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Controle de suspensões ativas utilizando redes neuraisAndrade, Antonio Fernando Abreu de 24 May 2001 (has links)
Orientador : Douglas Eduardo Zampieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-28T22:56:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho, é feito um estudo sobre a aplicação de redes neurais artificiais na identificação e no controle de suspensões ativas não lineares. Considerando um modelo de um quarto de veículo, a modelagem matemática de sistemas passivos e ativos é detalhada. Noções básicas da aplicação das redes neurais, arquitetura, tipos de aprendizado, algoritmos de treinamento, etc., é apresentado, assim como, sua aplicação atual na identificação e controle de sistemas dinâmicos não lineares. O neuro-controlador proposto é do tipo "baseado em um modelo de referência", e seus pesos são ajustados utilizando um novo conceito de mapeamento inverso através do emprego de um neuro-modelo (neuro-veículo) para a retropropagação do sinal de erro (diferença entre a saída de referência desejada e a saída da rede neural). Simulações computacionais são realizadas com a finalidade de testar o modelo proposto, através da análise do espaço de trabalho da suspensão, da aceleração da massa suspensa e da força de contato do pneu com o solo, principais parâmetros utilizados no projeto de suspensões automotivas. Os resultados demonstram o poder das redes neurais na identificação e no controle de sistemas dinâmicos com características não lineares / Abstract: This work presents a study about applications of artificial neural networks in the identification and control of nonlinear active suspensions. Considering an one-quarter vehic1e model, the mathematical modeling of passive and active systems is detailed. Basic concepts of neural networks application, architecture, type of learning, training algorithms, etc., are presented as well as the application in identification and control of nonlinear dynamic systems which is used in this work. The proposed neuro-contoller is of type "model reference neuro-controller", and their weights are set using a new concept of inverse mapping trough the use of a neuro-model (neuro-vehicle) to a backpropagation of the error signal (difference between the output of the desired reference and the output ofthe neural network). Computational simulations are performed in order to test the proposed model, trough the analysis of the suspensions work space, acceleration of the sprung mass and contact force of the tire with the ground, which are the main arameters used in the design of automotive suspensions. The results show the suitability of neural network in the identification and control of dynamic systems with nonlinear characteristics / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica
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Estudo termo-hidraulico em tubos com intensificadores de troca de calor / Study hidraulical-thermal in pipes with intensifiers of heat exchangeMendes, Valdirson Pereira 02 May 2004 (has links)
Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T06:37:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2004 / Resumo: A intensificação da troca de calor avaliada fundamentalmente em termos do coeficiente de transferência de calor do escoamento em tubos lisos e com inserção de molas espirais de perfil circular e retangular foi investigado no presente trabalho. Nesse sentido, utilizou-se uma bancada experimental montada para tal avaliação. Os ensaios foram realizados fixando a temperatura de entrada na seção de ensaios na ordem de 2,6°C. Para a realização dos ensaios, a vazão mássica de água variou na faixa entre 0,050 a 0,310 kg/s, correspondendo a valores de Reynolds, Re, da ordem de 2900 e 15000, respectivamente. Os resultados experimentais mostram que o tubo com mola espiral com perfil retangular apresentou o melhor desempenho do coeficiente de transferência de calor, seguido do tubo com mola com perfil circular e do tubo liso. Para reduzidos valores de número de Reynolds, o coeficiente de transferência de calor para os três tubos tendem a mesma ordem. Os resultados experimentais mostram que a perda de carga aumentou com o incremento da vazão mássica, onde o tubo com mola com perfil retangular apresentou os maiores valores. Na análise final ao se avaliar o desempenho termo-hidráulico conclui-se que o tubo com mola espiral com perfil circular é um pouco superior do que o tubo com mola de perfil retangular. Analizou-se também os resultados obtidos por intermédio das correlações, de Gnielinski e de Bergles, comparando-as com os resultados obtidos experimentalmente. / Abstract: This study of change of heat appraised fundamentally in terms of coefficient of transfer of heat of the water in drainage in smooth tubes and with insert of spiral springs of circular and rectangular profile it was investigated in the present work. In that sense it was used a supported experimental mounted for such evaluation. The rehearsals were accomplished fixing the entrance temperature in the section of rehearsals in the order of 2,6°C. In the accomplishment of the rehearsals the mass flow of water varied in the interval among 0,50 to 0,310 