Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial / Made available in DSpace on 2012-10-19T09:12:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:01:41Z : No. of bitstreams: 1 180437.pdf: 26578825 bytes, checksum: 33bd8b64f774fcdb9007e86ee05bc1a5 (MD5) / Há na industria um grande interesse em medir a geometria tridimensional de pecas, seja para engenharia reversa ou, principalmente, para controle de qualidade. O presente trabalho utiliza a interferometria com luz não-coerente para a medição de geometrias 3D. Este e um principio de medição sem contado que, ao contrario da interferometria a laser, não e limitado pela rugosidade nem pela altura da descontinuidade do objeto. Baseado no interferômetro de Michelson, as reflexões provenientes de nu espelho de referencia e do objeto são superpostos num sensor de imagem. Nas partes do objeto que correspondem a caminhos ópticos aproximadamente iguais, a imagem apresenta uma granulação provocada pela interferência. O deslocamento do espelho de referencia muda as partes granuladas e a superfície pode ser reconstruída por meio de um processamento matemático. O sistema de medição construído como uma montagem experimental automatizada foi capaz de medir a geometria de objetos com pequenas dimensões : moedas, placa de válvulas de compressores e blocos padrão; objetos com ate 3cm3 (x=3cm, y=3cm, z=0,3cm), aproximadamente. Os resultados das medições foram avaliados através de testes de reprodutibilidade e a incerteza expandida foi calculada através de planilhas de avaliação. A principal fonte de incerteza foi determinada. Este trabalho pode servir de base para o desenvolvimento de um protótipo deste sistema de medição no futuro.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de medição para a análise biomecânica da força desenvolvida durante a escovação dental, com aquisição e processamento de dados de dinamometria para a análise da escovação dental como um processo eficaz de higiene bucal. Foi desenvolvida uma célula de carga com extensômetros de resistência elétrica, montada em uma escova dental. A célula de carga foi construída com 2 Strain Gages montados em meia ponte de Wheatstone, medindo força em flexão, e 4 Strain Gages montados em ponte completa de Wheatstone medindo força de torque. A aquisição dos dados e análise foi feita através do software SAD2. Foram selecionados 6 indivíduos, dois do sexo masculino e 4 do sexo feminino, todos destros, e instruídos a escovarem os dentes por 1 minuto. Os valores medidos para a força de flexão média variam de 24gf à 526gf e para o esforço de torque médio de –76gfmm à 1890gfmm. A célula de carga desenvolvida mostrou-se repetitiva, com boa sensibilidade e confiável com um erro em flexão de 2,7% e 5,5% em torque. A célula de carga apresentou resultados semelhantes a de outros trabalhos publicados anteriormente, sendo estes válidos para uma análise quantitativa inicial no processo de escovação.

Iniciamos o presente trabalho fazendo um estudo comparativo entre duas células de carga de compressão, ambas em formato cilíndrico, possuindo internamente, à meia altura do corpo, uma placa engastada. Estas duas células de carga são de aço SAE 1045; para uma delas adaptamos um modelo matemático teórico, através do qual foram pré-determinadas as suas dimensões, objetivando em comportamento ótimo no que se refere às distribuições de tensões e deformações, esta denominamos de Célula de Carga I. Na outra, denominada de Célula de Carga II, alteramos algumas dimensões, com a finalidade de comparar seu comportamento em relação à primeira. Também, no transcorrer do trabalho analisamos e comparamos os resultados matemáticos com os valores práticos encontrados. Frente aos resultados obtidos neste estudo prévio, projetamos, construímos e analisamos cinco outras células de carga (Células de Carga III, IV, V, VI e VII), em termos de geometria, material e tratamento térmico, visando o aperfeiçoamento de tais transdutores de força no que concerne a usinagem, resposta de sinal elétrico, limitações e aplicações industriais. / We begin the present research with a comparative study of two cyiindrical compression load cells with an internally placed plate at half of the full height of the cell body. The two load cells are built in SAE 1045 steel: For one of them we have adapted a theoritical mathematical model, through which, we have pre established its dimensions in function of an optimum behavior regarding the distribution of tensionsand output: We called this one load cell I. In the other one, called load cell II, we have altered some dimensions, so as to compare its behavior in relation to the first cell. During the work we have also compared the mathematical results with the practical values found. Based on the results as obtained in this previous study, we have designed, built and analysed five other load cells (Load cells III, IV, V, VI and VII), concerning their geometry, material and thermal treatment, aiming at the perfectioning of such force transducers, regarding the casting, electrical signal response, industrial limitations and utilizations.

