Programa de Pós-Graduação em Química. Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-02-26T19:41:26Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ProcessamentoInterlantanídeosInvestigação.pdf: 3983560 bytes, checksum: 005e4749414397fc0af007f57f34c8fc (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-03-02T12:50:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ProcessamentoInterlantanídeosInvestigação.pdf: 3983560 bytes, checksum: 005e4749414397fc0af007f57f34c8fc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-04T18:02:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ProcessamentoInterlantanídeosInvestigação.pdf: 3983560 bytes, checksum: 005e4749414397fc0af007f57f34c8fc (MD5) Previous issue date: 2016 / Neste trabalho, foi investigada a produção dos interlantanídeos LnLuO3 (Ln = La, Pr, Nd, Sm e Eu) e LaYbO3, os quais constituem uma importante classe de materiais cerâmicos com propriedades físicas e químicas adequadas para diversas aplicações tecnológicas. Os interlantanídeos apresentam interessantes características estruturais, pois dependendo da proporção dos componentes e da diferença de raio iônico dos cátions, o material se cristalizará preferencialmente em um determinado arranjo cristalino. Os interlantanídeos baseados em itérbio e lutécio foram produzidos a partir de precursores nanoestruturados sintetizados via rota hidrotérmica a 250°C durante 24 horas. Os oxi-hidróxidos e hidróxidos produzidos foram calcinados na faixa de temperatura de 800°C a 1600°C durante 2 horas. Observou-se que os precursores foram convertidos em óxidos de lantanídeos, seguido por reações químicas que permitiram a produção dos interlantanídeos puros com estrutura cristalina homogênea em condições otimizadas. As amostras produzidas foram caracterizadas estrutural e morfologicamente utilizando as técnicas de difração de raios X, espectroscopia vibracional Raman e microscopia eletrônica de varredura e transmissão. Os compostos LaYbO3, LaLuO3 e PrLuO3 se cristalizaram na estrutura perovskita ortorrômbica (grupo espacial Pnma, #62), já o interlantanídeo NdLuO3 foi produzido no arranjo cristalino monoclínico (grupo espacial C2/m, #12) e os compostos SmLuO3 e EuLuO3 foram obtidos na estrutura cúbica (grupo espacial Ia-3, #206). As estruturas monoclínica e cúbica para o NdLuO3 e o SmLuO3, respectivamente, foram obtidas pela primeira vez. Os modos ativos Raman para todos os interlantanídeos foram identificados e atribuídos de acordo com a Teoria de grupos para cada estrutura cristalina particular. Palavras-chave: interlantanídeos, síntese hidrotérmica, estrutura cristalina, Espectroscopia Raman. _________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : In this work, the synthesis of interlanthanides LnLuO3 (Ln = La, Pr, Nd, Sm and Eu) and LaYbO3 was investigated. These compounds constitute an important class of ceramic materials with suitable chemical and physical properties for many technological applications. In fact, these interlanthanides present interesting structural features because, depending on the proportion of elements and the difference between the cationic radii, many crystalline arrangements can be attained. The lutetium- and ytterbium-based interlanthanides were produced from nanostructured precursors synthesized by hydrothermal route at 250°C, for 24 h. The oxyhydroxides and hydroxides produced were calcined in the temperature range 800-1600°C, for fixed times of 2 h. It was observed that the precursors were first converted into lanthanide oxides, followed by chemical reactions that allowed the production of pure interlanthanides with homogeneous crystal structures at optimized conditions. The produced samples were structurally and morphologically characterized by using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning and transmission electron microscopies. LaYbO3, LaLuO3 and PrLuO3 have crystallized in the orthorhombic perovskite structure (space group Pnma, #62), while NdLuO3 was produced with a monoclinic crystalline arrangement (space group C2/m, #12). SmLuO3 and EuLuO3 were obtained in the cubic structure (space group Ia-3, # 206). Phase-pure monoclinic NdLuO3 and cubic SmLuO3 were obtained for the first time. The Raman-active modes for all the interlanthanides were identified and assigned according to the group theory for each particular crystal structure.

