Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1991. / Made available in DSpace on 2013-12-05T20:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 87099.pdf: 3716022 bytes, checksum: ed8939287b234778c348261caf16a33d (MD5) Previous issue date: 1991 / Uma formulação segregada para a solução numérica de problemas envolvendo o escoamento de fluídos em qualquer regime de velocidade é implementada em coordenadas generalizadas. A flexibilidade do modelo numérico é assegurada pela forma de linearização da equação de conservação da massa em que tanto as velocidades como as densidades são mantidas ativas. Diversos aspectos do processo de solução são analisados incluindo o arranjo de volumes de controle. Resultados para uma série de escoamentos sobre configurações de veículos lançadores são comparados com os obtidos por outras metodologias numéricas e com resultados experimentais. Algumas características dos métodos de solução simultânea como a forma delta e o processo de fatoração aproximada são analisadas e aplicadas aos métodos de solução segregada. Fica demonstrado que as diferenças observadas entre os resultados obtidos através da metodologia proposta no presente trabalho e os obtidos através de um esquema de solução simultânea se devem a forma como dissipação artificial é introduzida.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T14:33:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 207180.pdf: 3272854 bytes, checksum: 86ed0d1e3fed0cf3b2d4871c979d3030 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Não possui arquivo digital / Made available in DSpace on 2012-10-21T18:30:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os neutralizadores de vibrações têm sido, por muito tempo, usado no controle passivo de vibrações e radiação de ruído acústico de sistemas mecânicos. Distintos modelos de neutralizadores têm sido apresentados nas últimas décadas. O modelo MVII (massa e material viscoelástico do tipo II segundo Snowdon) é amplamente usado em muitas aplicações. Mas, experimentalmente, é observado que, na maioria de materiais viscoelásticos, este modelo, na região de transição, não representa seu comportamento real.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T20:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224902.pdf: 6517502 bytes, checksum: bcaf7a7b3678acbfb0e55142679b023f (MD5) / A presente dissertação propõe uma metodologia para diagnóstico de máquinas-ferramenta de ultraprecisão, a fim de aprimorar a qualidade geométrica, dimensional e de forma das peças usinadas. Partindo de um estudo de caso aplicado a um torno de ultraprecisão, foi realizada uma análise dos fatores que influenciam o processo, principalmente no tocante às vibrações induzidas pelo meio, pela máquina (estrutura e guias), pelo processo de usinagem e pelo trem de acionamento (motor, acoplamento, redutor de velocidade, fuso, castanha do fuso, guias e mesa). O estudo foi feito mediante a qualificação da influência destes fatores na usinagem na máquina-ferramenta de ultraprecisão citada, como forma de comparar a contribuição de cada fator de influência no desempenho da máquina e, conseqüentemente, nas características das peças usinadas. Com os dados obtidos é possível orientar e sugerir ações e soluções (mecânicas, eletrônicas e de controle) para execução de melhorias na máquina. Assim, este trabalho contribui para a compreensão dos fatores dinâmicos que influenciam o processo de usinagem de ultraprecisão, bem como para a investigação de possíveis maneiras de controlar seus efeitos, resultando na melhoria da qualidade das peças produzidas. Além disto, o trabalho pode também contribuir no sentido de orientar tecnicamente as ações e intervenções para um futuro retrofitting no torno, bem como possibilita avaliar posteriormente esta atualização, verificando se outras características da máquina não foram afetadas, além das previstas para o retrofitting.

