No presente trabalho apresenta-se um estudo de caso com auxílio de uma metodologia sistemática para aplicação de métodos estruturados ao desenvolvimento de novos produtos em uma indústria do ramo de implementos rodoviários. Considerando os implementos rodoviários como produtos industriais, pretende-se trabalhar as formas e processos de criação e aperfeiçoamento na geração de idéias e busca por soluções até a fase do projeto final de um novo produto. Também, foram considerados os processos de fabricação, modelamento do produto, e análises estruturais numéricas, que são ferramentas de auxílio na otimização do produto final. Paralelamente, foram consideradas as informações dos testes experimentais para auxiliar e validar as análises estruturais numéricas, contribuindo desta forma para o aperfeiçoamento de requisitos na fase do projeto de produto, antes de sua fabricação e lançamento no mercado. Assim, este estudo apresenta como foco o desenvolvimento de um semi-reboque para transporte de cana picada, com o intuito de exemplificar e aplicar de forma prática as ferramentas estudadas e seus respectivos usos no produto em questão. Os testes de campo foram instrumentados com sensores extensométricos resistivos para coleta de dados de níveis de tensão e posterior comparação com as análises numéricas. Os dados do produto, na fase de testes experimentais, foram obtidos em condições reais de trabalho junto a uma usina do setor sucro alcooleiro. Finalmente, considerando-se os resultados de desempenho do produto, semi-reboque rodotrem para transporte de cana picada, pode-se identificar que o uso de uma metodologia de referência para o desenvolvimento de produto, apoiada por ferramentas de análise estrutural, com testes de campo instrumentados, são confiáveis e úteis aos profissionais da engenharia de projeto e manufatura. / In this paper work, a case study using a systematic methodology is presented to apply structured methods for designing new products in an industry of road implements field. Considering the road implements as industrial products, it is intended to deal with forms and processes of developing ideas and improving the generating of ideas and quest of solutions until the final phase project of a new product. The manufacturing process will also be taken into consideration, besides the modeling of the product and numerical structural analysis which are tools to help optimize the final product. In addition, will be taken in considerations the information of experimental tests to avail and validate the numerical structural analysis, and through it contribute to the improvement of requirements during the design of the product before its manufacture and market launch. This study presents the development of a semi-trailer to transport chopped sugar cane, with the purpose of exemplify and put on practice the tools which are studied and their uses applied in the product concerned. The field tests were instrumented with strain gage sensors to collect data on tension levels for later comparison to numerical analysis. This way, it is expected to have reliable data as the product will operate in a plant following through real work situations during these experimental tests. Finally, considering the results of product performance - road train semi-trailer to transport chopped sugar cane - can be identified in this study that the use of a method of reference to product development, supported by structural analysis tools, and instrumented field tests are reliable and extremely useful to the professional activities of design and manufacturing engineering.

