Orientadores: Alberto Luiz Serpa, Marco Lúcio Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_AllanPatrickCordeiro_M.pdf: 5620368 bytes, checksum: a856aa1d97161e81d35fc5c6fd68d91a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: No presente trabalho, apresenta-se um elemento de contato com alta ordem de interpolação, construído a partir do método mortar de decomposição de domínios discretizados. O alvo de estudo é a verificação da acurácia da solução com o aumento da ordem de interpolação do elemento em problemas bidimensionais de contato com grandes deformações, atrito sem considerar efeitos termomecânicos. São apresentadas soluções para alguns problemas clássicos da literatura de contato. Os resultados obtidos, de uma forma geral, tanto para pequenas como para grandes deformações, mostram que a alta ordem de interpolação pode ser considerada uma interessante estratégia para ganho de precisão na solução deste tipo de problemas, quando o foco em análise é o estudo das tensões e esforços gerados pelo contato / Abstract: This work presents a high-order mortar finite element for frictional contact problems considering finite deformations without thermomechanics effects. The aim of this work is to increase the accuracy of the solution in the contact region with the application of p-FEM high-order method. The results for both small and large strains shows that the high order interpolations can be considered an interesting strategy in this kind of problems, when the analysis is focused on the study of stresses and reactions generated by contact / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:01:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_SilviadoNascimento_D.pdf: 7768437 bytes, checksum: 66742bf3f167d6f7c0f9f06567fb171a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nas ferramentas de corte de metal duro não somente o estado de tensão residual do revestimento e do substrato é de importância, mas a topografia da superfície do substrato também influencia significativamente no desempenho da ferramenta durante o processo de usinagem. Uma ferramenta com boas propriedades de substrato e revestimento, mas com uma topografia favorável à aceleração de desgaste pode ter seu desempenho severamente prejudicado. Neste trabalho, brocas de metal duro revestidas pelo processo PVD foram produzidas com diferentes texturas de substrato e a adesão entre o revestimento e o substrato foi analisada. As análises foram baseadas nos ensaios de indentação Rockwell C, de riscamento, de tensão residual na interface, na medição de rugosidade, nos esforços de corte e nos desgastes das ferramentas durante o processo de usinagem. Os revestimentos estudados foram os comerciais BalinitÒ Futura (TiAlN) e Balinit® Helica (TiAlCrSiN). Os experimentos de vida da ferramenta foram realizados utilizando teste de furação com fluido de corte no aço forjado AISI 1548 que é frequentemente utilizado na produção de virabrequim. Os resultados mostraram que os substratos com superfícies mais rugosas apresentaram boas propriedades de adesão, mas alcançaram as menores vidas durante o processo de usinagem. Apesar do revestimento Futura possuir boa resistência ao riscamento quando comparado ao revestimento Helica, as brocas revestidas por Futura não obtiveram desempenho melhor que as revestidas por Helica. Um dos motivos seria a formação de óxidos mais protetores e aderentes que podem ser formados na superfície desgastada das ferramentas revestidas por Helica, devido à composição química da ferramenta. Este fato influenciou na variação dos esforços de corte que foi maior no revestimento Futura. O principal mecanismo de desgaste em todas as brocas foi o "attrition". A principal conclusão do trabalho foi que o substrato com menor rugosidade superficial, maior tensão compressiva e revestido com Helica é o que ofereceu maior desempenho nas condições estudadas nesta tese / Abstract: In the carbide cutting tools not only the residual stress state of the coating and substrate is important, but the substrate surface topography also significantly influences in the tool performance during machining. A tool with good coating and substrate properties but with unsuitable topography may accelerate wear and, consequently have its performance impaired. In this work cemented carbide drills coated using PVD process were produced with different substrate textures and the adhesion between the coating and the substrate was examined. The analyzes were based on the Rockwell C indentation test, the scratch test, residual stress at the interface, surface roughness, cutting forces and tool wear during the machining process. The commercial Balinit Futura (TiAlN) and Balinit Helica (TiAlCrSiN) were the studied coatings. The tool