Orientador: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Alvaro Manoel de Souza Soares / Banca: Silvana Aparecida Barbosa / Resumo: Este trabalho estuda a distribuição de tensões através do método dos elementos finitos em componentes típicos de um vaso de pressão. As diretrizes e metodologia utilizadas nas análises estão de acordo com o código ASME. O vaso de pressão foi estudado para suportar as cargas mais comuns previstas em um projeto de equipamento de processo deste porte. As análises numéricas foram feitas com o software comercial ANSYS e comparados com resultados analíticos previstos no código ASME para os casos mais simples, onde foi obtida a validação dos resultados. Os casos mais complexos foram analisados apenas por soluções numéricas. Todos os casos obtiveram resultados abaixo das tensões admissíveis e de acordo com a metodologia do código, confirmando a viabilidade de análises deste tipo para os casos onde a solução analítica se torna muito conservativa. / Abstract: Riveted lap joints represent a critical element in metallic airframe construction when designing against fatigue. These elements are widely used in the aerospace industry, so the study of the fatigue's properties and variables has been increasingly broad. The variable that has shown to have a high influence on the fatigue strength of riveted joints is the clamping force applied to the riveting process. The life of the part tends to be higher when the clamping force applied is increased. The finite element method, which is a calculation tool applied in various fields of activity and has become an indispensable step of mechanical design, is used in this dissertation for the analysis of a riveted lap joint of aeronautic use. The joint is simulated considering the stages of the manufacturing process and application, in order to perform analysis of mechanical behavior and calculate the fatigue life. Through an experimental test of monotonic tensile, strain values were obtained with strain-gauges, and is made the correlation of these data with the numerical model to validate the modeling. Finally two more tests are made with different clamping forces, in order to check the influence of this variation in fatigue life of the joint. / Mestre

Orientador: Caio Glauco Sanchez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T18:39:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vecchi_Rodrigode_M.pdf: 8478782 bytes, checksum: 86a22fd7ce3d6d0db538dbff0f6c1341 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Procurou-se neste trabalho, reunir uma grande quantidade de normas técnicas de inspeção, de projeto e de ensaios não destrutivos a fim de serem sugeridos e principalmente fornecer dados e critérios necessários para a realização segura e apropriada dos exames e testes tidos como mandatórios ou alternativos na NR13. Para isto foi necessária uma pesquisa detalhada do acervo de normas técnicas existentes em nosso país e também em outros países, a fim de obter informações que pudessem ser confrontadas com casos específicos e reais, cujos dados foram coletados com profissionais qualificados e certificados. Três aspectos foram analisados: os requisitos da norma NR13, que é compulsória e tem abrangência geral, critérios específicos utilizados por normas de enfoque singular, ou seja, para uma única linha de equipamento, de teste ou de inspeção e a experiência prática que trouxe a realidade encontrada em muitos estabelecimentos através do resultado de inspeções realizadas para garantir a segurança na operação de vasos de pressão e caldeiras. Vale frisar que tais inspeções fazem parte de nosso acervo técnico pessoal e estão devidamente registradas no CREA através de mais de 600 ART's recolhidas em 8 diferentes estados brasileiros. Também foram apresentados alguns acidentes gerados, talvez, pela execução errônea de testes e inspeções, seguidos por sugestões que poderiam evitar a ocorrência dos mesmos. Os resultados desse trabalho são de grande importância nos futuros estudos e revisões normativas. / Abstract: It was intended to group a large amount of technical standards that treat about Boilers and Pressure Vessel design and inspections and also non destructive examinations in order to suggest and supply data and criteria to perform appropriate and safe inspections and examinations mentioned as mandatory or alternative at NR13. It was necessary an extensive research into Brazilian and foreign standards to collect