kg/s corresponding to values of number Reynolds, Re, of the order from 2900 to 15000, respectively. The experimental results show that the tube with spiral spring with rectangular profile presented the best acting of the coefficient of transfer of heat, followed by the tube with spring with circular profile and of the smooth tube. For reduced values of number Reynolds the coefficient of transfer of heat for the three tubes was of the some order. The experimental results show that the load loss increased with the increment of the mass flow where the tube with spring with rectangular profile presented the largest values. In the analysis final to evaluate the term-hydraulic acting is ended that the tube with spiral spring with circular profile is a little larger than the tube with spring of rectangular profile. It was verified the results also obtained through the correlations, of Gnielinski and of Bergles comparing them with the results obtained experimentally. / Mestrado / Refrigeração e Condicionamento Ambiental / Mestre Profissional em Engenharia Mecanica
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Eficiência de emendas por traspasse em armaduras verticais da alvenaria estrutural de blocos de concreto. / Efficiency of vertical reinforcement lap splices in concrete block masonry.Franks Talbenkas Veras Maia 19 December 2016 (has links)
Emendas por traspasse são criadas pela justaposição de barras de aço em um determinado comprimento, assegurando que elas se manterão em posição. Assim como em outros sistemas estruturais, a alvenaria estrutural de blocos de concreto utiliza barras de aço como reforço dos elementos quanto à resistência à tração, mais proeminentes em edifícios altos devido à ação dos ventos. As armaduras são projetadas para serem alocados no interior dos blocos, e a prática construtiva no Brasil é posicionar as armaduras de aço antes dos blocos serem assentados. Devido à essa prática, as paredes precisam ser construídas em pelo menos duas etapas, para considerar a altura limite imposta pela armadura posicionada ao operário na elevação dos blocos. Para aumentar a eficiência na elevação das paredes de alvenaria, hélices circulares são propostas como componentes de confinamento do graute que envolve a emenda, permitindo a elevação da parede em etapa única. A armadura é colocada dentro da seção transversal da espiral após a parede de alvenaria ser completamente elevada. O objetivo desta investigação é avaliar a eficiência da emenda por traspasse, com hélice circular atuando como componente do confinamento do graute que envolve a emenda. Quatro configurações de emenda distintas foram ensaiadas: a primeira, referência, foi justaposta e amarrada com arame; a segunda foi espaçada, porém sem a presença de um componente de confinamento; a terceira foi espaçada e continha uma hélice circular com passo de 3,5 cm; e a quarta foi espaçada e continha uma hélice circular com passo de 8,0 cm. Os ensaios permitiram concluir que a hélice de traspasse é um componente eficiente no confinamento das emendas por traspasse em alvenaria estrutural de blocos de concreto. Análises estatísticas dos resultados demonstram que emendas por a emenda com hélice circular de 3,5 cm não só é equivalente à emenda por referência do ponto de vista da resistência à tração, como também contribui para a redução de fissuras. / Lap slices are created by the overlapping of reinforcement bars over a specified length and reassuring that they stay in place. As with other structural systems, concrete block masonry uses reinforcing steel to carry the tensile loads which are more prominent on tall buildings due to the effect of wind. Reinforcing bars are designed to be placed inside block cells. The construction practice in Brazil is to place the reinforcing steel before the block units are laid. With this practice, walls need to be built in at least two lifts to account for the height limits imposed by the mason having to lift each block over the reinforcing bars. To increase the efficiency of wall construction, spirals are proposed as confinement components of the grout surrounding the lap splices, allowing a single-lift wall construction. The vertical reinforcement is then placed inside the cross-section of the spiral after the laying of blocks is complete. The objective of this investigation is to evaluate the efficiency of lap splices with spirals as confinement components of grout. Four types of single-bar splice specimens were prepared during the test program consisting of: first, contact lap splices tied by steel lock wires; second, non-contact lap splices without any confinement components; third, non-contact lap splices with the surrounding grout confined by spirals with 35 mm pitch; fourth, non-contact lap splices with the surrounding grout confined by spirals with 80 mm pitch. The results of the experimental program show that spirals are efficient confinement components of non-contact lap splices in concrete block masonry. Statistical analysis of results demonstrate that non-contact lap splices confined by spirals with 35 mm pitch are not only equivalent with contact lap splices regarding their ultimate tensile resistance, but also contribute to the reduction of cracks.