Neste trabalho experimental, apresenta-se várias propostas para a construção de sensores termoelétricos para a medida da radiação solar. 0s sensores construídos segundo estas propostas obedecem 4 configurações geométricas, e têm seus princípios de funcionamento de acordo com dois sistemas: Preto e Branco e de Grande Capacidade Calorífica. 0s materiais utilizados são facilmente encontrados no mercado brasileiro, e a técnica de construção é simples e assegura a reprodutibilidade dos instrumentos. Uma das grandes vantagens oferecidas por alguns destes instrumentos é a possibilidade da utilização de instrumentos auxliares de leitura, baratos e comuns no mercado brasileiro. Enfim, os instrumentos construídos para este trabalho são considerados bons, fornecem um sinal de saída alto e um custo relativamente baixo, quando comparado aos instrumentos importados. / In this experimental work, we are presenting some proposals for the construction of themo-electrical sensors to measure solar radiation. According to these proposals, the sensors built so far have four geometrical constructions and their functioning are based on two systems: Black an White and Ful I-black. The material used can be easily on the Brazilian market; their construction tecnique is simple which garantees the reproductibility of the instruments. One of the greatest advantages of some of these instruments is the possibility of using auxiliary reading instruments which are cheap and available on the B r a z i l ian rnarket. Final ly , the instruments constructed throughout t h i s work are considered good; they have a high output and can be built at a low cost when compared with imported ones.

A avaliação e verificação das propriedades mecânicas dos materiais empregados na indústria é uma das atividades de maior responsabilidade na engenharia. A realização dessas atividades depende do emprego de critérios estabelecidos por normas de associações de engenharia e também de normas internas de empresas, que determinam adaptações e exigências em função de características de projeto e de condições de utilização particulares de estruturas e equipamentos. O objetivo principal deste trabalho é a determinação de critérios para aceitação de medições de dureza por meio de durômetros portáteis dentro da empresa Petróleo Brasileiro S.A. A determinação destes critérios envolve, entre outros aspectos, a especificação de princípios de medição de dureza apropriados para diferentes situações, observação de recursos técnicos mínimos exigíveis de equipamentos portáteis e a observação, aprimoramento e especificação de procedimentos para a execução de medições de dureza. É apresentada no trabalho uma compilação das exigências e recomendações de normas técnicas, recomendações da bibliografia e de fabricantes de equipamentos portáteis sobre a medição de dureza em metais com estes equipamentos. É apresentada também uma discussão sobre pontos conflitantes e pontos obscuros de normas técnicas vigentes de diferentes instituições. Alguns aspectos, como posição de medição e avaliação de dureza na zona termicamente afetada de juntas soldadas, são analisados e discutidos com base em resultados de ensaios realizados. A realização deste trabalho fornece subsídios para a revisão de normas da Petrobras, relativas a medições de dureza em regiões de solda, tanto em qualificações de procedimentos quanto para medições em campo. / Evaluation of the mechanical properties of materials used in industry is one of the most important activities in engineering. It depends on the use of criteria, developed by engineering associations, organizations for standardization and companies. The companies determine internal standards, changes and requirements for particular aspects of design and service of structures and equipment. The main objective of this study is to determine criteria for acceptance of hardness measurements by means of portable instruments in Petrobras. This involves, among other aspects, the specification of principles for measuring hardness suitable for different situations, observation of minimum technical resources required for mobile devices and the improvement of measurement procedures. Recomendation and requirements from different sources like standards, literature, articles and catalogs were gathered, analysed and discussed. Some aspects, such as measurement position, evaluation of hardness measurement in the HAZ of welded joints by portable instruments are discussed based on results of experiments. The results obtained can be used as a source of information for the revision and improvement of internal standards in Petrobras, related to qualification of procedures and measurements realized in field.

Este trabalho apresenta uma metodologia para o desenvolvimento de transdutor de microondas para a mensuração de umidade em produtos agrícolas com a utilização de estruturas planares em microfita. O termo aquametria é definido na literatura como a área da instrumentação responsável por mensurar a quantidade de água presente em sólidos e líquidos via identificação de suas propriedades dielétricas. São apresentados alguns aspectos relativos à aquametria, seguidos do modelo matemático e numérico da interação das ondas eletromagnéticas no meio dielétrico com perdas. O modelo matemático é então especializado para dar conta de uma microfita com uma amostra úmida superposta. A partir desses resultados, são apresentadas três propostas de transdutores que buscam mensurar a permissividade dielétrica complexa efetiva do conjunto microfita mais amostra. Os transdutores propostos são então simulados com a aplicação do método de diferenças finitas no domínio tempo, objetivando não só verificar a qualidade dos mesmos, mas também validar o modelo matemático.