information which could be confronted with real and specific cases described by qualified and certificated professionals. Three aspects have been analyzed: NR13 requirements which are mandatory and have only a global sight, criteria used in specific situations for unique kind of equipment, test or examination and practical experience that brought the reality of many companies through the result of inspections performed to guarantee a safe operation of pressure vessels and boilers. It is important to emphasize that these inspections belong to a personal technical performance and are registered at CREA through more than 600 ART's paid in 8 different Brazilian states. It was also presented some accidents probably caused by wrong execution of tests and inspections, followed by suggestions which could avoid them. The results obtained from this job are very important in future studies and revisions of normative standards. / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-15Bitstream added on 2014-06-13T19:37:16Z : No. of bitstreams: 1 mendonca_dp_me_guara.pdf: 3863927 bytes, checksum: cfef071bb77c53f8b78223c45a6d65a3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho estuda a distribuição de tensões através do método dos elementos finitos em componentes típicos de um vaso de pressão. As diretrizes e metodologia utilizadas nas análises estão de acordo com o código ASME. O vaso de pressão foi estudado para suportar as cargas mais comuns previstas em um projeto de equipamento de processo deste porte. As análises numéricas foram feitas com o software comercial ANSYS e comparados com resultados analíticos previstos no código ASME para os casos mais simples, onde foi obtida a validação dos resultados. Os casos mais complexos foram analisados apenas por soluções numéricas. Todos os casos obtiveram resultados abaixo das tensões admissíveis e de acordo com a metodologia do código, confirmando a viabilidade de análises deste tipo para os casos onde a solução analítica se torna muito conservativa. / Riveted lap joints represent a critical element in metallic airframe construction when designing against fatigue. These elements are widely used in the aerospace industry, so the study of the fatigue’s properties and variables has been increasingly broad. The variable that has shown to have a high influence on the fatigue strength of riveted joints is the clamping force applied to the riveting process. The life of the part tends to be higher when the clamping force applied is increased. The finite element method, which is a calculation tool applied in various fields of activity and has become an indispensable step of mechanical design, is used in this dissertation for the analysis of a riveted lap joint of aeronautic use. The joint is simulated considering the stages of the manufacturing process and application, in order to perform analysis of mechanical behavior and calculate the fatigue life. Through an experimental test of monotonic tensile, strain values were obtained with strain-gauges, and is made the correlation of these data with the numerical model to validate the modeling. Finally two more tests are made with different clamping forces, in order to check the influence of this variation in fatigue life of the joint.

Orientador: Edson Antonio Capello Sousa / Banca: Celso Fernandes Joaquim Junior / Banca: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Resumo: O Setor sucroenergético está entre os mais importantes da economia brasileira e também com importância global no contexto das energias renováveis. A demanda pelo bicombustível e por açúcar cresce continuamente no Brasil e em várias regiões do planeta, criando grandes perspectivas para este setor. O sucesso desta jornada leva a necessidade de investimentos, aumento de produtividade, avaliação dos equipamentos existentes e projetos de pesquisas. Dentre os equipamentos do setor que merecem atenção especial e que devem passar por avaliação estrutural, estão os vasos de pressão. O número destes equipamentos em uma unidade do setor é bastante expressivo. A avaliação dos vasos de pressão é importante para evidenciar a condição de segurança, eficiência operacional e para planejar projetos de alteração, recuperação, reparo e investimentos futuros. O objetivo desta pesquisa foi realizar análise de tensões em um projeto de vaso de pressão com a utilização do Método dos Elementos Finitos (MEF) em comparação com soluções teóricas definidas em norma de projeto, também demonstrar a capacidade do MEF na solução de problemas de análise de tensão em vasos de pressão. As tensões atuantes nos diversos componentes do vaso de pressão estudado (pré-evaporador) foram obtidas pelo Método dos Elementos Finitos e com a utilização de expressões de cálculo teórico. Nas regiões distantes de descontinuidades observou-se proximidade dos resultados, o que não aconteceu em regiões de maior complexidade geomét... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The sugar-energy industry is among the most important of the Brazilian economy and also with global importance in the context of renewable energy. The demand for biofuel and sugar is continuously growing in Brazil and in several regions of the planet, creating great prospects for this sector. The success of this journey takes the necessity for investment, increase of productivity, evaluation of existing equipment and research projects. Among the equipment of the section that deserve special attention and must undergo by structural evaluation, are the pressure vessels. The number of the equipment in a sector unit is very significant. The evaluation of the pressure vessels is important to highlight the security condition, operational efficiency and provide subsidies to changing, recovery, repair designs and future investments. The objective of this research was to perform stress analysis in a pressure vessel design using the Finite Element Method (FEM) compared to theoretical solutions defined in project standard, also demonstrate the ability of the FEM in solving analysis problems of stress in pressure vessels. The stresses acting on the various components of the studied pressure vessel (pre-evaporator) were obtained by the Finite Element Method and the use of theoretical calculation expressions. In the distant regions of discontinuities were observed closeness of the results, what did not happen in regions of greater geometric complexity, which are not covered with the use of... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Materiais compósitos são conhecidos pela alta resistência mecânica e baixo peso, desempenho superior, resistência à corrosão e baixa densidade. A produção de um material composto possui vários processos com particularidades diferentes. O enrolamento filamentar (Filament Winding) é um processo no qual fibras de reforço contínuas são posicionadas de maneira precisa e de acordo com um padrão predeterminado para compor a forma do componente desejado. As fibras, submetidas à tração, são enroladas continuamente ao redor de um mandril que tem a forma do produto final, em geral utilizando equipamentos automáticos. No final do processo, após a cura da resina, o mandril é geralmente removido. Desta forma, é de fundamental importância que o projetista disponha de recursos computacionais adequados para o cálculo das trajetórias e sequenciamento de posicionamento das fibras. Esse trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de procedimentos matemáticos para cálculo de trajetórias geodésicas no processo de \"Filament Winding\" e implementá-los em um ambiente computacional em linguagem de alto nível Java, considerando-se os casos de revestimento circunferencial, helicoidal e polar. São desenvolvidos dois estudos de caso: tubos cônicos e vasos de pressão, e os resultados apresentados e discutidos, validando os procedimentos e ambiente implementado. / Composite materials are well known by the high strength and low weight, superior performance, resistance to the corrosion and low density. The production of a composite material part involves some processes with different requirements. The filament winding process is an automated process in which continuous reinforcement fibers are lay down in prescribed paths on the surface of a mandrel, which is generally removed after the cure of the resin. In such a way, it is fundamental that the designer uses computational resources for the calculation of the paths and sequence of the fibers. In this work is developed the mathematical procedures for calculation of geodesic trajectories in the Filament Winding process and implements them in a computational environment in high level language Java, considering the circumferential, helical and polar strategies. Two case studies are developed successfully: conical pipes and pressure vessels, and the results presented and discussed, validating the procedures and implemented environment.