life experiments were carried out using drilling tests with a cutting fluid in the forged AISI 1548 steel which is often utilized in crankshaft manufacturing. The results showed that the surfaces with highest roughness exhibited good adhesion properties, but presented the lowest tool life in the machining process. Although Futura coating possess good scratching strength compared to Helica coating the Futura coated drills did not present better performance in terms of tool life than the Helica coated drills. One reason could be the formation of protective and more adherent oxides that can be formed on the worn Helica coated surfaces, due to the tool chemical composition. This fact influenced in the variation of cutting forces which was higher in Futura coating. The main wear mechanism was attrition in all the drills. The main conclusion of this work was that the substrate with the lowest roughness, the highest compressive residual stress and Helica coated was the one that reached the best performance in conditions tested in this thesis / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior / Tese (doutorado) ¿ Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T05:30:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_CleudianeSoares_D.pdf: 7841295 bytes, checksum: d8155a33f6d6f937b47fa5f75c225efe (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Sistemas automatizados vêm sendo desenvolvidos e empregados a fim de melhorar a qualidade de medição, minimizar custo e o tempo empregados nas inspeções industriais. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema automatizado para medições de tensões utilizando ultrassom. Nele estão detalhadas as características técnicas, os componentes necessários, as vantagens e as dificuldades do sistema. Tal sistema permite a avaliação do componente com tempo reduzido, baixo custo e confiabilidade. A metodologia proposta utiliza o efeito acustoelástico com ondas longitudinais criticamente refratadas (Lcr) para determinar a tensão no material. Foi projetado e construído o protótipo de um robô capaz de permitir rapidez e objetividade ao processo de medição, além de se adaptar a diâmetro de dutos, em uma ampla faixa. Os resultados obtidos para o tempo de percurso das ondas Lcr foram comparados com outros métodos de obtenção da tensão: analítico teórico, método de elementos finitos, extensometria e calculado usando o tempo de percurso das ondas Lcr. Os resultados finais da tese mostram que o dispositivo automatizado pode ser empregado na avaliação de tensões em dutos petrolíferos, atingindo o objetivo principal do trabalho, representando um avanço e contribuindo para o aprimoramento das técnicas de inspeção e monitoramento da saúde estrutural de componentes / Abstract: Automated systems have been developed and used to improve the measurement quality, minimizing cost and time employed in industrial inspection. This thesis describes the development of an automated system for measuring stress using ultrasound. The technical features and the necessary components of the system are detailed, as well its advantages and difficulties of implementation. Such a system allows the evaluation of the component with short time, low cost and reliability. The proposed methodology uses the acoustoelastic effect with critically refracted longitudinal waves (Lcr) to determine the stress in the material. It was designed and built a prototype robot that can provide speed and objectivity to the measurement process and adaptation to a wide range of duct diameters. The results for the travel time of the Lcr waves were compared with other methods of obtaining the stress: analytical theory, finite element method, strain gages and calculated using the travel time of the Lcr waves. The final results of the thesis show that the device can be used in automated assessment of stress in oil pipelines, reaching the main objective, representing a breakthrough and contributing to the improvement of technical inspection and health monitoring of structural components / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientador: Robson Pederiva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T06:27:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gevinski_JakersonRicardo_D.pdf: 12693026 bytes, checksum: fe16190815edb5eee4a73ed3a84fa51d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Máquinas e equipamentos em condições operacionais estão susceptíveis à vibração e, consequentemente, deformações e tensões. Deformações em níveis excessivos podem ocasionar falhas por fadiga, muitas vezes catastróficas. Desta forma, o monitoramento e a caracterização da distribuição da deformação dinâmica em estruturas se tornam muito importantes. Em vista da determinação da