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Análise comparativa da dirigibilidade de um veículo na sua versão com suspensão elevada em ambiente multicorpos / Comparative analysis of vehicle handling behavior in the version with raised suspension in multibody environmentMicheletti, Marcelo 19 August 2018 (has links)
Orientador: Pablo Siqueira Meirelles / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T00:42:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2011 / Resumo: No projeto de novos veículos automotores as empresas utilizam o conceito de plataformas mundiais visando reduzir os custos de desenvolvimento, possibilitando a criação de diferentes veículos a partir de uma mesma plataforma básica. Alguns modelos conforme características mercadológicas locais requerem a alteração da atitude de suspensão com a utilização de suspensões elevadas e pneus com diâmetro maior. Estas alterações afetam diretamente a dirigibilidade do veículo. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia de estudo da dinâmica lateral de um veículo identificando as principais características que influenciam no comportamento da dirigibilidade do veiculo com suspensão elevada. Foram utilizadas ferramentas computacionais para simulação de sistemas multicorpos onde foram utilizados modelos não lineares de batentes, mancais de suspensão e amortecedores. Este trabalho demonstra o efeito da alteração de características como ângulo de Ackerman, a relação de direção, a altura do eixo de rolagem, rigidez da barra estabilizadora dianteira e taxa de variação da convergência no comportamento de dirigibilidade de um veículo no estado estacionário e no estado transitório / Abstract: In the design of new automobile companies use the concept of global platforms to reduce development costs, enabling the creation of different vehicles from the same basic platform. Some models as marketing local features require changing the attitude of suspension with the use of high suspensions and tires with larger diameter. These changes directly affect the behavior of the vehicle handling. The objective is to develop a methodology to study the lateral dynamics of a vehicle identifying the main characteristics that influence the behavior of driving the vehicle with high suspension. With the aid of computational tools for simulation of multi body systems which were used nonlinear models of bump stops, suspension bushes and shock absorbers. This work demonstrates the effect of changing characteristics such as Ackerman angle, the steering ratio, the height of the roll center axis, front suspension anti roll bar stiffness and ride steer influence in the behavior of a vehicle driving at steady state and transient state / Mestrado / Dinâmica / Mestre em Engenharia Automobilistica
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Conforto em veículos de passageiros com amortecimento assimétrico e não linearidade geométrica sob excitação harmônica e estocástica /Fernandes, Julio Cesar de Moraes. January 2019 (has links)
Orientador: Marcos Silveira / Banca: Paulo José Paupitz Gonçalves / Banca: Fabricio Cesar Lobato de Almeida / Banca: Angelo Marcelo Tusset / Banca: Maíra Martins da Silva / Resumo: O objetivo desse trabalho é realizar um estudo do comportamento dinâmico de sistemas de suspensão veicular que empregam amortecimento assimétrico incluindo não linearidade geométrica, com foco na melhoria do conforto para os passageiros, considerando o perfil da estrada harmônico e estocástico. Os veículos terrestres estão sujeitos às vibrações induzidas pela superfície em que se deslocam e o conforto para os passageiros e o contato entre a estrada e o pneu depende desses fatores. Na prática, os veículos precisam ser equipados com sistemas de suspensão para minimizar os efeitos das imperfeições da estrada, aumentando o seu conforto. Nesse contexto, a eficácia do sistema de suspensão pode ser avaliada observando a aceleração da massa suspensa, que está relacionada diretamente com o nível de conforto para os passageiros. O perfil vertical da estrada pode ser representado de diferentes formas e um perfil harmônico simples ou um perfil estocástico realista pode ser utilizado dependendo do objetivo. A norma ISO 8608:1995 especifica um método uniforme para caracterizar o perfil das ruas, rodovias e estradas não pavimentadas baseado na densidade espectral de potência. O perfil da estrada pode ser classificado dentro de uma classe de rugosidade de A a H, onde A representa uma estrada muito boa e H uma estrada muito acidentada. Neste trabalho, é apresentada a modelagem do perfil da estrada de acordo com a ISO 8608:1995 para diferentes classes de rugosidade. O perfil vertical é aproxim... