilizando um programa computacional desenvolvido no Matlab. As distribuições de tamanho mostraram uma percentagem de volume de partículas finas maior nas amostras de carbeto de boro e uma percentagem de volume de partículas mais grossas superiores para a alumina. O valor de SPQ médio apresentou-se maior para o carbeto de boro do que para a alumina, quando com tamanhos médios diferentes. Porém para os abrasivos diferentes com tamanho médio semelhante, a alumina apresentou um valor maior para o parâmetro. Esse valor maior sugere uma maior capacidade de remoção de material. Os resultados mostraram que a variação do tempo de ensaio é responsável por uma mudança no modo de desgaste e que os abrasivos de Al2O3 apresentam menor abrasividade quando comparados aos abrasivos de B4C, pois o coeficiente de desgaste mostrou-se maior para este após o alcance do regime permanente. Um aumento da concentração do abrasivo e um acréscimo no tempo de ensaio levaram a um crescimento no volume de desgaste do material para ambos os abrasivos, enquanto que um aumento na rotação da esfera de ensaio não proporcionou um aumento significativo no volume de material removido. As durezas das partículas abrasivas e do corpo de prova e o tamanho e a angularidade dos abrasivos são utilizados para discussão das causas do regime permanente ter ocorrido em diferentes tempos para os dois abrasivos. / Manufacturing processes that use abrasion for material removal are constantly discussed in the literature. However, the abrasiveness, or the ability of material removal by particles has not been widely discussed in the literature specifically for micrometric particles. This removal capacity can be attributed to changes in the particle concentration, geometry, hardness and size distribution in the fluid abrasive. Therefore, a better understanding of the particles abrasiveness is necessary for a proper characterization of the modes and mechanisms acting in the process, since the abrasive selection is a significant economic factor in several manufacturing processes, such as grinding and hydroerosive grinding. The purpose of this work is to use the micro abrasion wear test to evaluate the abrasiveness of alumina and boron carbide particles. Samples of AISI D2 steel (677 HRC) and balls with 25.4 mm diameters quenched and tempered AISI 52100 steel were used. Tests were performed with different abrasives of similar sizes and with the same abrasive of different sizes to verify the influence of the abrasive concentration, ball rotation and wear and test time. Particle size distribution was determined by laser diffraction in terms of frequency distribution and cumulative frequency volumes. Moreover, the particle geometry characterization was also determined using the SPQ factor (Spike value) using a Matlab computer program. The size distribution indicated a higher percentage of fine particles for boron carbide and a higher percentage of coarse particles for alumina. The mean SPQ value was higher for boron carbide than for alumina with different average sizes. However, for different abrasives with similar average size, the alumina presented a bigger value for the parameter. This bigger value suggests a higher material removal capacity. The results show that test time is responsible for a change in the wear mode. Al2O3 particles presented a lower abrasiveness when compared to B4C particles because the wear coefficient was bigger for B4C after reaching the steady state regime. An increase in abrasive concentration and in test time led to a growth in material volume wear for both abrasives, while an increase in the ball rotation did not provide a significant increase in the material volume removed. The particles and specimen hardness and the abrasives size and angularity were used to discuss the causes of the steady state regime occur at different times for the two abrasives.