deformação dinâmica, métodos de estimação de deformação que utilizam parâmetros vibracionais foram desenvolvidos. Por estes métodos, basicamente, estima-se a deformação dinâmica a partir da informação do deslocamento, não havendo, principalmente, a necessidade da colagem de extensômetros sobre a estrutura. Nesta tese, os métodos de estimação de deformação são aplicados utilizando funções respostas em frequência e de transmissibilidade. Os métodos de estimação da deformação são avaliados a partir de simulações numéricas e experimentos. A simulação numérica é realizada em uma viga engastada, e utilizam-se os métodos da matriz de transformação, análise modal híbrida e o método direto, baseado na análise da curvatura da viga. As avaliações experimentais são realizadas em placas de alumínio com diferentes geometrias e condições de contorno. O tensor de deformação e a distribuição da deformação dinâmica são determinados utilizando sinais de aceleração medidos em diferentes pontos da superfície das placas e os métodos de estimação. Os modos de deslocamento e de deformação, necessários para aplicação dos métodos, são obtidos por elementos finitos em ANSYS®. Na transformação deslocamento-deformação, são utilizados os métodos de diferenças finitas e de elementos finitos. Os tensores de deformação estimados são comparados com os tensores de deformação medidos por meio de extensômetros. Os modos operacionais de deformação estimados foram comparados com modos simulados. As simulações e experimentos apresentam resultados relevantes e satisfatórios no campo da determinação da deformação dinâmica / Abstract: Machinery and equipment, under operating conditions, are susceptible to vibration and hence the levels of dynamic stress and strains. The consequence of excessive vibration can be catastrophic since, high levels of stress and strain, occurring in a certain period of time can cause fatigue failures. Thus, monitoring and characterization of the dynamic strain distribution in mechanical structures becomes increasingly important. In view of the dynamic strain determination, some methods have been developed to predict the dynamic strain from vibration measurements. These methods basically consist in the numerical differentiation of displacement and, in especially, to predict the strain without the use of strain gages. In this thesis, the strain predicting methods are applied using both functions frequency responses and transmissibility. The strain predicting methods are evaluated through numerical simulations and experiments. The numerical simulation is performed on a cantilever beam, and the hybrid modal analysis, transformation matrix and the direct method, based on the analysis of the curvature of the beam matrix, are used. The experimental evaluations are performed on aluminum plates with different geometries and boundary conditions. The dynamic strain tensor and the distribution of operating strain are determined using acceleration, measured at different points on the surface of the plates, and the strain predicting methods. The strain and displacement modes, required for application of the methods, are obtained by finite element in ANSYS ®. In the displacement - strain transformation, both the finite difference methods and finite elements methods are used. The predicted strain tensors are compared with the strain measured using strain gauges. The predicted operating modes were compared with simulated strain modes. Simulations and experiments show significant and satisfactory results in the field of determining the dynamic strain / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T20:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PereiraJunior_Paulo_M.pdf: 2502718 bytes, checksum: 61cbb4283644bcdc64ec5c11f45f8532 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A medição de tensão por ultrassom é baseada no princípio da acustoelasticidade que relaciona a deformação de um corpo submetido a um estado de tensão com a variação da velocidade de propagação de onda no corpo. A relação entre tensão e velocidade de onda é determinada pelo módulo de elasticidade e pela constante acustoelástica. Constantes acustoelásticas podem ser obtidas experimentalmente ou calculadas em função de constantes elásticas de segunda e terceira ordem. O objetivo deste trabalho é determinar as constantes elásticas que compõem a constante acustoelástica e avaliar a influência da anisotropia gerada por laminação no efeito acustoelástico para barras laminadas de liga de alumínio 7050 T7451. Constantes acustoelásticas e constantes elásticas de segunda e terceira ordem foram determinadas utilizando a técnica de ultrassom e considerando o material ortotrópico. Ondas longitudinais, cisalhantes e longitudinais