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this work is to perform a study of the dynamic behavior of vehicle suspension systems that employ asymmetrical damping including geometrical nonlinearity, focusing on the improvement of comfort for the passenger, considering harmonic and stochastic road profiles. Ground vehicles are subject to the vibration induced by the surface on which they are moving and the passenger comfort and road-tire contact depend on these factors. In practice, vehicles need to be equipped with suspension systems to minimize the effects of road imperfections, increasing their comfort. In this context, the effectiveness of the suspension system can be measured by observing the acceleration of the sprung mass, which is directly related to the comfort level for the passengers. The vertical profile of the road can be represented in different ways and a simple harmonic or a realistic stochastic profile can be used depending on the purpose. ISO 8608:1995 specifies a uniform method for characterizing the profile of streets, highways and unpaved roads based on power spectral density. The road profile can be classified within a roughness class from A to H, where A represents a very good road and there is a very rough road. This work presents the modeling of the road profile according to ISO 8608:1995 for different roughness classes. The vertical profile is approximated by a harmonic function with overlap in the wavenumber and the phase angle is generated randomly. The classic quarter-car mo... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor
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Análise e aplicação de métodos de modularização no desenvolvimento do produto / Analysis and application of modularization methods on product developmentRamos, Cesar Coutinho [UNESP] 19 March 2016 (has links)
Submitted by CÉSAR COUTINHO RAMOS null (cesar.ramos@volkswagen.com.br) on 2016-05-17T16:05:53Z
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CesarCoutinhRamos-MestradoProfissionalizante.pdf: 2191241 bytes, checksum: 312d1b09db67ad58815b0cf71365dc9e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-05-19T19:18:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016-03-19 / Este trabalho compara qualitativamente sete métodos de modularização, com o objetivo de escolher e aplicar aqueles que melhor se adaptam ao projeto piloto de modularização de uma suspensão traseira a ar para caminhões e ônibus. Dentre os métodos estudados, os métodos MFD (Modular Function Deployment) e DSM (Design Structure Matrix) foram escolhidos, basicamente em função de possuírem: aplicação prática, repetibilidade dos resultados, softwares disponíveis e facilidade de organização dos dados. O método DSM serviu de base para gerar os primeiros possíveis módulos e simplificar o problema dos inicias 44 componentes para 26, simplesmente com uma visão funcional e técnica. O MFD foi utilizado principalmente para estruturar o processo de modularização e atender aos requisitos dos clientes e estratégias do negócio. Os resultados apresentados pelos dois métodos foram analisados de forma detalhada e indicaram a formação de sete módulos, que foram obtidos tanto diretamente dos métodos DSM e MFD, quanto da combinação de ambos. Ficou evidente, através dos resultados alcançados, que a utilização conjunta desses dois métodos, juntamente com a análise criteriosa dos resultados no desenvolvimento do produto aumentou consideravelmente a eficiência do processo de modularização. / This work presents and compares qualitatively seven modularization methods, in order to choose and apply those that best suits for a rear air suspension modularization pilot project for trucks and buses. Among the methods studied, the MFD (Modular Function Deployment) and DSM (Design Structure Matrix) methods were mainly chosen on the basis that they present: practical application, repeatability, software availability and ease data organization. The DSM method was the basis to generate the first possible modules and simplify the problem from the initial 44 to 26 components, only with a functional and technical approach. The MFD was mainly used to structure the modularization process and meet the customer requirements and business strategies. The results shown by the two methods were analyzed in detail and resulted in the generation of seven modules, which were obtained either directly from DSM and MFD methods, or from the combination of both. It became evident, by the results achieved, that the combined use of these two methods, along with a careful analysis of the results on product development, greatly increased the modularization process efficiency.