O planeta Terra tem aproximadamente três quartos submersos em água, ainda assim, estima-se que somente são conhecidos 5% dos mares e oceanos. Nas últimas décadas, os AUVs (Autonomous Underwater Vehicles) se converteram em uma ferramenta útil para a exploração dos oceanos por levar a bordo vários equipamentos com um relativo baixo custo de operação. A parte estrutural dos AUVs, usualmente cascas cilíndricas, tem sido estudada. De modo geral, os objetivos desses estudos visam a manter a rigidez e deixar a estrutura mais leve, sob o critério de resistência a flambagem. A falha por flambagem, normalmente, ocorre antes da falha por resistência do material em cascas devido à sua geometria e à influência de imperfeições iniciais. Uma forma de aumentar a rigidez das cascas é o uso de enrijecedores, os quais geralmente são soldados à casca. No entanto, o uso desses enrijecedores em um veículo de pequeno porte diminui o espaço utilizados por diferentes dispositivos e instrumentos do veículo, além de resultar em possíveis inconvenientes na fabricação, tais como aumento do custo e produção de tensões residuais relativas aos processos de soldagem. Portanto, alternativas ao enrijecedor convencional devem ser buscadas para esse tipo de veículo. É possível substituir os enrijecedores convencionais por uma estrutura interna ao vaso de pressão e comum em submersíveis, a prateleira de acomodação da eletrônica. Essa estrutura, chamada aqui de enrijecedores deslizantes, possui cavernas circunferenciais que podem fornecer rigidez à casca e evitar os inconvenientes de redução de volume e de fabricação que os enrijecedores convencionais trazem. No entanto, tal substituição para o aumento de rigidez ainda não foi analisada. Portanto, neste trabalho se propõe analisar o comportamento do enrijecedor deslizante quando utilizado em substituição ao enrijecedor convencional, considerando que ambos fornecem resistência à compressão embora não apresentem as mesmas restrições de graus de liberdade. A análise é feita através de métodos analíticos e numéricos, tipicamente utilizados no estudo de enrijecedores convencionais. / The planet Earth has about three quarters of water, yet it is estimated that only 5% of the seas and oceans are known. In the last decades, the AUVs have become useful tools for the exploration of the oceans by carrying on board several equipment with a relative low cost of operation. The structural part of the AUV\'s, usually cylindrical shells, has been studied as well. In general, the objectives of these studies are to maintain rigidity and to leave the structure lighter, under the criterion of buckling resistance. The buckling failure occurs prior to failure by yielding due to its geometry and the influence of initial shell imperfections. One way to increase the stiffness of the shells is to use stiffeners, which are usually welded to the shell. However, the use of these stiffeners in a small vehicle reduces the space used for different devices and instruments of the vehicle, in addition there are manufacturing drawbacks as residual stresses related to the welding processes. Therefore, alternatives to the conventional stiffener should be sought for this type of vehicle. It is possible to replace conventional stiffeners by an internal structure to the pressure vessel and common in submersibles, the shelf of accommodation of the electronics. This structure, referred to here as sliding stiffeners, has circumferential frame bulkheads that can provide stiffness to the shell and avoid the drawbacks of volume reduction and fabrication that conventional stiffeners bring. However, such substitution for increased rigidity has not yet been analyzed. Therefore, in this work it is proposed to analyze the behavior of the sliding stiffeners when used in substitution of the conventional stiffeners, considering that both provide compressive strength although they do not present the same restrictions of degrees of freedom. The analysis is done by analytical and numerical methods, typical of conventional stiffeners.

Trata do desenvolvimento de uma metodologia para parametrização de equipamentos mecânicos pressurizados. Objetiva criar sistemas para geração de famílias de equipamentos petroquímicos e reduzir o tempo total de elaboração do projeto, desenhos e listas de materiais em até 80%, diminuir em até 70% o tempo consumido na geração de fichas de corte e mapas de solda na execução de roteiros de fabricação e ainda aprimorar a aquisição de materiais e componentes devido à padronização das entradas de projeto. Relata que os sistemas CAD (Computer-Aided Design) tridimensionais paramétricos têm papel cada vez mais destacado no desenvolvimento de equipamentos, porém alguns setores tradicionais da indústria brasileira apresentam ainda certa resistência ao emprego desta tecnologia. Demonstra que diante dos desafios impostos pela exploração de petróleo na camada do Pré-Sal e o grande volume de investimentos da PETROBRAS na expansão do setor produtivo ligado à extração e refino