criticamente refratadas (Lcr) foram utilizadas para as medições. O valor da constante acustoelástica obtido experimentalmente foi comparado com o valor calculado a partir das constantes elásticas medidas considerando o material isotrópico. O resultado da comparação mostrou que a diferença entre o valor da constante acustoelástica medido e calculado pode chegar a 7 %. Este resultado, além de indicar o grau de influência da anisotropia no efeito acustoelástico, pode ser utilizado como parâmetro de incerteza na medição de tensão quando é utilizada a constante acustoelástica para materiais isotrópicos, ao invés de ortotrópicos, calculada a partir de valores de constantes elásticas conhecidos / Abstract: The evaluation of stress with ultrasonic waves is based on the acoustoelastic theory, which relates the strain in a body under stress with changes in the velocity of a wave travelling through the body. The relation between stress and wave velocity is determined by elastic modulus and by the acoustoelastic constant. Acoustoelastic constants can be experimentally measured or calculated from second and third order elastic constants. The aim of this work is to find the elastic constants that compose the acoustoelastic constant and evaluate the influence of anisotropy generated by rolling in the acoustoelastic effect for rolled bars of aluminum alloy 7050 T7451. Acoustoelastic constants and second and third order elastic constants were determined using ultrasonic techniques and considering the material as orthotropic. Longitudinal, shear, and critically refracted longitudinal waves (Lcr) were utilized in the experiments. The value of the acoustoelastic constant obtained experimentally was compared to the constant calculated using the elastic constants measured and considering the material as isotropic. The result of the comparison showed that the difference between the acoustoelastic constant measured and the calculated one can reach 7 %. In addition of indicating the influence of the anisotropy in the acoustoelastic effect, this result also can be used as an uncertainty parameter in evaluating stress using the acoustoelastic constant calculated using the elastic constants and considering the material isotropic, instead of orthotropic / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Renato Pavanello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:22:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miyaura_EdsonHaruo_M.pdf: 7225528 bytes, checksum: 18ef99acba609c719adac9b690048969 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Inúmeros trabalhos de pesquisa tem sido feitos em torno de um processo de soldagem por atrito conhecido por FSW, ou Friction Stir Welding. A proposta deste trabalho é determinar o efeito das tensões residuais resultantes de tal processo sobre a propagação de trincas na região próxima à junta soldada. Este efeito é considerado calculando-se fatores de intensidade de tensão residual pelo uso de funções ponderadoras e pelo método de elementos finitos. Técnicas numéricas e equações de taxa de propagação modificadas são empregadas para determinar a vida residual em fadiga de sólidos com trincas que atravessam transversalmente a região da solda. É abordado e aplicado um meio de determinar uma curva de tensão residual longitudinal a partir de uma curva de fatores de intensidade de tensão residual. Finalmente, o ensaio cut compliance é apresentado como uma técnica experimental eficaz na determinação de uma curva de fatores de intensidade de tensão residual. A aplicação de tal método exige o conhecimento prévio ou o cálculo de funções de influência. Demonstra-se que o método de elementos finitos é eficaz na determinação de tais funções / Abstract: Numerous research papers have been published on a process known as friction stir welding or FSW. The purpose of this work is to determine the effect of residual stresses resulting from such process on the propagation of a crack near the weld. This effect is taken into account by calculating residual stress intensity factors using weight functions and finite elements. Numerical techniques and crack propagation rate equations are employed to determine residual fatigue life of solids with cracks that traverse across the weld region. A way to determine a longitudinal residual stress curve from a residual stress intensity factor curve is discussed and applied in this work. Finally, the cut compliance method is presented as an effective experimental technique to determine residual stress intensity factor curves. The application of such method requires calculation of influence functions. It is shown that the finite element method is effective in determining those functions / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Este