A busca por um melhor desempenho é uma motivação constante do ser humano. O desenvolvimento de estudos interdisciplinares em esportes permite a compreensão e o aperfeiçoamento deste desempenho. O ciclismo é um esporte altamente técnico e competitivo e a biomecânica do movimento humano apresenta técnicas que permitem descrever e avaliar a pedalada dos ciclistas. A técnica da pedalada é uma característica individual de cada ciclista e define a forma com que a força é aplicada sobre o pedal, depende da coordenação muscular, comprimento dos segmentos, alinhamento articular do ciclista, regulagens da bicicleta, cadência e carga utilizada. A dinamometria através da instrumentação do pedal tridimensional permite uma avaliação da efetividade da pedalada, uma relação entre a força aplicada e a força transmitida para o movimento. Com esta finalidade foi desenvolvida uma plataforma de força adaptada no pedal utilizando extensômetros (strain gauges) baseada em vigas em flexão que medem seis componentes de carga, três forças (normal, tangencial e lateral) e seus respectivos momentos. O posicionamento dos segmentos ao longo da pedalada é influenciada pelo alinhamento articular do ciclista. A utilização de acessórios permite modificar estes parâmetros com a finalidade de evitar lesões corrigindo o alinhamento do movimento. A influência destes acessórios na performance do ciclista e a redução da componente do momento My normal ao plano do pedal são os objetivos deste trabalho. Para analisar a influência destes acessórios foram realizadas medições em três ciclistas utilizando a célula de carga desenvolvida, utilizou-se um estudo de caso devido a diferentes aspectos antropométricos entre os ciclistas e a técnica da pedalada de cada ciclista que é uma característica individual. Em cada experimento o ciclista foi submetido a oito ensaios utilizando quatro acessórios diferentes (palmilha neutra, palmilha pronadora, palmilha supinadora e anel afastador) que modificavam a inclinação do pé. Cada ensaio foi comparado diretamente com um ensaio de referência onde verificou-se a efetividade na utilização dos acessórios e a alteração do momento My para cada ciclista. / Looking for a better performance is the continuous motivation for the human. The development of interdisciplinary studies in sports allows the compression and improvement of this performance. Cycling is very technical and competitive sport and biomechanics of the human movement show techniques that allow describing and estimate pedaling of cyclist. The technique of pedaling is a lonely characteristic of each cyclist and define the way that force is applied in the pedal, depends on muscular coordination, segments length, cyclist articular alignment, bicycle regulation, cadency and load utilized. Through dynamometry the pedal tridimentional instrumentation allow an evaluation of the efetitivity of the pedaling, a connection between applied force and transmitted force to the movement. With this purpose it was developed adapted force platform in the pedaling using strain gauges based in bean in flexion which the measurement of six load components, three forces (normal, tangential and lateral) and their respective moments. The segments orientation during the pedaling is influenced by cyclist articular alignment. Using accessories allow modifying these parameters with the finality of give up injuries correcting the alignment of the movement. The influence of these accessories in the performance of the cyclist and the reduction of normal My moment component are main objective of this thesis. In order to evaluated the accessories influence it was did measurement in three cyclists using a load cell developed. It was used a study for each case, because of the antropometrical aspects difference between the ciclysts and pedaling technique of each one. In all the experiments the ciclyst was submited to a eight tests using four differents acessories (neutral insoles, pronated insoles, supinated insoles, special ring) that modified the foot inclination. Each test was compared directly with the reference test, where it was verified the efetivity in the using of acessories and moment My alteration for each cyclist.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-10-29Bitstream added on 2014-06-13T19:26:51Z : No. of bitstreams: 1 caldas_tr_me_guara.pdf: 1089046 bytes, checksum: 403b82fa7a776499a5ab2e51e75444dd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Em um ambiente industrial é responsabilidade da manutenção cumprir com as necessidades específicas de cada processo produtivo. Basicamente é necessário aumentar a disponibilidade e a confiabilidade dos equipamentos. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um equipamento portátil para identificar precocemente problemas em rolamentos, utilizando o método conhecido como técnica de envelope ou HFRT (High Frequency Resonance Technique). A técnica de envelope é justificada como sendo a mais indicada para detectar defeitos de único ponto em rolamentos. Os principais componentes dos circuitos são apresentados, justificando a utilização. A programação do microcontrolador dsPIC33 foi feita em C, utilizando o MPLAB IDE da Microchip. Após a aquisição do sinal de aceleração, são aplicados alguns filtros e transformadas, sobretudo a transformada de Fourier com 1024 pontos amostrados em 5ksps, para cálculo do espectro da vibração. Como interface homemmáquina (IHM), foram utilizados um teclado e um mostrador gráfico que apresenta as amplitudes referentes às frequências de falha. Com base nos espectros e nas amplitudes, é possível comparar com os valores das normas vigentes (ISO 2372, ISO 3945 ou ISO 10816), gerando por fim um laudo sobre o estado dos rolamentos do motor elétrico. O protótipo foi testado utilizando os sinais gerados pelo Matlab/Simulink e apresentou um ótimo desempenho / In an industrial environment is the responsibility of maintenance keeping the specific needs of each production process. Basically it is necessary to increase the availability and reliability of equipment. This work presents the development of a portable device to identify problems early on bearings, using the method known as technical envelope or HFRT (High Frequency Resonance Technique). The envelope technique is justified as being more suitable for detecting single point defects in bearing. The main components of the circuits are presented, justifying the use. The dsPIC33 microcontroller programming was done in C using Microchip's MPLAB IDE. After the acquisition of the acceleration signal, some filters are processed and applied , especially the Fourier transformed of 1024 points sampled in 5ksps to calculate the spectrum of vibration. As human interface (HMI), a keyboard and a graphical display were used which shows the amplitudes related to the failure frequency. Based on the spectra and the amplitudes, it is possible to compare the values of standards (ISO 2372, ISO 3945 or ISO 10816), finally originating a report about the state of electric motor bearings. The prototype was tested using the signals originated by Matlab / Simulink and it has presented a great performance

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Neste trabalho é feita uma revisão sobre o método de medição de tensões residuais pelo ruído Barkhausen e uma tentativa de fazer uso complementar deste método com o de difração de raios-X (DRX). Busca-se reduzir o tempo necessário para medição de tensões residuais (TR), principalmente em anéis de rolamento do projeto SFB 570 (Collaborative Research Center Distortion Engineering), desenvolvido no IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) na Alemanha. O principal problema quando se trabalha com métodos magnéticos para avaliação quantitativa de TR é a obtenção de uma curva de calibração adequada. A forma mais simples de se fazer tal calibração – ensaios de tração/compressão – é comprometida pela limitada faixa de tensões conseguida no ensaio, devido aos efeitos de escoamento e flambagem que se fazem presentes. Além disso, ainda existe a necessidade de que a microestutura do corpo de prova seja idêntica à do componente que se deseja medir. As tensões residuais nos componentes estudados neste trabalho são de elevada magnitude inviabilizando, portanto, o uso de ensaio tração/compressão, e faz-se necessário o emprego de outro procedimento de calibração. Para tanto utiliza-se dados obtidos por DRX correlacionando-os com dois parâmetros magnéticos (ruído Barkhausen e campo coercivo) medidos no material. São apresentados e discutidos vários procedimentos empreendidos na busca por uma eficiente função de calibração. Ao final é feita uma explanação dos problemas enfrentados para implementação do método e é apresentada uma idéia para reduzir o tempo de medição das TR nos anéis de rolamento do projeto SFB 570. / A review of the Barkhausen noise method for residual stress measurement is adressed in this work as well as an attempting to make a complementary use of this method and the X-ray diffraction (XRD) technique. The main objective is to reduce the time necessary for the measurement of residual stresses, mainly for ball bearing rings in the SFB 570 project. The SFB 570 is the Collaborative Research Center Distortion Engineering, carried out at the IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) in Germany. A problem concerning micromagnetic methods, e.g. the Barkhausen noise, is the obtention of a reliable calibration curve. Tension/compression test is thought to be the easiest way to do such a calibration, but it is not suited to this special situation due to buckling and yielding effects over the specimen. Furthermore, it is mandatory that both, parts to be measured (bearing rings) and specimens (used in the calibration), have the same microstructure. Regarding the fact that the residual stresses values measured in this work are of high magnitude, it is impossible to use tension/compression tests for the calibration, being necessary to use another source of reliable data, so as the XRD technique. XRD data are correlated with two magnetic parameters (Barkhausen noise and coercive field) measured on the samples. Finally all the procedures performed in the searching of a reliable calibration function are presented and discussed. A report about the problems endured in this work and some suggestions to minimize them are also presented, as well as a proposal to reduce the time cunsumed for residual stress measurement of ball bearing rings in the SFB 570 project.