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Conformação de molas cerâmicas por moldagem por injeção em baixa pressãoAndreola, Raquel 25 April 2007 (has links)
Neste trabalho foi estudado o processo de moldagem por injeção em baixa pressão (LPIM do inglês: low-pressure injection molding) de pós cerâmicos submicrométricos para a produção de molas cerâmicas. O trabalho compreende a confecção de moldes e pequenas injetoras de laboratório, extração dos ligantes orgânicos utilizados durante a moldagem, a sinterização das peças e alguns ensaios preliminares para avaliar as propriedades mecânicas de molas cerâmicas. A LPIM apresenta muitas vantagens na produção de peças cerâmicas complexas, quando comparada à moldagem por injeção tradicional. Entretanto LPIM apresenta alguns problemas na remoção da mistura de ligantes que são maiores quando se confecciona peças cerâmicas preparadas com pós submicrométricos. Mas, por outro lado, a utilização destes pós permite a obtenção de corpos sinterizados com alta densidade e excelentes propriedades mecânicas. Os pós cerâmicos utilizados foram a alumina (Al2O3) e a zircônia (ZrO2), e o ligante principal utilizado foi a parafina. Moldes tubulares e moldes usinados multipartidos foram desenvolvidos para moldagem por injeção de molas de alumina e uma pequena injetora foi construída para injetar peças de zircônia. Os moldes tubulares mostraram-se pouco adequados. Por outro lado, a utilização do molde de latão multipartido, revestido com PTFE (politetrafluoretileno), melhorou o processo de fabricação de molas cerâmicas, possibilitando a confecção de quantidades maiores e com boa reprodutibilidade. No processo de sinterização das molas cerâmicas as distorções foram evitadas utilizando cilindros cerâmicos como suporte das molas. As molas de alumina e zircônia tiveram suas densidades e durezas medidas e estão de acordo com a literatura. Finalmente, foram feitos alguns ensaios preliminares de compressão com molas cerâmicas de alumina e zircônia para avaliar sua constante de mola e a carga máxima suportada antes da quebra. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-15T16:08:53Z
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Dissertacao Raquel Andreola.pdf: 15781483 bytes, checksum: 33fd01d3cfc733b522788fea2e290b5a (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-15T16:08:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Dissertacao Raquel Andreola.pdf: 15781483 bytes, checksum: 33fd01d3cfc733b522788fea2e290b5a (MD5) / In this work the low-pressure injection molding (LPIM) of submicrometer-sized ceramic powders was studied aiming to produce ceramic springs. The work comprised the production of molds and laboratory equipment for injection molding, the debinding of the organic vehicle used in the molding, the sintering of ceramic parts, and some preliminary experiments to evaluate the mechanical properties of the ceramics springs. The LPIM presents many advantages for complex ceramic parts production, in comparison with traditional high-pressure injection molding. However, LPIM has some difficulties associated to the debinding step, that are even greater for ceramic parts made with submicrometer-sized powders. But, on the other hand, the use of submicrometer-sized powders allows the production of sintered bodies with high density and better mechanical properties. The submicrometer-sized ceramic powders used in this work were alumina (Al2O3) and zirconia (ZrO2), and the main binder was the paraffin. Tubular molds and a multipart machined mold were developed for injection molding of alumina springs, and a little injection machine was build for injection molding of zirconia parts. The tubular molds had a limited performance. On the other hand, the multipart brass mold, coated with PTFE (polytetrafluorethylene), improved the ceramics spring molding process, making it possible to produce ceramic springs in greater quantities with good reproducibility. In the sintering process of the ceramic springs, major distortions of the parts were avoided using ceramic beams to support the springs. The alumina and zirconia ceramic springs had their measured density and hardness in good agreement with literature. Finally, some preliminary compression tests were performed with alumina and zirconia ceramic springs in order to evaluate their spring constant and maximum load before failure.