trabalho pretende analisar os dois principais festejos celebrados pelas populações ribeirinhas de Humaitá, situada no sul do estado do Amazonas. Trata-se dos festejos de Nossa Senhora da Imaculada Conceição e de Santo Antônio que ocorrem no local a respeito do qual há duas versões: uma oficial e outra de origem indígena. A primeira versão marca o lugar da fundação do município, conhecido como “Princesa do Madeira”. A rua onde acontecem os eventos leva o nome do fundador, Monteiro. A Segunda, refere-se a um tempo preexistente à fundação e ao lugar conhecido pelos Parintintin como “Porto da Anta”. A partir dessas duas versões, a investigação dos festejos como fatos sociais totais permitiu tratar de elementos liminares submersos e que remetem a regimes de troca diferenciados dessas populações. Procura-se interpretar teias de significados que se configuram nos festejos, discutindo, ao mesmo tempo, tensões sociais que ali se revelam. Os festejos de Santo Antônio e da Imaculada Conceição são homenagens aos padroeiros do município. Todos os anos, esses santos recebem formas de agradecimento pelos benefícios atendidos e pela renovação dos laços de parentesco e de compadrio. Esses dois festejos coincidem com a entrada das estações amazônicas, relacionando-se, portanto, ao modo de vida do campesinato amazônida. / This work intends to analize the two principal festivities of the peasant populations which live on the shores of the Madeira River in Humaitá, State of Amazonas. It concerns the festivities of Nossa Senhora da Imaculada Conceição and of Santo Antônio. Two versions deal with the origins of the location on which the festivities occur: one official, another indigenous. The first version is an account of the foundation of the municipality, the "Princess of the Madeira". The second refers to a time prior to the foundation, when the location was known as the "Porto da Anta" by the indigenous Parintintin. Assuming these two versions as starting points, this research investigates the festivities as total social facts. Liminal elements, which are detected in the festivities, permit us to discuss different regimes of exchange which are significant to the populations which take part in the festivities. The attempt is made to interpret webs of meaning which emerge during the festivities, as well as the social tensions which are there revealed. By means of these festivities, homage every year these saints become the recipients of expressions of gratitude for the benefits bestowed on the population and for the renewal of blood and spiritual kinship relations. These two festivities coincide with the beginnings of seasonal cycles of the Amazon, and are deeply related to the daily lives of peasants populations of the region.

Orientadores: Inacio Maria Dal Fabbro, Oscar Antonio Braunbeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:58:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MazzetiFilho_Vitor_M.pdf: 4024694 bytes, checksum: aceb4c0b582fa6307a29aa2a1f92ca5e (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Na Engenharia Agrícola muitos problemas envolvem a detenninação de deformações, movimentos ou posições relativas de elementos de máquinas em regime dinâmico. Ensaios dinâmicos utilizando-se métodos convencionais de instrumentação e análise de sinais para coleta e análise dos dados são particularmente complexos, pois exigem o contato da superficie do corpo analisado e o instrumento apropriado à medição da grandeza em estudo. No caso de peças rotativas, o problema se agrava uma vez que para transmitir os sinais dos sensores é necessário o uso anéis coletores e escovas, o que produz ruído nos sinais. Métodos numéricos por sua vez, possuem o inconveniente de ser pouco didáticos e não apresentar relação visível com o fenômeno fisico em estudo, possibilitando que pequenos erros ou inconsistências nas propriedades dos materiais ou nas condições de contorno, levem a resultados completamente equivocados. Existem métodos óticos que permitem a medição de deformações, movimentos e posições relativas de elementos de máquinas em ensaios dinâmicos, dentre eles, o método de Moiré que constitui-se uma ferramenta científica capaz de determinar deslocamentos de 0,5J.!m. Utilizando-se dos métodos convencionais e numéricos, muitas pesquisas têm sido desenvolvidas com o objetivo de determinar a posição relativa das lâminas de cortadores basais de plantas durante as operações de corte, visando reduzir perdas e contaminação de matéria prima, particularmente no caso colheita mecanizada da cana-de-açúcar. A cana-de-açúcar ocupa as primeiras colocações entre as espécies mais cultivadas no Brasil, maior produtor mundial, tendo seu cultivo intimamente dependente das operações de