Esta dissertação apresenta o projeto preliminar e a análise estrutural por elementos finitos de uma roda em fibra de carbono com perfil aerodinâmico de uma aeronave da categoria jato regional, juntamente com seus componentes, como rolamentos e chavetas de transmissão de força de frenagem. Será descrito o perfil aerodinâmico das hélices, assim como a geometria da roda e os materiais selecionados. Considerações térmicas e aerodinâmicas a respeito da roda também serão levadas em conta, assim como um pré-dimensionamento do freio. Este projeto tem como diretrizes principais os requisitos FAR/JAR/RBHA 21 e 25. O carregamento aplicado nas análises leva em conta o peso da aeronave, cargas de frenagem e aspectos pontuais, assim como as cargas nas abas da roda. A análise por elementos finitos usa ferramentas computacionais para o projeto da roda, para a geração da sua malha (CATIA V5R16), para o processamento dos dados (NASTRAN e CATIA V5R16) e análise dos resultados (NASTRAN e CATIA V5R16), obtendo assim os valores preliminares das tensões, índices de falha e suas margens de segurança.

A roda automotiva é um item de segurança do veículo, cujo desenvolvimento e produção é complexo e requer um rigoroso controle dimensional. Atualmente o sistema de medição da roda, situada entre etapas de produção, consiste no emprego de relógios comparadores. Desta forma, a qualidade da informação obtida depende da habilidade do operador em manipular o dispositivo de medição, estando também, suscetível ao desgaste físico por trabalho repetitivo.Soluções alternativas, para a medição da oscilação da roda, também foram estudadas, como por exemplo o emprego de equipamentos com sensores LVDT e roletes, os quais não apresentaram resultados satisfatórios. Devido a estes fatos, este trabalho tem como objetivo projetar um sistema mecatrônico, que utiliza recursos de visão computacional, para medir a oscilação da roda, buscando resolver os problemas apresentados por outros métodos comentados.

O trabalho tem como objetivo caracterizar os materiais de rodas ferroviárias em temperatura ambiente, analisar seu comportamento na temperatura crítica de trabalho e estudar os defeitos oriundos do aquecimento. Foram utilizados três aços dos mais empregados atualmente na categoria de carga do modal ferroviário mundial: dois conforme a norma ferroviária americana AAR M-107 (Classe C e Classe C microligado) e um que atende à norma europeia BS EN 13262 (Grau ER7). A caracterização dos materiais deu-se por meio de ensaios destrutivos de tensão residual, tração, impacto, dureza e tenacidade à fratura. Com objetivo de elaborar a análise estrutural foram empregadas técnicas de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS/EDX) e difração de raios X (DRX). Para determinar a temperatura crítica de trabalho, foram utilizados relatórios de ferrovias nacionais e simulação de frenagem por elementos finitos. A análise na temperatura crítica é realizada por ensaios de tração nas temperaturas de 300C, 400C, 500C. A redução da resistência mecânica é aplicada direta ou indiretamente nos defeitos de: desgaste côncavo (hollow wear), escamação (shelling), lascamento (spalling), destacamento de material (shattered rim), chato (slid flat), fenda vertical (vertical split) e trincas térmicas (thermal cracks).