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Conformação de molas cerâmicas por moldagem por injeção em baixa pressãoAndreola, Raquel 25 April 2007 (has links)
Neste trabalho foi estudado o processo de moldagem por injeção em baixa pressão (LPIM do inglês: low-pressure injection molding) de pós cerâmicos submicrométricos para a produção de molas cerâmicas. O trabalho compreende a confecção de moldes e pequenas injetoras de laboratório, extração dos ligantes orgânicos utilizados durante a moldagem, a sinterização das peças e alguns ensaios preliminares para avaliar as propriedades mecânicas de molas cerâmicas. A LPIM apresenta muitas vantagens na produção de peças cerâmicas complexas, quando comparada à moldagem por injeção tradicional. Entretanto LPIM apresenta alguns problemas na remoção da mistura de ligantes que são maiores quando se confecciona peças cerâmicas preparadas com pós submicrométricos. Mas, por outro lado, a utilização destes pós permite a obtenção de corpos sinterizados com alta densidade e excelentes propriedades mecânicas. Os pós cerâmicos utilizados foram a alumina (Al2O3) e a zircônia (ZrO2), e o ligante principal utilizado foi a parafina. Moldes tubulares e moldes usinados multipartidos foram desenvolvidos para moldagem por injeção de molas de alumina e uma pequena injetora foi construída para injetar peças de zircônia. Os moldes tubulares mostraram-se pouco adequados. Por outro lado, a utilização do molde de latão multipartido, revestido com PTFE (politetrafluoretileno), melhorou o processo de fabricação de molas cerâmicas, possibilitando a confecção de quantidades maiores e com boa reprodutibilidade. No processo de sinterização das molas cerâmicas as distorções foram evitadas utilizando cilindros cerâmicos como suporte das molas. As molas de alumina e zircônia tiveram suas densidades e durezas medidas e estão de acordo com a literatura. Finalmente, foram feitos alguns ensaios preliminares de compressão com molas cerâmicas de alumina e zircônia para avaliar sua constante de mola e a carga máxima suportada antes da quebra. / In this work the low-pressure injection molding (LPIM) of submicrometer-sized ceramic powders was studied aiming to produce ceramic springs. The work comprised the production of molds and laboratory equipment for injection molding, the debinding of the organic vehicle used in the molding, the sintering of ceramic parts, and some preliminary experiments to evaluate the mechanical properties of the ceramics springs. The LPIM presents many advantages for complex ceramic parts production, in comparison with traditional high-pressure injection molding. However, LPIM has some difficulties associated to the debinding step, that are even greater for ceramic parts made with submicrometer-sized powders. But, on the other hand, the use of submicrometer-sized powders allows the production of sintered bodies with high density and better mechanical properties. The submicrometer-sized ceramic powders used in this work were alumina (Al2O3) and zirconia (ZrO2), and the main binder was the paraffin. Tubular molds and a multipart machined mold were developed for injection molding of alumina springs, and a little injection machine was build for injection molding of zirconia parts. The tubular molds had a limited performance. On the other hand, the multipart brass mold, coated with PTFE (polytetrafluorethylene), improved the ceramics spring molding process, making it possible to produce ceramic springs in greater quantities with good reproducibility. In the sintering process of the ceramic springs, major distortions of the parts were avoided using ceramic beams to support the springs. The alumina and zirconia ceramic springs had their measured density and hardness in good agreement with literature. Finally, some preliminary compression tests were performed with alumina and zirconia ceramic springs in order to evaluate their spring constant and maximum load before failure.