corte. No corte mecanizado, os mecanismos evoluíram pouco desde o início da década de 1970 e o cortador de discos duplos utilizado no corte basal apresenta um desempenho de varredura insatisfatório, fazendo com que o ajuste da altura de corte seja uma opção entre as perdas ou a contaminação da matéria prima. Pesquisas nessa área estão divididas em uma linha direcionada à quantificação e redução da energia consumida no corte e outra na determinação e controle dos parâmetros dos dispositivos de corte, visando o acompanhamento do perfil do solo a fim de reduzir perdas e contaminação da matéria prima minimizando enormes prejuízos do setor sucroalcooleiro. Tendo em vista a complexidade dos métodos convencionais e numéricos para determinar posições relativas de elementos de máquinas e também a necessidade de se concentrar esforços na pesquisa de mecanismos alternativos que evitem a captação de impurezas durante a operação de corte mecanizado de cana-de-açúcar, o presente trabalho considera as hipóteses de que é possível utilizar as Técnicas de Moiré de Sombra para determinar as posições relativas de um disco giratório flexível ao acompanhar um dado perfil que simule a ação do solo nas operações de corte basal de plantas e também que os discos flexíveis apresentam elevado desempenho de varredura motivo pelo qual podem constituir-se em uma nova e grande opção na pesquisa de dispositivos para o corte basal de plantas. Através de um sistema que utiliza uma fonte de luz comum para iluminação do disco em movimento, retículos ou grades obtidas através de técnicas comercialmente disponíveis e uma câmera fotográfica digital, as imagens de um disco flexível em movimento sobre um perfil que simula a ação do solo foram registradas e processadas em aplicativos computacionais, fornecendo informações relativas às deformações provocadas pelo movimento e ação do perfil. A análise dessas informações indicou viabilidade e elevada precisão da Técnica de Moiré de Sombra para determinar as posições relativas de um disco giratório flexível ao acompanhar um dado perfil que simule a ação do solo nas operações de corte basal de plantas e um excelente desempenho de varredura do perfil pelo disco nas velocidades e inclinações usualmente empregadas no corte mecanizado de cana-de-açúcar / Abstract: Problems involving strain, motion or reIative position of farm machine elements determinations under dynamic conditions is of quite common occurrence. Dynamic tests envolving traditional procedure and signal analysis would require instrument contact with body surface, which, quite frequently, generate complicated situations. Numerical methods as the Finite Element, Boundary Integral and others, are not so didatic and does'nt exihbit a visible relantionship between the physical parameters envolved generating few inconsistencies or errors related to boundary conditions and material mechanical properties bringing unreliable results. Altemative optic methods to measure strain, motion and reIative position are frequently reported, under th generic name of photoelasticity which includes speckle, holograms, the photoelastic particular methods and the Moiré family methods. The Moiré methods termed TM is a strong scientific tool capable of measurements in the order of O,5~m. This reseach work reports a reIative position study of a rubber disc idealized as a sugar cane base cutter. The sugarcane is one of the most cultivated crops in Brazil, considered the major world producer which faces particular harvesting problems. Harvesting operation is straight dependent on stalk cutting. Mechanized sugarcane harvesting involves base cutters which did not experience significant design development during the last three decades. In particular the double disc base cutter does not present good performance in following ground surface. In this sense, the height of stalk cut represents a choice between dirt contamination and non harvested cane or cane losses. The research in this area of study is divided in two main lines, being one directed in reducing the amount of energy expended in the cut operation and the a second one directed in determining and controlling the cutting device operational parameters aiming in following ground profile avoiding cane contamination and material losses as well as improving mills performance. By considering the difficulties in determining machine elements relative positions by traditional and the numerical methods and the necessity in concentrating efforts in searching for alternative devices to avoid dirt contamination and cane losses during cut proeedure, this researeh work eonsider two hypothesis. The first one eonsider feasible to employa Shadow Moiré Teehnique in detennining a flexible dise relative positions