Orientador: Alexandre César Rodrigues da Silva / Banca: Carlos Antonio Alves / Banca: Tércio Alberto dos Santos Filho / Resumo: Usualmente, realiza-se a modelagem de um sistema no Simulink e, posteriormente, no PSoC Creator para implement ́a-lo no hardware PSoC. Neste trabalho apresenta-se a ferramenta computacional denominada MS 2 PSoC que analisa um modelo desenvolvido em alto n ́ıvel de abstra ̧c a ̃ o no ambiente Matlab/Simulink e o traduz para o ambiente PSoC Creator. A tradu ̧c a ̃ o tem por finalidade a implementa ̧c ̃ao do modelo no sistema embarcado utilizando a tecnologia PSoC. No processo de tradu ̧c a ̃ o, a ferramenta MS 2 PSoC tamb ́em gera a estrutura de arquivos necess ́aria para que o modelo traduzido seja aberto no ambiente PSoC Creator. A inova ̧c a ̃ o deste trabalho ́e permitir que o modelo possa ser simulado antes de ser implementado em hardware, haja vista que o ambiente PSoC Creator n ̃ao disp ̃oe de simulador. Como estudo de casos utilizou-se o c ́odigo de linha MLT-3, um modelo de conversor D/A Ladder R-2R e um sistema de controle de temperatura veicular. Os sistemas estudados foram implementados em hardware e avaliados, comparando-os com os resultados obtidos nas simula ̧c ̃oes no Simulink. Com os resultados obtidos concluiu- se que a ferramenta MS 2 PSoC traduz corretamente os modelos descritos no ambiente Matlab/Simulink para o ambiente PSoC Creator, automatizando a implementa ̧c a ̃ o de modelos no sistema embarcado PSoC / Abstract: Usually, a system is modeled in Simulink and later in PSoC Creator to deploy it in hardware PSoC. We present in this work a computational tool called MS 2 PSoC which analyses a model developed at a high level of abstraction in Matlab/Simulink and translates it to the PSoC Creator software. The goal of this translation is to implement the model in embedded system with PSoC technology. In the translation process, the MS 2 PSoC tool also generates the file structure needed for the translated model to be open in PSoC Creator. The innovation of this work is to allow the model to be simulated before it is implemented in hardware, given that the PSoC Creator software has no simulator. As a case study was used a MLT-3 line code, a D/A converter Ladder R-2R and a temperature control system for vehicles. The systems were implemented in PSoC hardware and evaluated by comparing them with the results obtained in the Simulink simulations. With the results it was concluded that the tool MS 2 PSoC correctly translates the models described in Matlab/Simulink environment for PSoC Creator, automating the deployment models in embedded system PSoC / Mestre

Orientador: Paulo José Paupitz Gonçalves / Banca: Vicente Lopes Junior / Banca: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Resumo: Esse trabalho demonstra diferentes estratégias de controle de vibrações aplicadas à uma viga tipo Euler-Bernoulli com a restrição engastada-livre, envolvendo a técnica de controle de alimentação direta ou antecipado (Feedforward). O sistema dinâmica da viga é representado pelo método de matriz de impedância e a solução das equações do movimento utiliza elementos espectrais, cuja solução no domínio da freqüência não são aproximações como no usual método de lementos finitos, o que permite uma resposta precisa do sistema utilizando poucos elementos no modelo dinâmico. A posição da força e dos momentos de controle é estudada em termos em função de controle ótimo, visando maximizar o desempenho e evitar a instabilidade na estrutura, que é uma possibilidade nos controles ativos. As simulações são desenvolvidas para demonstrar o impacto da posição da força de controle ao longo da vida e a melhor distribuição dos pontos de sensores para o controle das vibrações. As simulações numéricas são realizadas com auxílio do software Matlab. A validação do modelo é realizada através de ensaio experimental de bancada e comparativo com o método de elementos finitos através do software CREO, da empresa PTC / Abstract: This document shows different strategies for vibration control applied to a cantilever Euler-Bernoulli beam involving the technique of Feedforward control. The dynamic system is represented by the impedance matrix method and the solution of the equations of motions is obtained using spectral elements, which have solutions in frequency domain that are not approximations as in the usual finite element method, allowing accurate systems response calculation using few elements. The position of control force and control moments is studied in terms of optimal control function, to maximize performance and avoid instability in the structure. The simulations are performed to demonstrate the impact of the control force position along the beam length and the best distribution of the sensors position. The numerical sumulations are performed with Matlab. Model validation is performed using experimental tests and commercial finite element software Creo / Mestre