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Busca da forma aplicada a sistemas de cabos de aço retesados / Form finding techniques for steel cable structuresHaydamus, Alfredo Henrique 12 April 2019 (has links)
Esta dissertação trata das metodologias de busca da forma (form finding) aplicadas a sistemas estruturais de cabos de aço retesados, destacando aquelas que foram amplamente utilizadas pelo arquiteto alemão Frei Otto: modelos físicos de correntes e molas e o método numérico das Densidades de Forças. O método de Relaxação Dinâmica, as soluções gráficas, modelos de correntes e pesos, assim como os de películas de sabão, também foram analisados de modo breve. O trabalho objetivou examinar as singularidades de tais metodologias de concepção estrutural. Tarefa que foi realizada, em primeiro lugar, por meio da revisão da literatura crítica acerca do emprego e do desenvolvimento das tecnologias de sistemas de cabos de aço retesados. Em seguida, partindo das obras examinadas, simulou-se quatro situações de projetos de estruturas retesadas, que foram executadas através da construção de modelos físicos e numéricos. As maquetes físicas foram construídas por meio de modelos de correntes e molas, e tiveram o intuito de fornecer dados de ordem qualitativa acerca do comportamento estrutural. As representações digitais, por sua vez, foram desenvolvidas com o método das Densidades de Forças, por intermédio do software Rhinoceros e do seu plug-in Grasshopper. Elas permitiram avaliar critérios quantitativos, como precisão, conformidade e eficiência. Por fim, os resultados obtidos através dos modelos físicos foram comparados aos experimentos digitais, com o intuito de analisar as especificidades de cada alternativa, buscando compreender as vantagens e limites de suas aplicações práticas. / This work presents two form finding methodologies applied to steel cable structures, physical model with springs and Force Density Method, both widely used by Frei Otto and his team. Other techniques are also studied; e.g. chains models, soap film models, graphic solutions and Dynamic Relaxation Method. Firstly, the historical developments of form-active structures were listed, together with a series of projects that became technical and conceptual milestones in the Brazilian and international scenario. Secondly, the process of manufacturing two form finding models is reported, one physical spring model and one numerical Force Density Method performed with computer-aided design (CAD) application Rhinoceros and its plug-in Grasshopper. Both models were carried out aiming to investigate their advantages and limits. Lastly, four experimental case studies were selected, based on projects studied in the first phase of this work. Diverse typologies and boundary conditions were chosen for comparative evaluation of the qualitative physical model and the numerical one. The appraisal of the modeling techniques\' efficiency and robustness levels was done through analysis of the differences between nodes\' coordinates and bars\' lengths obtained through each method.
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Tensões residuais induzidas por shot-peening e durabilidade de molas em lâmina. / Residual stresses induced by shot-peening and fadigue life of leaf springs.Scuracchio, Bruno Geoffroy 26 November 2012 (has links)
O aumento da vida em fadiga em peças submetidas a esforços cíclicos devido à aplicação de processos de tratamento mecânico superficial já é bastante conhecido, tanto no meio industrial quanto no meio acadêmico. Para molas, o processo de shot-peening se torna etapa essencial no processo de fabricação, porém um estudo sistemático do efeito do shot-peening na vida em fadiga se faz necessário. O objetivo deste trabalho é aprofundar o conhecimento nos processos de jateamento superficial do tipo shot-peening para molas em lâminas de veículos, através da análise de tensões residuais por difração de raios-x e ensaios de fadiga em uma série de amostras que sofreram dez diferentes receitas de processos de jateamento. Dos dez diferentes processos, o de jateamento com granalha esférica fundida de aço com 1,0mm de diâmetro seguido de um segundo jateamento com granalha esférica fundida de aço de 0,3mm de diâmetro levou a uma maior vida em fadiga das amostras. A análise por difração de raios-x comprovou que a importância das tensões residuais de compressão se dá até a uma profundidade de 0,05mm, influenciando diretamente no modo de nucleação de trincas de fadiga. Acima desta profundidade, as tensões residuais induzidas por shot-peening não têm influência no modo de propagação destas trincas, e por consequência na vida em fadiga das peças. Correlações entre os resultados e a alta dureza e diminuída ductilidade do material utilizado são discutidas. / The improvement of fatigue life in parts subjected to cyclic stresses by application of mechanical surface treatment processes is already well known, both in the industry and in the academy. Dealing with automotive springs, the shot peening process becomes an essential step in manufacturing these parts. In the case of leaf springs, however, a systematic investigation of the effect of shot peening on fatigue life is still required. The aim of this work is to improve the knowledge of shot peening on leaf springs for vehicles, through the analysis of residual stresses by x-ray diffraction and fatigue tests on a series of samples that were subjected to ten different peening schedules. Among the investigated processes, the usage of 1.0 mm diameter cast steel shot followed by a second peening with 0.3 mm diameter cast steel shot leads to better performance, regarding fatigue life. X-ray diffraction analysis shows that this improved performance may be attributed to residual compressive stress maintained until a depth of 0.05 mm below the surface, which directly influences the fatigue crack nucleation. Residual stresses induced by shot-peening in larger depths, have no influence on sample fatigue life, showing that crack propagation is not affected by the induced residual stresses. Consequently, the durability of parts is improved by shot-peening exclusively due to this influence on crack nucleation at samples surface. Correlations with the increased hardness and decreased ductility of the employed material are discussed.
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