de petróleo, as empresas fornecedoras de equipamentos para o setor petroquímico são obrigadas a se modernizar e buscar novos paradigmas de projeto e fabricação para atender à demanda. Explica que o emprego produtivo de sistemas CAD 3D paramétricos se torna essencial neste cenário. Aplica a metodologia que foi desenvolvida baseada na abordagem top-down para modelagem de montagens, e afirma esta metodologia pode ser adaptada a qualquer sistema CAD 3D paramétrico comercial, com baixo consumo de recursos computacionais. Apresenta para validação um exemplo de aplicação passo a passo da metodologia para um equipamento. Mostra que a metodologia foi aplicada também para a construção de uma família de vasos de pressão verticais suportados por saia, com o intuito de avaliar o desempenho, com a obtenção de resultados significativos. Discute os problemas e dificuldades enfrentados na implantação do sistema paramétrico, juntamente com as alterações que este sistema trás na estrutura organizacional tradicional de empresas de bens de capital. Conclui que a metodologia desenvolvida apresentou resultados dentro dos objetivos estabelecidos e é uma alternativa viável para projetos mecânicos, que possibilita ganho de produtividade significativo. / This work addresses a methodology for the parameterization of pressurized mechanical equipments. It focuses on creating systems to generate an assembly of petrochemical equipments, hence reducing the total time of project designs, layouts and bill of material until 80%, decreasing until 70% the time consumed for executing manufacturing instructions and also improving materials and components acquisition due to the standardization of project entries. The study reports that three-dimensional parametric CAD systems (Computer-Aided Design) have an increasingly prominent role in the development of equipments, however some traditional sectors in the Brazilian industry are still somewhat resistant to using this technology. This work shows that with the challenges posed by oil exploration in the pre-salt layer and PETROBRAS large investments in the productive expansion sector for oil extraction and refining, the equipment supply companies servicing the petrochemical industry are forced to modernize and seek new design and manufacturing paradigms to meet the demands. It explains that the productive use of 3D parametric CAD systems are essential in this scenario. The methodology that was developed based on the top-down approach for assembly modeling is applied, thereby showing that this methodology can be adapted to any commercial 3D parametric CAD system, with low computational consumption of resources. For validation, it shows a step by step application example of the methodology in one equipment. It shows that the methodology was also applied to the construction of a family of skirt supported vertical pressure vessels, in order to evaluate the performance, with significant results. This work discusses the problems and difficulties faced in implementing the parametric system, along with the changes this system brings in the traditional organizational structure of capital goods companies. It concludes that this methodology presented results within the stated objectives and that it is a viable alternative for mechanical designs, hence enabling significant productivity gains.

Trata do desenvolvimento de uma metodologia para parametrização de equipamentos mecânicos pressurizados. Objetiva criar sistemas para geração de famílias de equipamentos petroquímicos e reduzir o tempo total de elaboração do projeto, desenhos e listas de materiais em até 80%, diminuir em até 70% o tempo consumido na geração de fichas de corte e mapas de solda na execução de roteiros de fabricação e ainda aprimorar a aquisição de materiais e componentes devido à padronização das entradas de projeto. Relata que os sistemas CAD (Computer-Aided Design) tridimensionais paramétricos têm papel cada vez mais destacado no desenvolvimento de equipamentos, porém alguns setores tradicionais da indústria brasileira apresentam ainda certa resistência ao emprego desta tecnologia. Demonstra que diante dos desafios impostos pela exploração de petróleo na camada do Pré-Sal e o grande volume de investimentos da PETROBRAS na expansão do setor produtivo ligado à extração e refino de petróleo, as empresas fornecedoras de equipamentos para o setor petroquímico são obrigadas a se modernizar e buscar novos paradigmas de projeto e fabricação para atender à demanda. Explica que o emprego produtivo de sistemas CAD 3D paramétricos se torna essencial neste cenário. Aplica a metodologia que foi desenvolvida baseada na abordagem top-down para modelagem de montagens, e afirma esta metodologia pode ser adaptada a qualquer sistema CAD 3D paramétrico comercial, com baixo consumo de recursos computacionais. Apresenta para validação um exemplo de aplicação passo a passo da metodologia para um equipamento. Mostra que a metodologia foi aplicada também para a construção de uma família de vasos de