No presente trabalho apresenta-se um estudo de caso com auxílio de uma metodologia sistemática para aplicação de métodos estruturados ao desenvolvimento de novos produtos em uma indústria do ramo de implementos rodoviários. Considerando os implementos rodoviários como produtos industriais, pretende-se trabalhar as formas e processos de criação e aperfeiçoamento na geração de idéias e busca por soluções até a fase do projeto final de um novo produto. Também, foram considerados os processos de fabricação, modelamento do produto, e análises estruturais numéricas, que são ferramentas de auxílio na otimização do produto final. Paralelamente, foram consideradas as informações dos testes experimentais para auxiliar e validar as análises estruturais numéricas, contribuindo desta forma para o aperfeiçoamento de requisitos na fase do projeto de produto, antes de sua fabricação e lançamento no mercado. Assim, este estudo apresenta como foco o desenvolvimento de um semi-reboque para transporte de cana picada, com o intuito de exemplificar e aplicar de forma prática as ferramentas estudadas e seus respectivos usos no produto em questão. Os testes de campo foram instrumentados com sensores extensométricos resistivos para coleta de dados de níveis de tensão e posterior comparação com as análises numéricas. Os dados do produto, na fase de testes experimentais, foram obtidos em condições reais de trabalho junto a uma usina do setor sucro alcooleiro. Finalmente, considerando-se os resultados de desempenho do produto, semi-reboque rodotrem para transporte de cana picada, pode-se identificar que o uso de uma metodologia de referência para o desenvolvimento de produto, apoiada por ferramentas de análise estrutural, com testes de campo instrumentados, são confiáveis e úteis aos profissionais da engenharia de projeto e manufatura. / In this paper work, a case study using a systematic methodology is presented to apply structured methods for designing new products in an industry of road implements field. Considering the road implements as industrial products, it is intended to deal with forms and processes of developing ideas and improving the generating of ideas and quest of solutions until the final phase project of a new product. The manufacturing process will also be taken into consideration, besides the modeling of the product and numerical structural analysis which are tools to help optimize the final product. In addition, will be taken in considerations the information of experimental tests to avail and validate the numerical structural analysis, and through it contribute to the improvement of requirements during the design of the product before its manufacture and market launch. This study presents the development of a semi-trailer to transport chopped sugar cane, with the purpose of exemplify and put on practice the tools which are studied and their uses applied in the product concerned. The field tests were instrumented with strain gage sensors to collect data on tension levels for later comparison to numerical analysis. This way, it is expected to have reliable data as the product will operate in a plant following through real work situations during these experimental tests. Finally, considering the results of product performance - road train semi-trailer to transport chopped sugar cane - can be identified in this study that the use of a method of reference to product development, supported by structural analysis tools, and instrumented field tests are reliable and extremely useful to the professional activities of design and manufacturing engineering.

Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia de projeto para identificar as regiões críticas da estrutura de um reboque de linha leve sendo tracionado em pavimentos do tipo rodovia de baixa qualidade e estrada secundária de muito baixa qualidade. Para tanto, são levantados alguns dados experimentais da estrutura, necessários para a aproximação e simulação dinâmica de um modelo simplificado. A excitação da base é realizada por atuadores que simulam as oscilações verticais de um perfil de estrada, a qual é definida de acordo com os estudos realizados por Dodds e Robson (1973). Isto permite a determinação de um histórico de carregamentos das regiões da estrutura do chassi sob a ação das molas da suspensão. Em seguida, é gerado um modelo estrutural simplificado do reboque em elementos finitos, chamado de global, no qual são determinadas as regiões sob ação das maiores tensões. Tendo identificada a região mais crítica da estrutura, é criado um modelo local desta parte, onde se pode observar a distribuição de tensões com mais detalhe, permitindo a identificação dos pontos de concentração de tensões. Desta forma, com a aplicação do método de análise global-local é possível a obtenção de resultados detalhados quanto aos esforços da estrutura com um menor custo computacional. / This work develops a project methodology in order to identify high stress zones on a light trailer structure in traffic through low quality roads and side roads. First, some experimental data are surveyed from the trailer structure, which are necessaries for the dynamics approximation and simulation of the simplified model. Linear actuators under the tires performing vertical oscillations of the road profile simulate base excitation that is defined by studies of Dodds and Robson (1973). It permits to determinate loads on chassis regions under the action of the suspension springs. After, a simplified finite element model of the trailer, called global, is created in order to determine regions with the highest stress. When this region is identified, a local finite element model is created in order to observe the stress distribution more detailed and enabling the identification of stress concentration points. In this way, it is possible to obtain detailed results of the structure stress applying global-local analysis with reduced computational costs.

Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia de projeto para identificar as regiões críticas da estrutura de um reboque de linha leve sendo tracionado em pavimentos do tipo rodovia de baixa qualidade e estrada secundária de muito baixa qualidade. Para tanto, são levantados alguns dados experimentais da estrutura, necessários para a aproximação e simulação dinâmica de um modelo simplificado. A excitação da base é realizada por atuadores que simulam as oscilações verticais de um perfil de estrada, a qual é definida de acordo com os estudos realizados por Dodds e Robson (1973). Isto permite a determinação de um histórico de carregamentos das regiões da estrutura do chassi sob a ação das molas da suspensão. Em seguida, é gerado um modelo estrutural simplificado do reboque em elementos finitos, chamado de global, no qual são determinadas as regiões sob ação das maiores tensões. Tendo identificada a região mais crítica da estrutura, é criado um modelo local desta parte, onde se pode observar a distribuição de tensões com mais detalhe, permitindo a identificação dos pontos de concentração de tensões. Desta forma, com a aplicação do método de análise global-local é possível a obtenção de resultados detalhados quanto aos esforços da estrutura com um menor custo computacional. / This work develops a project methodology in order to identify high stress zones on a light trailer structure in traffic through low quality roads and side roads. First, some experimental data are surveyed from the trailer structure, which are necessaries for the dynamics approximation and simulation of the simplified model. Linear actuators under the tires performing vertical oscillations of the road profile simulate base excitation that is defined by studies of Dodds and Robson (1973). It permits to determinate loads on chassis regions under the action of the suspension springs. After, a simplified finite element model of the trailer, called global, is created in order to determine regions with the highest stress. When this region is identified, a local finite element model is created in order to observe the stress distribution more detailed and enabling the identification of stress concentration points. In this way, it is possible to obtain detailed results of the structure stress applying global-local analysis with reduced computational costs.

No presente trabalho apresenta-se um estudo de caso com auxílio de uma metodologia sistemática para aplicação de métodos estruturados ao desenvolvimento de novos produtos em uma indústria do ramo de implementos rodoviários. Considerando os implementos rodoviários como produtos industriais, pretende-se trabalhar as formas e processos de criação e aperfeiçoamento na geração de idéias e busca por soluções até a fase do projeto final de um novo produto. Também, foram considerados os processos de fabricação, modelamento do produto, e análises estruturais numéricas, que são ferramentas de auxílio na otimização do produto final. Paralelamente, foram consideradas as informações dos testes experimentais para auxiliar e validar as análises estruturais numéricas, contribuindo desta forma para o aperfeiçoamento de requisitos na fase do projeto de produto, antes de sua fabricação e lançamento no mercado. Assim, este estudo apresenta como foco o desenvolvimento de um semi-reboque para transporte de cana picada, com o intuito de exemplificar e aplicar de forma prática as ferramentas estudadas e seus respectivos usos no produto em questão. Os testes de campo foram instrumentados com sensores extensométricos resistivos para coleta de dados de níveis de tensão e posterior comparação com as análises numéricas. Os dados do produto, na fase de testes experimentais, foram obtidos em condições reais de trabalho junto a uma usina do setor sucro alcooleiro. Finalmente, considerando-se os resultados de desempenho do produto, semi-reboque rodotrem para transporte de cana picada, pode-se identificar que o uso de uma metodologia de referência para o desenvolvimento de produto, apoiada por ferramentas de análise estrutural, com testes de campo instrumentados, são confiáveis e úteis aos profissionais da engenharia de projeto e manufatura. / In this paper work, a case study using a systematic methodology is presented to apply structured methods for designing new products in an industry of road implements field. Considering the road implements as industrial products, it is intended to deal with forms and processes of developing ideas and improving the generating of ideas and quest of solutions until the final phase project of a new product. The manufacturing process will also be taken into consideration, besides the modeling of the product and numerical structural analysis which are tools to help optimize the final product. In addition, will be taken in considerations the information of experimental tests to avail and validate the numerical structural analysis, and through it contribute to the improvement of requirements during the design of the product before its manufacture and market launch. This study presents the development of a semi-trailer to transport chopped sugar cane, with the purpose of exemplify and put on practice the tools which are studied and their uses applied in the product concerned. The field tests were instrumented with strain gage sensors to collect data on tension levels for later comparison to numerical analysis. This way, it is expected to have reliable data as the product will operate in a plant following through real work situations during these experimental tests. Finally, considering the results of product performance - road train semi-trailer to transport chopped sugar cane - can be identified in this study that the use of a method of reference to product development, supported by structural analysis tools, and instrumented field tests are reliable and extremely useful to the professional activities of design and manufacturing engineering.