Orientador: Mauro Hugo Mathias / Banca: José Elis Tomazini / Banca: Everaldo de Barros / Resumo: O presente trabalho estuda a dinâmica de rotores e em particular a de um rotor modelo de Jeffcott. Para tanto, foi utilizada uma bancada experimental que consiste de um rotor montado sobre um eixo apoiado por mancais de rolamento fixo a uma base metálica, sendo o acionamento da bancada experimental feito por meio de um motor elétrico trifásico de 2 cv com uma rotação máxima de 3.475 rpm, onde foram realizados testes para determinação da primeira frequência natural estacionária (teste de impacto), tesde de partida e de parada. Dois eixos de materiais diferentes foram utilizados, sendo um de aço SAE 1020 e outro de material compósito. Foram determinadas através de análise estrutural pelo método dos elementos finitos as rigidezes dos mancais, com esses valores obteve-se analiticamente a primeira frequência natural do sistema. Ainda utilizando o método dos elementos finitos foram obtidas as frequências naturais, os modos de vibrar e o diagrama de Campbell através de análise modal. Os resultados experimentais obtidos foram discutidos e comparados com os resultados analíticos e com os resultados obtidos pela aplicação do método dos elementos finitos. Percebe-se que com essa comparação a aplicação do software na fase inicial de projeto mostra-se de extrema importância, visto que as frequências naturais podem ser previstas já na etapa inicial / Abstract: This work studied the dynamics of rotors and in particular a Jeffcott rotor. An experimental bench consisting of a rotor mounted on a shaft supported by a fixed bearing housings to a metal base. The drive of the testing bench is made a three-phase electric motor of 2cv power, having a maximum rotation of 3.475rpm, which were performed the tests to identify the first natural frequency (impact test), run up and coast down using two different material of shaft, one made by steel SAE 1020 and a composite shaft. It was determined through structural analyses by the finite element method and the rigidities of the bearings was obtained. With this values the first natural frequency for the system was obtained analytically. Still using finite element method was obtainedthe natural frequencies. The vibration modes and the Campbell diagram, using modal analysis. The experimental results were discussed and compared the analytical results and the results by applyingthe finite element method, with this comparion the software application in the initial phase project proved extremely important given that the natural frequencies can be provided in the initial stage / Mestre

Orientador: Teófilo Miguel de Souza / Banca: Ivone Ávila / Banca: Osíris Canciglieri Júnior / Resumo: Com a crescente demanda na matriz energética global e a constante preocupação com o uso e a escassez de combustíveis fósseis,o estudo por alternativas de combustíveis mais limpos, baratos, de fácilobtenção e que conservem o meio ambiente tornou-se uma questão de interesse geral.No Brasil, o etanol à base de cana-de-açúcar é uma boa alternativa para a substituição da gasolina, visto que o país possui um território apto para ocultivo dessa cultura, mão-de-obra especializadae condições climáticas adequadas,além de ter baixas emissões de gases de efeito estufa. Para a realização deste trabalho foi utilizado um motor de ciclo Otto a gasolina, com quatro cilindros sem adaptações. Avaliou-se o desempenho do sistema, potência,tensãoe consumo específico do combustível utilizando misturas de gasolina e etanol nas seguintes proporções: E0, E5, E10, E15, E20, E30, E35, E40, E45, E50, E55, E60, E65,E70, E75, E80, E85, E90, E95 e E100. Com a crescente demanda na redução de gases nocivos ao meio ambiente, analisou-se também a quantidade de gases de exaustão expelidos pelo motor(NOx e CO2), observando uma redução na quantidade do CO2 expelido em função do aumento da concentração de etanol na mistura. Em contrapartida, a quantidade de NOx aumentou devido ao fato de a temperatura na câmera de combustão ser maior para o etanol. Como resultado observou-se que o motor-gerador fornece aproximadamente 800W de potência,o que é suficiente para permitir o funcionamento de geladeira, televisão e lâmpadas elétricas, em uma casa de pequeno porte / Abstract: Due to the growing demand in the global energy mix and the constant concern about the use andthe scarcity of fossil fuels, the study of cleaner, cheaper, easy-obtaining and environment-friendlyalternative fuels has become a matter of general interest. InBrazil, the sugar-cane-based ethanol is a good alternativefor the use of gasoline, since the country hasa land fit forcultivation of this crop, skilled labor and suitable climatic conditions, and have low emissions of greenhouse gases. In this study it wasused a four-cylinder Otto-cycle engine powered by gasoline with no adjustments. It was evaluated the system performance, power, voltage, and specific fuel consumption using mixtures of gasoline and ethanol in the following proportions: E0, E5, E10, E15, E20, E30, E35, E40, E45, E50, E55, E60, E65, E70, E75, E80,E85,E90, E95 e E100. The amount of harmful exhaust gases expelled by the engine (CO2and NOx), was also analyzed, and it was observed a reduction in the amount of CO2 expelled by the enginedue tothe increase of ethanol concentration in the mixture. In contrast, the amount of NOx increased due to thefact that the temperature in the combustion chamber ishigher for ethanol. Asa result it was observed that the motor-generator provides800W of power, which is enough to allow the operation of refrigerator, television and electric bulbs in a small home / Mestre