pressão verticais suportados por saia, com o intuito de avaliar o desempenho, com a obtenção de resultados significativos. Discute os problemas e dificuldades enfrentados na implantação do sistema paramétrico, juntamente com as alterações que este sistema trás na estrutura organizacional tradicional de empresas de bens de capital. Conclui que a metodologia desenvolvida apresentou resultados dentro dos objetivos estabelecidos e é uma alternativa viável para projetos mecânicos, que possibilita ganho de produtividade significativo. / This work addresses a methodology for the parameterization of pressurized mechanical equipments. It focuses on creating systems to generate an assembly of petrochemical equipments, hence reducing the total time of project designs, layouts and bill of material until 80%, decreasing until 70% the time consumed for executing manufacturing instructions and also improving materials and components acquisition due to the standardization of project entries. The study reports that three-dimensional parametric CAD systems (Computer-Aided Design) have an increasingly prominent role in the development of equipments, however some traditional sectors in the Brazilian industry are still somewhat resistant to using this technology. This work shows that with the challenges posed by oil exploration in the pre-salt layer and PETROBRAS large investments in the productive expansion sector for oil extraction and refining, the equipment supply companies servicing the petrochemical industry are forced to modernize and seek new design and manufacturing paradigms to meet the demands. It explains that the productive use of 3D parametric CAD systems are essential in this scenario. The methodology that was developed based on the top-down approach for assembly modeling is applied, thereby showing that this methodology can be adapted to any commercial 3D parametric CAD system, with low computational consumption of resources. For validation, it shows a step by step application example of the methodology in one equipment. It shows that the methodology was also applied to the construction of a family of skirt supported vertical pressure vessels, in order to evaluate the performance, with significant results. This work discusses the problems and difficulties faced in implementing the parametric system, along with the changes this system brings in the traditional organizational structure of capital goods companies. It concludes that this methodology presented results within the stated objectives and that it is a viable alternative for mechanical designs, hence enabling significant productivity gains.

Materiais compósitos são conhecidos pela alta resistência mecânica e baixo peso, desempenho superior, resistência à corrosão e baixa densidade. A produção de um material composto possui vários processos com particularidades diferentes. O enrolamento filamentar (Filament Winding) é um processo no qual fibras de reforço contínuas são posicionadas de maneira precisa e de acordo com um padrão predeterminado para compor a forma do componente desejado. As fibras, submetidas à tração, são enroladas continuamente ao redor de um mandril que tem a forma do produto final, em geral utilizando equipamentos automáticos. No final do processo, após a cura da resina, o mandril é geralmente removido. Desta forma, é de fundamental importância que o projetista disponha de recursos computacionais adequados para o cálculo das trajetórias e sequenciamento de posicionamento das fibras. Esse trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de procedimentos matemáticos para cálculo de trajetórias geodésicas no processo de \"Filament Winding\" e implementá-los em um ambiente computacional em linguagem de alto nível Java, considerando-se os casos de revestimento circunferencial, helicoidal e polar. São desenvolvidos dois estudos de caso: tubos cônicos e vasos de pressão, e os resultados apresentados e discutidos, validando os procedimentos e ambiente implementado. / Composite materials are well known by the high strength and low weight, superior performance, resistance to the corrosion and low density. The production of a composite material part involves some processes with different requirements. The filament winding process is an automated process in which continuous reinforcement fibers are lay down in prescribed paths on the surface of a mandrel, which is generally removed after the cure of the resin. In such a way, it is fundamental that the designer uses computational resources for the calculation of the paths and sequence of the fibers. In this work is developed the mathematical procedures for calculation of geodesic trajectories in the Filament Winding process and implements them in a computational environment in high level language Java, considering the circumferential, helical and polar strategies. Two case studies are developed successfully: conical pipes and pressure vessels, and the results presented and discussed, validating the procedures and implemented environment.