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-06-14T14:48:30Z No. of bitstreams: 1 JEANE FERREIRA JERÔNIMO - TESE PPGEA 2012..pdf: 42693746 bytes, checksum: c91e8aa096fd962343ca9b15139df5dd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T14:48:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JEANE FERREIRA JERÔNIMO - TESE PPGEA 2012..pdf: 42693746 bytes, checksum: c91e8aa096fd962343ca9b15139df5dd (MD5) Previous issue date: 2012-02 / Na busca de melhorias nos atuais níveis de produtividade e na redução nos custos de produção do algodoeiro no Brasil, novas tecnologias vêm sendo incorporadas ao sistema de produção, visando oferecer alternativa de verticalização da produção através do seu beneficiamento, com equipamentos compactos e itinerantes, possibilitando entre os produtores ou associações a agregação de valor à sua produção. Nesta linha de investigação objetivou-se com o presente trabalho desenvolver um conjunto composto por descaroçador, prensa enfardadeira e reboque, que atenda aos cotonicultores da agricultura familiar. O descaroçador compõe-se de: limpador com alimentação manual, cilindro de serras, cilindro de escovas, condensador e rolo; a prensa enfardadeira: chapa (masseira), cilindros hidráulicos, bomba hidráulica, válvula de controle de acionamento, dispositivos de filtragem do óleo hidráulico e manómetro; e o reboque: chassi de cantoneiras em U quatro rodas de aro 13, pontas de eixo, dois feixes de cinco molas, lastro em chapa de ferro e freio próprio. O conjunto desenvolvido foi avaliado e validado em laboratório e em campo por cotonicultores de associações ligados à agricultura familiar considerando as principais características: tecnologias da fibra e as físicas e fisiológicas da semente. Para o descaroçador estudou-se rotações, cultivares, tipos de serras e processos de limpeza; para a prensa enfardadeira foi avaliado o número de prensagem e sua capacidade para formação de um fardo; enquanto para o reboque foi considerado o coeficiente de segurança do dimensionamento do eixo e do chassi. Com base nos resultados, o conjunto descaroçador, prensa enfardadeira e reboque atendeu plenamente com a eficiência requerida pela indústria têxtil, os objetivos propostos comprovaram que as características tecnológicas da fibra do algodão beneficiado se mantiveram dentro dos padrões estabelecidos pelas normas de classificação da indústria têxtil por não danificar a qualidade das sementes; na avaliação e validação do conjunto pelos agricultores composto de 15 itens, em que se considera rendimento do descaroçador, o peso do fardo recebeu o conceito "muito bom" dos cotonicultores da agricultura familiar. / In the search of improvements in current yield rates and simultaneous costs reduction for cotton production in Brazil, new Technologies have been incorporated into the production system, to offer an alternative to vertical integration of production through their processing, with compact and mobile ginning equipment, allowing producers and associations add value to their production. In this way of research, the present work aimed to develop a machine composed by gin, press baler and tow, which concerns the familiar cotton growers. The gin machine consists of a manual feeder cleaner, saws cylinder, brushes cylinder, condenser and coil. The baler press consists of veneer, hydraulic cylinders, hydraulic pump, control valve actuation, filtering devices for hydraulic oil and manometer: and the tow composed by chassis of U corner, 13" wheels, axis cusp, two bundles with five coil springs, iron ballast and self brake. The hole set has been evaluated and validated in field and by cotton growers of family farming associations considering the main characteristics of: fiber technology and physical and physiological of seed. For the ginning was studied the rotations, cultivars, saws types and cleaning processes; for the baler press was evaluated the number of presses and the capacity for forming a bale; while to the tow was considerate the safety factor of the axis and chassis scaling. Based on the results, the set of gin, baler and tow fully complied with the efficiency required by textile industry. The proposed goals proved that the technological characteristics of the cotton fiber benefited remained within the standards established by classification norm for the textile industry to not damage the quality of seeds. During the evaluation and validation made by farmers, composed by 15 items, considering efficiency of gin and the bale weight, this machine received the concept "very good" of the family cotton growers.