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 Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-19T22:31:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203125.pdf: 2322826 bytes, checksum: 55be921a92c2ed0c8fab2995bd915d36 (MD5) / A revisão da atual NB1 propõe mudanças na construção do diagrama momento fletor x esforço normal x curvatura de pilares de concreto armado. Essa alteração leva em consideração que diagramas baseados em valores de cálculo dos materiais, que vinham sendo usados até o momento, superestimam as deformações nesses pilares. Este trabalho vai mostrar, inicialmente, as diferenças que existem entre os diagramas usuais e os diagramas elaborados com as novas proposições. Serão apresentados exemplos de diagramas de pilares com várias geometrias e vários níveis de esforço normal. Serão mostrados, também, os estudos sobre os efeitos que essas modificações causam na verificação do estado limite último de instabilidade em pilares esbeltos de concreto armado. A análise desse estado limite último será feita com os métodos de Diferenças Finitas e Analogia de Mohr, que equivalem a integrar as curvaturas ao longo do pilar. Outro estudo realizado a partir da proposta de revisão da NB-1 será a obtenção de diagramas adimensionais de iteração para dimensionamento de pilares esbeltos. Estes diagramas serão traçados a partir dos diagramas "Momento Fletor x Esforço Normal x Curvatura" para seções transversais que difiram apenas no nível de esforço normal e taxa de armadura. Para o traçado deste diagramas será utilizado o método de Diferenças Finitas.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-19T01:13:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:25:04Z : No. of bitstreams: 1 149216.pdf: 3540689 bytes, checksum: effcc675ba10653de016df6c0395ba4b (MD5) / Este trabalho tem como objetivo principal o controle simultâneo de força e posição robusto de robôs manipuladores em contato com ambientes de elasticidade não linear. A finalidade do controlador é a automação do manuseio de peças flexíveis nos mais diversos tipos de linhas de montagem, proporcionando então, um avanço tecnológico na indústria de manufatura. A estratégia usada é o controle híbrido de força e posição. Este esquema atende simultaneamente trajetórias de referências de força e de posição especificadas no espaço de tarefa. Para proporcionar robustez ao controlador, os sub-controladores são implementados utilizando controladores de modos deslizantes. Na apresentação da teoria de estrutura variável é implementado um controlador de posiçao no espaço de juntas num robô SCARA industrial. O controlador híbrido de força e posição projetado é simulado numericamente, apresentando resultados satisfatórios com relação à estabilidade e à robustez.

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-13. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:50Z : No. of bitstreams: 1 000852286.pdf: 5605778 bytes, checksum: 3015026455c93f26ff4a0ec7c9acf3b8 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O estudo do processo de fissuração tem sido um tema de crescente interesse ao longo dos últimos anos. O comportamento de muitos materiais, tais como o concreto, alvenaria, rochas, solos e biomateriais, são regidos pelo efeitos decorrrentes da fissuração. No contexto do Método dos Elementos Finitos, a formação e propagação de fissuras on interior dos elementos finitos podem ser descritas por meio de elementos finitos com descontinuidades incorporadas ou pelo Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG). Contudo, ambos os métodos necessitam de algoritmos de construção da trajetória das fissuras. Estas técnicas são relativamente simples para representar poucas fissuras em análises bidimensionais, mas podem ser muito complexas e mesmo inviáveis para problemas tridimensionais. O presente trabalho desenvolve uma metodologia que consiste na fragmentação da malha de elementos finitos convencionais e introdução de elementos de inferface entre os elementos regulares da malha original. Esses elementos de interface representam o processo de falha de materiais quase-frágeis, onde a interface é simulada utilizando elementos finitos de elevada razão de aspecto munidos de relações constitutivas consistentes com o regime de descontinuidade forte. A metodologia é bastante atrativa, pois permite a representação de múltiplas fissuras sem a necessidade de algoritmos de reconstrução adaptativa da malha ou técnicas de construção da trajetória da fissura. O estudo sobre a objetividade das soluções obtidas com a metodologia em desenvolvimento foi feito através da análise de diferentes casos, com diferentes malhas, variando-se o tamanho e orientação da malha. Os resultados obtidos indicaram que a técnica é capaz de representar o processo de fissuração gerando respostas estruturais e padrões de fissuras similares aos experimentais. O uso de malhas não estruturadas são mais indicadas para obter-se independência com... / The study of the crack process has been a subject of increasing interest over the past few years. The behavior of various materials such as concrete, masonry, rocks, soils and biomaterials, are governed by the effects arising from the formation of cracks. In the context of finite element