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T04:32:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:42:21Z : No. of bitstreams: 1 143906.pdf: 14718244 bytes, checksum: b7808deeb61921e4412b4138e92837eb (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T12:46:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258000.pdf: 9817463 bytes, checksum: 8ec2b226886d699634f358c91a39c7f0 (MD5) / Um método de fixação de ventiladores no eixo amplamente utilizado em motores elétricos de baixa potência é a união entre o cubo e o eixo através de chaveta plana. Embora este método seja eficiente na maioria das aplicações, em algumas situações mais críticas tais como compressores, pode ocorrer desgaste do cubo do ventilador que acaba girando no eixo perdendo então sua função. Além disso, o uso de chaveta implica numa operação de fresamento adicional no eixo que acaba aumentando o tempo de fabricação e o custo do produto. O objetivo desse trabalho é o de analisar a viabilidade técnica do uso de ajuste por interferência para fixação de ventiladores termoplásticos no eixo de motores elétricos eliminando assim a necessidade de fresamento do eixo. Para tal, são estudados os principais tipos de união cubo eixo apresentados na literatura com enfoque especial para a união através de interferência. Também são apresentados os principais métodos de fixação de ventiladores usados em motores elétricos bem como uma discussão sobre os torques atuantes no ventilador sob as condições de operação do motor. São abordados aspectos importantes relativos às características mecânicas dos materiais termoplásticos em especial os efeitos da temperatura e o comportamento viscoelástico destes materiais através das curvas de fluência. Uma bancada experimental, com temperatura controlada e simulando as condições mais críticas de operação, foi construída para avaliar o comportamento de um conjunto de ventiladores montados sobre buchas metálicas usando fixação por interferência. Durante o experimento foram monitorados os torques resistentes de cada acoplamento em função da interferência aplicada, temperatura e tempo. Através das curvas de fluência disponíveis para o material do ventilador sob certas condições de tempo e temperatura foi possível comparar alguns dos resultados experimentais com valores calculados através do método pseudo-elástico. Ao final do experimento constatou-se que todos os acoplamentos avaliados ultrapassam o critério de aprovação no teste de vida comprovando a aplicabilidade deste sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:20:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258148.pdf: 3827003 bytes, checksum: be410cb703d11a70dde06764f7c3879b (MD5) / Este trabalho consiste na análise da corrente de partida do motor de indução para a detecção de falhas nas barras do rotor. Esta análise difere da grande maioria dos métodos atualmente empregados, pois a máquina não precisa operar nas condições nominais de carga. Com isso, algumas desvantagens relativas às metodologias largamente utilizadas, como escorregamento inconstante e baixa relação sinal/ruído são eliminadas. A metodologia consiste em extrair o sinal fundamental da corrente de partida e analisar o restante do sinal utilizando a transformada wavelet. Foram utilizados três motores de indução com polaridades diferentes para a avaliação da metodologia proposta. Os resultados mostraram que é possível detectar falhas nas barras do rotor. Pode-se observar que o sinal decomposto pela transformada wavelet apresenta variações significativas na presença de falhas em pelo menos uma barra do rotor. A necessidade de se variar os parâmetros de convergência do sistema de extração da fundamental bem como a localização variável das falhas na decomposição wavelet ainda impede a aplicação da metodologia proposta em larga escala.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T04:36:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263133.pdf: 2859011 bytes, checksum: 4a315dffeaf2e20dc875d98a44425459 (MD5) / O presente trabalho aborda o estudo de um método alternativo de carga equivalente para determinação da elevação de temperatura em motor de indução chamado "forward short circuit". O estudo apresenta a fundamentação teórica do ensaio, o procedimento para realizar o ensaio, as características das máquinas utilizadas no ensaio e o cálculo da elevação de temperatura. É realizado um estudo sobre o comportamento das perdas do motor durante o ensaio de "forward short circuit", principalmente as perdas do rotor. Com o estudo das perdas do rotor são apresentados fatores que influenciam no aumento da temperatura do rotor causado pelo aumento do escorregamento. Alguns parâmetros do circuito equivalente do motor de indução são determinados a partir de dados do ensaio. São apresentados modelos de estrutura de laboratório para a execução do ensaio de temperatura pelo método "forward short circuit". Também é avaliada a eficácia do método "forward short circuit" para determinação da elevação de temperatura em motores de indução comparando com o método dinamométrico. São apresentados resultados de ensaios em diversos motores que foram submetidos ao método "forward short circuit" e dinamométrico. Os motores utilizados nos experimentos são divididos em duas categorias: motor de indução com rotor de gaiola e motor de indução com rotor bobinado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T11:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 269689.pdf: 7850262 bytes, checksum: 0deab1e35182e512a0bd515f1c19922f (MD5) / A busca por alternativas para completa eliminação ou redução drástica no consumo de meios