Este trabalho investiga a viabilidade de se implantar no Brasil o veículo combinado de cinco eixos constituído de um cavalo mecânico mais dois semi-reboques acoplados por um dolly intermediário e chamado aqui de Duplo Semi-Reboque (DSR). Essa investigação inclui tanto aspectos econômicos (custos operacionais) quanto operacionais (densidade das cargas, rotas, demandas, veículos utilizados), tecnológicos (veículos e implementes), legais (pesos e dimensões), de segurança (estabilidade, dirigibilidade, risco de acidentes e impacto sobre o tráfego de outros veículos) e de inter-relação com a infra-estrutura rodoviária. Como a configuração analisada é largamente utilizada nos Estados Unidos, com o nome de twin trailer truck, faz-se uma ampla revisão da literatura norte-americana. O estudo apresenta as características técnicas do twin, levanta a legislação norte-americana de carga por eixo e mostra como a busca de produtividade e o aumento da carga volumosa conduziram à necessidade de veículos mais longos. Compila artigos sobre a estabilidade, a dirigibilidade e o impacto sobre o tráfego dos veículos longos combinados. Sintetiza pesquisas comparando taxas de acidentes dos veículos combinados com os caminhões convencionais. A maioria desses estudos conduz à conclusão de que, embora os twins possam degradar ligeiramente as condições de segurança de tráfego e aumentar o desgaste elos pavimentos, essa degradação é compensada pela redução do número de viagens e do custo do transporte. Conclui-se que o veículo seria economicamente viável no Brasil para substituir caminhões trucados em rotas de demanda limitada, e que poderia também economizar custos na substituição a veículos convencionais no transporte de cargas volumosas, sem provocar maiores impactos sobre a segurança operacional. Pesquisa com frotistas mostra que quase 50% das transportadoras de carga fracionada operam cargas de densidade compatível com o DSR. A introdução do veículo, no entanto, enfrenta fortes obstáculos legais e exigiria mudança profunda na legislação dos veículos combinados longos. / This paper investigates the feasibility of introducing the American twin trailer truck in the Brazilian road transport network. The twin is a five axle configuration with one tractor and two semi-trailers, coupled by an intermediate dolly. The investigation embraces not only economic questions (operational costs), but also operational aspects (freight density and volume, vehicle choice, line extension etc), technological questions (vehicles, trailers and dollies), weights and dimensions legislation, safety impacts (handling and stability, impact of traffic operations and statistic studies of accident rates) and the twin\'s interface with the highway facilities. The American and Canadian studies about twins are reviewed. The paper presents the technical characteristics of twins, the american weights and dimensions legislation and shows how the claim for more productivity in the transport industry and the low density freight growth have induced the use of longer combinations. The study compiles the main results presented in the literature about handling, stability and the twin trailer impact on the highway traffic and analyzes statistics comparing doubles with semi-trailer accident rates. The literature review leads to the conclusion that, althrough the twins could degrade slightly the vehicle traffic safety performance and accelerate the pavement wear, this degradation is overwhelmed by the reduction of the number of vehicles on the roads and direct and indirect transportation costs. The introduction of the win trailer truck in Brazil could be advantageous in order to replace tandem trucks on low demand routes. The savings in terminal times and the higher capacitiy of this configuration would cut costs as compared to the straight truck, semi-trailer and truck-and-trailer configurations, without relevant deterioration of the operational safety. The results of a large sample with brazilian LTL companies show that almost 50% of them operate with a freight density that would be ideal for twins. The twin\'s introduction, however, faces strong legal impediments in some markets, and only would be feasible if deep changes in the Brazilian weight and dimension regulations would be undertaken.