methods the formation and propagation of cracks in the interior of the finite elements can be described via finite elements with embedded discontinuities or Generalized Finite Element Method (G-FEM). Both methods require techniques to track the crack path during the analysis. These techniques are relatively simple in representing few cracks in 2D analyses but can be very complex and even unsuitable for multiple cracks and for tridimensional problems. The present work aims to use the mesh fragmentation technique to insert special interface elements between regular elements of the mesh. These interface elements represent the failure process in quasi-brittle materials, where the interface is simulated using finite elements with a high aspect ratio. The constitutive model of the interface elements are compatible with the strong discontinuity regime. The methodology is very attractive, because it avoids the necessity of crack tracking schemes. A comprehensive study of the objectivity of the solutions obtained with the proposed methodology was done thoruhg the analysis of different cases, with different meshes, varying the size and orientation of the finit elements. The results indicated that the technique is able to adequately represent the process of cracking, generating structural responses and crack patterns similar to the experimental ones. The use of unstructured meshes are more appropriate since they to not present alignments that may induce crack propagatio trajectories deviating from the correct ones / FAPESP: 13/01468-6

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:33:11Z : No. of bitstreams: 1 000852117.pdf: 6958279 bytes, checksum: be43f9317985dd4707d44e89bb9e0d2c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Novos materiais viscoelásticos tem sido desenvolvidos recentemente para ajudar a melhorar níveis de ruído e vibrações em estruturas mecânicas para aplicações em todo tipo de indústria como a aeronáutica, espacial, naval, civil, ferroviária e automobilística. O tratamento da camada viscoelástica aplicada a estruturas metálicas sólidas modifica duas propriedades principais que estão relacionadas com a distribuição de massa e o mecanismo de amortecimento. A outra propriedade controlando a dinâmica de um sistema mecânico é a rigidez, a qual sofre alterações com a apliacação do material viscoelástico. O modelo de sistema deste tipo é geralmente complexo, pois o material viscoelástico pode apresentar comportamento não linear, em contraste com as varias ferramentas disponíveis para a dinâmica linear. Neste trabalho, o comportamento dinâmico das vigas compostas são modelados através dos métodos de elementos espectrais e dos elementos finitos, utilizando diferentes tipos de elementos que serão então comparados com os resultados experimentais desenvolvidos em laboratório para várias vigas com diferentes materiais de camada viscoelástica. Após a obtenção dos dados gerados no laboratórios, os modelos de elementos espectrais e de elementos finitos são atualizados para ajudar a entender os efeitos nos amortecimentos para variar frequências naturais e do trade-off entre a atenuação e a massa adicionada a estrutura / New viscoelastic materials have recently been developed to help improve noise levels and vibrations in mechanical structures for applications in all kinds of industries such as aeronautics, space, naval, civil, railway and automobile. Treatment of the viscoelastic layer applied to solid metallic structures change two properties that are related to the mass distribution and the damping mechanism. The other dynamic property controlling system is a mechanical stiffiness which changes with the application of viscoelastic material. The system for this kind is usually complex because the viscoelastic material may have nonlinear behavior, in contrast to the various tools available for linear dynamics. In this work, the dynamic behavior of the composite beams are modeled by methods of spectral elements and the finite elements using different types of elements that are then compared with experimental results developed in the laboratory for various beams with different viscoelastic material layer. After obtaining the data generated in the laboratory models of spectral elements and finite elements are updated to help understand the effects on damping for various natural frequencies and the trade-off between the attenuation and the added mass structure

Orientador : Prof. Dr. José Viriato Coelho Vargas / Co-orientador : Prof. Dr. Juan Carlos Ordonez / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 05/06/2015 / Inclui referências : f. 83-88 / Resumo: Esta Tese de doutorado apresenta um modelo matematico adimensional simplificado para um sistema de refrigeracao de compressao de vapor, operado em regime transiente, com objetivo de otimizar a resposta dinamica do sistema. O modelo combina os principios da termodinamica e da transferencia de calor e de massa aplicando-os aos componentes do sistema, assumindo volumes de controle termodinamicos para cada um dos componentes. O sistema de equacoes diferenciais ordinarias resultante e integrado em relacao ao tempo, com precisao e baixo tempo computacional. Grupos adimensionais adequados sao identificados e