during a simulated base eutting operation following the ground profile. The seeond hypothesis eonsiders a flexible dise eutter being inedited and great option in plants base eutting deviee researeh due to its high performanee and eapaeity in following ground profile. The experimental proeedure employs a rotating rubber dise being deformed by a deviee whieh simulates the ground profile and a relatively simple and inexpensive optieal setup including a eommon white light souree to illuminate the rubber dise, gratings obtained by eommereial teehniques and a digital eamera. Pietures of the flexible dise were taken and proeessed in a eomputer by eommereial programs generating information on the dise reiative positions as well as its eapaeity in following ground profile. The analysis of these information indieates a high aeeuraey of the Shadow Moiré Teehniques in determining maehine moving parts relative positions and a high perfonnanee and eapaeity of the flexible dise in following a profile as the ground surfaee by employing the usual meehanized sugareane harvesting operational parameters / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-06-14T16:55:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4464000 bytes, checksum: 503c1f5235a6455946dac48455929c93 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T16:55:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4464000 bytes, checksum: 503c1f5235a6455946dac48455929c93 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para a análise e interpretação do ensaio de adensamento com taxa de deformação constante (CRS), denominada AnáliseCRS. No programa desenvolvido foram implementados algoritmos de cálculo com base em uma teoria linear e outra não linear. A validação dos algoritmos de cálculo, com base em resultados publicados na literatura, mostrou que o programa desenvolvido processa os cálculos de forma rápida e coerente com os trabalhos tomados como referência. A comparação dos resultados de ensaios de adensamento incremental e CRS, realizados em corpos de prova compactados, mostrou que as teorias implementadas no programa AnáliseCRS representam muito bem os resultados do ensaio incremental. Estes resultados reforçam as afirmações da literatura de que o ensaio CRS é uma excelente opção para substituir os ensaios de adensamento incremental. No entanto, por ser de interpretação trabalhosa, a ferramenta computacional desenvolvida nessa pesquisa pode auxiliar em muito na análise e interpretação do ensaio CRS, além de estimular o uso do mesmo. / This paper presents the development of a computational tool for the analysis and interpretation of the constant rate of strain (CRS) test, called AnáliseCRS. In the developed software, computational algorithms were implemented based on a linear and non-linear theory. The validation of the calculation algorithms, based on results published in the literature, showed that the developed program processes the calculations quickly and coherently with the works taken as reference. Comparison of incremental densification and CRS results on compacted specimens showed that the theories implemented in the AnáliseCRS program represent very well the results of the incremental test. These results support the assertions in the literature that the CRS assay is an excellent option to replace incremental densification assays. However, because of the laborious interpretation, the computational tool developed in this research can greatly assist in the analysis and interpretation of the CRS test, besides stimulating its use.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The assessment of pedal forces is one of the more sophisticated methods applied on the sports sciences to accomplish cycling performance tests. With information of pedal forces the pedaling technique is evaluated based on the ability of the cyclists to produce and apply forces on the pedals. Several variables concerning the performance can be monitored with the application of instrumented pedals, but there is a lack of studies that consider the differences between the lower limbs on the force generation, what can occur due instrumentation limitation on the laboratories because the instrumented pedal are not commercial available and it is manufactured by research laboratories. The purpose of this study was to develop an instrumented pedals system that permit the evaluation of the pedal forces for each lower limb, with characteristics that no modify the normal pattern of pedaling and able to be used on different bicycle geometries and cycle ergometers. For the instrumentation, spindles of two (right and left) Shimano SPD pedals were modified to mounting 8 strain-gage sensors on each spindle, disposed on two rows and connected