auxiliares de corte físicos (fluidos de corte) é um tema que vem sendo estudado no meio acadêmico desde o final do século XX, em decorrência da divulgação de pesquisas que revelam o efeito sócio-ambiental negativo gerado por estes fluidos. À medida que a sociedade tomou consciência do problema, criaram-se legislações sociais e ambientais mais rígidas, inicialmente em países da Europa, no Japão e nos Estados Unidos, aumentando, assim, os custos de manuseio e descarte dos fluidos de corte. Desenvolvimentos recentes em tecnologia de ferramentas, revestimentos e máquinas-ferramenta criaram alternativas mais econômicas que minimizam os efeitos indesejáveis da falta total ou parcial de fluidos de corte. Em vista disso, aplicações industriais de usinagem a seco ou com mínimas quantidades de fluido de corte vêm se difundindo em muitos países. No entanto, no Brasil a tendência ainda é incipiente e as publicações, em sua grande maioria, se restringem a estudos acadêmicos. Este trabalho visa contribuir para a difusão da aplicação industrial de mínimas quantidades de fluido de corte na indústria brasileira ao empregá-la em uma etapa do processo de fabricação seriada de eixos de aço ABNT 1045 para motores elétricos. A etapa contempla a furação e rosqueamento de roscas M8x1,25 e M10x1,5, empregando brocas de metal-duro e machos de aço-rápido em um centro de usinagem. Tanto na furação como no rosqueamento, foram comparadas diferentes concepções geométricas de ferramentas e revestimentos em termos de vida, de acordo com critérios pré-estabelecidos. Verificou-se que a utilização de jato de fluido de corte, mesmo através da ferramenta, é prejudicial à vida das brocas na aplicação estudada; que a geometria com gume transversal em formato "S" e com proteção das quinas aumenta significativamente a vida na furação com mínimas quantidades de fluido de corte (MQFC); e que os revestimentos de TiAlN se adeqüam bem à aplicação, especialmente a estrutura multicamada convencional, sem evidências de incremento na vida ao empregar uma estrutura nanocomposta com alto teor de alumínio. No rosqueamento, as variações de vida foram menores, mas o controle de cavacos mostrou-se crítico na maioria das geometrias testadas. Somente uma geometria de aço-rápido sinterizado, com revestimento TiCN e TiN em MQFC alia controle satisfatório de cavacos a uma vida superior à obtida com a ferramenta inicialmente utilizada com jato de fluido de corte.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:09:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:33:12Z : No. of bitstreams: 1 139848.pdf: 39538959 bytes, checksum: 23fc6c2cf10b641cb096441c4b6346ae (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-19T05:04:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:12:25Z : No. of bitstreams: 1 179112.pdf: 10507661 bytes, checksum: 774b770fed598ca66bfea4c95a543821 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de uma metodologia original para o cálculo das correntes inter-barras em motores de indução de gaiola. A técnica apresentada é baseada no Método de Elementos Finitos em duas dimensões (Lógica EFCAD-com Movimento desenvolvida no GRUCAD/LEEI) e utiliza o Modelo Multi-Fatiado para representar a inclinação das ranhuras do rotor. Resistências transversais (inter-barras) são inseridas no circuito rotórico e a Teoria de Circuitos (Método das Correntes Independentes) é adotada para acoplar as equações de campo às equações do circuito rotórico. A metodologia é aplicada no estudo de dois motores de indução de gaiola comerciais de alta potência. Os resultados obtidos mostram que para motores com problemas de isolação das barras do rotor a inclinação é a causa principal para a circulação de correntes inter-barras. Com a inclinação e baixo valor de resistência transversal estas correntes tendem a valores elevados podendo danificar o rotor e gerar perdas Joule adicionais que comprometem o rendimento do motor. A técnica desenvolvida mostrou-se eficaz para o estudo das perdas inter-barras que representam uma importante componente das perdas adicionais em carga dos motores de indução de gaiola

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T09:34:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:17:18Z : No. of bitstreams: 1 177368.pdf: 38469007 bytes, checksum: 76b4c8b1ce7c224bf24ae943f25895fc (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de um método de análise de dispositivos eletromagnéticos lineares alimentados por circuitos elétricos externos. O dispositivo eletromagnético é modelado pelo Método de Elementos Finitos em duas dimensões e o equacionamento do circuito é feito em variáveis de espaço de estados. Um acoplamento forte entre os dois sistemas de equações é conseguido utilizando-se as grandezas comuns a ambos, isto é: as correntes e as tensões nos enrolamentos do dispositivo eletromagnético. A montagem dos sistemas de equações é totalmente automática e sua resolução simultânea. Este método está implementado no programa denominado EFCIRMov, um Programa de Simulação Numérica de Conversores Estáticos Associados a Estruturas Eletromagnéticas Modeladas pelo Método de Elementos Finitos. No programa é aplicada a técnica de banda de movimento para simular o deslocamento da parte móvel do dispositivo eletromagnético a velocidade imposta. A fim de validar o método proposto, foi implementada uma Bancada Experimental para o controle do fim de curso do motor e de inversão do movimento. Foram realizadas ensaios experimentais com um Motor de Indução Linear Tubular, construído pela firma Equacional de São Paulo. Os resultados obtidos nas simulações concordam com os resultados experimentais.