os resultados apresentados na forma de graficos normalizados com aplicacao geral para os sistemas semelhantes. Um sistema de refrigeracao piloto foi construido, instrumentado e utilizado para obtencao de dados reais de temperatura. Assim, o modelo foi ajustado a partir de um conjunto de dados experimentais e, entao, validado experimentalmente usando outro conjunto de dados experimentais. A seguir, o estudo aborda a otimizacao da alocacao de area total de troca termica entre os trocadores de calor, evaporador e condensador, para minimizar o tempo de pull-down. A avaliacao do desempenho do sistema e conduzida para tres fluidos refrigerantes: i) um refrigerante banido (CFC12), ii) um alternativo em relacao ao CFC12 com ODP = 0, mas com um alto potencial de aquecimento global, GWP (HFC134a), e iii) um dos atuais substitutos para o R134a, o HFO1234yf. Os resultados dinamicos mostram que, para um sistema projetado para utilizacao de R12, a substituicao por R1234yf descreve um desempenho do sistema mais proximo do R12 do que a substituicao por R134a. A configuracao ideal que promove, em estado estacionario, o maior coeficiente de performance (COP) e a maxima eficiencia de segunda lei tambem e investigada. Os resultados normalizados, para os refrigerantes R12, R134a, e R1234yf, mostram que a distribuicao ideal da area total de transferencia de calor entre o evaporador e o condensador, representada pela fracao da area total destinada ao evaporador, x4,opt 0,55, garante ao sistema o menor tempo de pull-down e maxima eficiencia de segunda lei. Entretanto, o maximo COP e obtido quando x4,opt 0,40. Esta diferenca, que ocorre na alocacao ideal de area quando analisado o tempo de pull-down e a eficiencia de segunda lei em relacao a alocacao ideal de area quando avaliamos o COP, e justificada pelo fato de que a analise de primeira lei nao contempla completamente as perdas termodinamicas do sistema devido as alteracoes nas areas dos trocadores de calor, mostrando a importancia da analise de segunda lei para obter resultados reais. No entanto, as variacoes na alocacao otima de area de troca termica do sistema foram observadas quando a razao entre os coeficientes globais de transferencia de calor dos trocadores afasta-se de 1. Este fato foi observado com R1234yf, evidenciando a importancia da analise de segunda lei para o projeto real de sistemas de refrigeracao por compressao de vapor. Palavras-chave: Refrigeracao. Alocacao de area. Trocador de calor. Area de transferencia de calor / Abstract: This study introduces a dimensionless simplified mathematical model of a vapor compression refrigeration system, in order to optimize the system dynamic response. The model combines principles of thermodynamics, heat and mass transfer applied to the system components with empirical correlations, assigning thermodynamic control volumes to each component, which yield a system of ordinary differential equations with respect to time that is integrated explicitly and accurately with low computational time. Appropriate dimensionless groups are identified, and the results are presented in the form of normalized charts for general application to similar systems. A pilot cooling system was built, instrumented and used to obtain temperature data. Thus, the model has been adjusted from a set of experimental data and, then, experimentally validated using other experimental data set. The study addresses the optimization of the heat exchangers heat transfer area inventory for minimum pull down time. A system performance comparison is conducted for three refrigerant fluids: i) a banned refrigerant (CFC12); ii) its original ozone depletion harmless substitute, but with a high global warming potential, GWP (HFC134a), and iii) one of the current substitutes of R134a, HFO1234yf. The dynamic results show that, for a system originally designed for R12, substitution with R1234yf depicts a closer performance to R12 than R134a. The optimal configuration that leads to steady state maximum system first (or coefficient of performance, (COP), and second law efficiencies is also pursued. The normalized results for refrigerants R12, R134a, and R1234yf show that an optimal heat transfer area distribution in both evaporator and condenser, represented by an evaporator to total system heat exchanger area ratio x4,opt 0.55 , leads the system to minimum pull down time and maximum system 2nd law efficiency, whereas x4,opt 0.4 to maximum COP, when the heat exchangers global heat transfer coefficients are of the same magnitude. The difference in the optimum location when the objective function is the pull-down time (and second law efficiency) and COP is due to the fact that the first law analysis does not fully capture the thermodynamic losses due to changes in heat exchangers' areas, which stresses the importance of a system second law assessment for realistic results. However, changes in the optima location are observed when the ratio of heat exchangers global heat transfer coefficients departs from 1. This fact was observed with refrigerant R1234yf, which points out their importance for actual refrigeration vapor compression systems design. Key-words: Refrigeration. Optimal area allocation. Heat exchanger. Total heat transfer area.