on two Wheatstone complete-bridges to measure strain in response to horizontal (Fx, tangential bridge) and vertical loads (Fz, normal bridge). With the spindles mounted on the pedal body, a piece for connection with the crank was manufactured. These pieces (right and left) are the house for ball bearings that permit the movement of the pedal relative to crank and not commit the strain-gages wires. These pieces permit the application of the pedal on different bicycles and cycle ergometers. The system was calibrated and presents a linear relationship between the load applied and the signal output from the full-bridges that monitor the horizontal and vertical efforts on the spindles. A calibration matrix was developed to transform the output signal to force magnitudes, and also an interference matrix was mounted to correct the mechanical interference between the horizontal and vertical measures. For the two pedals, the hysteresis was lower than 0,60%. For the right pedal, the sensitivity of the normal bridge was 2.5 mV/N, the tangential bridge present sensitivity of 2.6 mV/N. The left pedal presents a sensitivity of 2.4 mV/N and 2.7 mV/N for normal and tangential bridges, respectively. The resolution of the system was, for both pedals, lower than 0.5 N, while the error calculated from the calibrated data was 1% for the right normal bridge and 2% for the right tangential bridge and left normal and tangential bridges. It can be concluded that the system present characteristics that permits the application on the athlete s evaluations due the low error, satisfactory resolution and good linearity observed between the applied loads and the signal output on the normal and tangential full-bridges. / A medida das forças envolvidas na pedalada é uma das mais sofisticadas metodologias aplicadas nas ciências do esporte para avaliação da técnica de pedalada. A técnica de pedalada é avaliada com base na habilidade dos ciclistas em produzir e aplicar força aos pedais. Diversas variáveis de controle de desempenho podem ser monitoradas com a aplicação de pedais instrumentados. No entanto, observa-se que um pequeno número de estudos considera as diferenças entre os membros na capacidade de gerar força, o que possivelmente ocorre devido a limitações de instrumentação, pois pedais instrumentados são normalmente unilaterais e construídos por laboratórios de pesquisa, não sendo disponíveis comercialmente. O objetivo deste estudo foi desenvolver um sistema de pedais instrumentados que possibilitem o monitoramento das forças aplicadas nos pedais direito e esquerdo, com características que não modifiquem o padrão normal de movimento e que possam ser utilizados em diferentes bicicletas e ciclo ergômetros. Para a instrumentação, os eixos dos pedais (direito e esquerdo) modelo Shimano SPD para ciclismo mountain-bike foram modificados a fim de que fossem montados 8 extensömetros em cada eixo e dispostos em duas colunas e conectados em duas pontes de Wheatstone completas, sendo uma para o monitoramento da deformação do eixo decorrente da força aplicada no sentido horizontal e outra para medir a deformação decorrente das forças aplicadas no sentido vertical ao plano do pedal. Com o eixo fixo ao corpo do pedal, uma peça foi especialmente desenvolvida para abrigar rolamentos que permitem a conexão e o movimento relativo do pedal com o pé-de-vela, a fim de permitir a montagem dos fios dos extensômetros. Esta peça permite o uso do sistema de diferentes bicicletas e ciclo ergômetros. O sistema foi calibrado e apresentou relação linear entre as cargas aplicadas e as tensões de saída nas pontes de Wheatstone que monitoram esforços horizontais e verticais em ambos os pedais. Uma matriz de calibração foi desenvolvida para a conversão das tensões em magnitudes de força, assim como uma matriz de interferência foi montada para corrigir o acoplamento entre as medidas verticais e horizontais devido ao desalinhamento entre os sensores. Para ambos os pedais a histerese foi menor que 0,6%. Para o pedal direito, a sensibilidade na ponte normal foi de 2,5 mV/N e na ponte tangencial foi de 2,6 mV/N. Para o pedal esquerdo a sensibilidade foi de 2,4 mV/N e 2,7 mV/N para a ponte normal e tangencial respectivamente. A resolução do sistema, para ambos os pedais, foi sempre menor que 0,5 N, enquanto que o erro estimado a partir da matriz de calibração foi de 1% para a ponte normal direita e 2% para a ponte tangencial direita, e pontes normal e tangencial esquerdas. Conclui-se que o sistema apresentou características estáticas que permitem sua aplicação prática na avaliação de atletas devido ao baixo erro, satisfatória resolução e linearidade observada entre as cargas aplicadas e as tensões de saída nas pontes tangenciais e normais.