Este trabalho investiga a viabilidade de se implantar no Brasil o veículo combinado de cinco eixos constituído de um cavalo mecânico mais dois semi-reboques acoplados por um dolly intermediário e chamado aqui de Duplo Semi-Reboque (DSR). Essa investigação inclui tanto aspectos econômicos (custos operacionais) quanto operacionais (densidade das cargas, rotas, demandas, veículos utilizados), tecnológicos (veículos e implementes), legais (pesos e dimensões), de segurança (estabilidade, dirigibilidade, risco de acidentes e impacto sobre o tráfego de outros veículos) e de inter-relação com a infra-estrutura rodoviária. Como a configuração analisada é largamente utilizada nos Estados Unidos, com o nome de twin trailer truck, faz-se uma ampla revisão da literatura norte-americana. O estudo apresenta as características técnicas do twin, levanta a legislação norte-americana de carga por eixo e mostra como a busca de produtividade e o aumento da carga volumosa conduziram à necessidade de veículos mais longos. Compila artigos sobre a estabilidade, a dirigibilidade e o impacto sobre o tráfego dos veículos longos combinados. Sintetiza pesquisas comparando taxas de acidentes dos veículos combinados com os caminhões convencionais. A maioria desses estudos conduz à conclusão de que, embora os twins possam degradar ligeiramente as condições de segurança de tráfego e aumentar o desgaste elos pavimentos, essa degradação é compensada pela redução do número de viagens e do custo do transporte. Conclui-se que o veículo seria economicamente viável no Brasil para substituir caminhões trucados em rotas de demanda limitada, e que poderia também economizar custos na substituição a veículos convencionais no transporte de cargas volumosas, sem provocar maiores impactos sobre a segurança operacional. Pesquisa com frotistas mostra que quase 50% das transportadoras de carga fracionada operam cargas de densidade compatível com o DSR. A introdução do veículo, no entanto, enfrenta fortes obstáculos legais e exigiria mudança profunda na legislação dos veículos combinados longos. / This paper investigates the feasibility of introducing the American twin trailer truck in the Brazilian road transport network. The twin is a five axle configuration with one tractor and two semi-trailers, coupled by an intermediate dolly. The investigation embraces not only economic questions (operational costs), but also operational aspects (freight density and volume, vehicle choice, line extension etc), technological questions (vehicles, trailers and dollies), weights and dimensions legislation, safety impacts (handling and stability, impact of traffic operations and statistic studies of accident rates) and the twin\'s interface with the highway facilities. The American and Canadian studies about twins are reviewed. The paper presents the technical characteristics of twins, the american weights and dimensions legislation and shows how the claim for more productivity in the transport industry and the low density freight growth have induced the use of longer combinations. The study compiles the main results presented in the literature about handling, stability and the twin trailer impact on the highway traffic and analyzes statistics comparing doubles with semi-trailer accident rates. The literature review leads to the conclusion that, althrough the twins could degrade slightly the vehicle traffic safety performance and accelerate the pavement wear, this degradation is overwhelmed by the reduction of the number of vehicles on the roads and direct and indirect transportation costs. The introduction of the win trailer truck in Brazil could be advantageous in order to replace tandem trucks on low demand routes. The savings in terminal times and the higher capacitiy of this configuration would cut costs as compared to the straight truck, semi-trailer and truck-and-trailer configurations, without relevant deterioration of the operational safety. The results of a large sample with brazilian LTL companies show that almost 50% of them operate with a freight density that would be ideal for twins. The twin\'s introduction, however, faces strong legal impediments in some markets, and only would be feasible if deep changes in the Brazilian weight and dimension regulations would be undertaken.