A aplicação do calor de forma não uniforme em estruturas soldadas origina distribuições de temperatura altamente transientes, produzindo tensões térmicas não uniformes que, por sua vez, geram deformações plásticas, tensões residuais e deformações permanentes (distorções). As distorções são desvios geométricos indesejáveis na estrutura, causando grandes perdas. Em chapas espessas soldadas a topo, com chanfro em V, o principal problema são as distorções angulares, principalmente quando a estrutura é soldada sem restrição e com múltiplos passes. Uma das formas mais eficientes de controle da distorção angular é prever o seu valor antes da soldagem. Este trabalho teve como objetivo principal desenvolver métodos e modelos analíticos para previsão da distorção angular, os quais foram aplicados em juntas a topo em chanfro em V na soldagem multipasse. Para atingir tal objetivo, duas abordagens foram aplicadas. A primeira foi baseada em evidências experimentais e a segunda, em uma equação analítica disponível na literatura. Investigou-se, também, a relação existente entre a distorção angular e o comportamento termomecânico do material na junta soldada. Nos experimentos realizados, utilizou-se corpos de prova constituídos de chapas de aço estrutural ASTM A36, soldadas pelo processo de soldagem ao arco elétrico com proteção por gás e eletrodo consumível (doravante neste texto denominado “MAG”), nas espessuras de 9,75; 12,75; 16,0 e 19,0 mm. Os experimentos foram reunidos em nove grupos, classificados de acordo com as dimensões dos corpos de prova, parâmetros da fonte (tensão e corrente), velocidade de soldagem, energias de soldagem e número de passes Para os grupos 1-6, as distorções foram medidas ao longo dos passes através de LVDT – “Linear Variable Differential Transformer” (Transformadores Lineares Diferenciais Variáveis) - e, em todos os grupos, mediu-se a distorção final através de um goniômetro. Para investigar a relação entre a distorção angular e o comportamento termomecânico do material, termopares do tipo K e tipo S foram utilizados para obtenção dos ciclos térmicos. Em relação à abordagem baseada em evidências experimentais, os métodos e modelos foram obtidos em duas fases. A primeira fase, fundamentou-se no comportamento da distorção angular ao longo dos passes, na qual utilizou-se os resultados dos experimentos dos grupos 1-4 (espessuras 16,0 e 19,0 mm) e verificou-se que, independentemente da energia de soldagem utilizada em cada grupo, a distorção angular em um passe qualquer apresentava o mesmo valor. Essa constatação levou à escolha de um modelo analítico modelo B), a partir do qual se definiu uma metodologia envolvendo análise experimental em que é possível extrapolar a previsão da distorção. A segunda fase da abordagem experimental decorreu da análise dos resultados obtidos dos grupos 1-6 (espessuras 9,75; 12,75; 16,0 e 19,0 mm). A partir da constatação de que a distorção angular possuía o mesmo comportamento linear em função da energia de soldagem para as quatro espessuras e, além disso, utilizando os resultados obtidos na primeira fase, desenvolveu-se metodologias próprias com a finalidade de obter modelos analíticos para previsão da distorção angular (modelos D, E, F e G). Esses modelos permitem prever a distorção angular em função da energia de soldagem e espessura da chapa ou alternativamente, através da área da seção transversal do chanfro, nos intervalos de [0,35; 2,5] kJ/mm e [9,75; 19,0] mm. O comparativo preliminar dos modelos com resultados experimentais mostrou que eles podem ser utilizados para previsão da distorção angular, bem como novos modelos podem ser obtidos a partir da metodologia desenvolvida. Em relação à segunda abordagem, baseada na equação analítica para soldas “bead on plate” (deposição de cordão de solda sobre a superfície da chapa), o procedimento desenvolvido permitiu adequar a equação para prever a distorção angular em junta a topo com chanfro V. O método foi testado em diversas condições de soldagem, onde se observou concordância entre os resultados experimentais e analíticos para o valor final. Os estudos envolvendo a análise termomecânica do material na região da solda mostraram que o comportamento observado da distorção angular ao longo dos passes, para diferentes energias de soldagem, pode ser explicado pelas diferenças de temperatura entre a superfície da poça de fusão e superfície inferior da chapa, na raiz da solda. Além disso, o estudo mostrou que comportamento da distorção angular é significativamente influenciado pelos fenômenos que agem na resistência à deformação da estrutura, ou seja, resistência mecânica do material e seção resistente à medida que os passes de solda são realizados. / Non-uniform heat application in welded structures produce transient temperature distributions, producing non-uniform thermal stresses, which in turn generate plastic deformations, residual stresses and permanent deformations (distortions). The distortions are undesirable geometric deviations in the structure, causing great losses. In thick plates, buttwelded (V-groove), the main problem is angular distortions, especially when the structure is welded without restriction and with multiple passes. One of the most efficient ways to control angular distortion is to predict its value before welding. The main objective of this research was to develop analytical methods and models for the prediction of the angular distortion in butt joints (V-groove) in multipass welding. To achieve this goal, two approaches have been applied. The first was based on experimental evidence and the second on an analytical equation available in the literature. The relationship between the angular distortion and the thermo-mechanical behavior of the material in the welded joint was also investigated. In the experiments, test specimens were made of ASTM A36 structural steel plates, welded by the process electric arc welding with gas protection and consumable electrode (hereinafter referred to as "MAG"), in the thicknesses of 9.75 ; 12.75; 16.0 and 19.0 mm. The experiments were grouped into nine groups, classified according to the dimensions of the specimens, welding parameters (voltage and current), travel speed, heat input and number of passes. For groups 1-6, the distortions were measured along the passes through LVDT - Linear Variable Differential Transformer - and, in all groups, the final distortion was measured through a goniometer To investigate the relationship between angular distortion and thermomechanical behavior of the material, type K and type S thermocouples were used to obtain the thermal cycles. In relation to the approach based on experimental evidences, the methods and models were obtained in two phases. The first phase was based on the angular distortion behavior along the passes, in which the results of the experiments of groups 1-4 (thicknesses 16.0 and 19.0 mm) were used and it was verified that, independently of the heat input used in each group, the angular distortion in any one pass had the same value. This finding led to the choice of an analytical model (model B), from which a methodology was defined involving experimental analysis in which it is possible to extrapolate the prediction of angular distortion. The second phase of the experimental approach resulted from the analysis of the results obtained from groups 1-6 (thicknesses 9.75, 12.75, 16.0 and 19.0 mm). From the observation that the angular distortion had the same linear behavior as a function of the heat input for the four thicknesses and, in addition, using the results obtained in the first phase, methodologies were developed with the purpose of obtaining analytical models for prediction of angular distortion (models D, E, F and G). These models allow to predict the angular distortion as a function of the energy and of the plate thickness or alternatively, through cross-sectional area of the groove, in the intervals of heat input [0.35; 2.5] kJ/mm and of thickness [9.75; 19.0] mm. The preliminary comparative of models with experimental results showed that they can be used to predict angular distortion, as well as new models can be obtained from the methodology developed. In relation to the approach based on the analytical equation for bead-on-plate welds, the developed methodology allowed to adapt the equation to predict the angular distortion in a V-groove butt weld. The method was tested in several welding conditions, where a good agreement was observed between the experimental and analytical results for the final value. The studies involving the thermomechanical analysis of the material in the welded region showed that the observed the angular distortion behavior along the passes, using different heat input, can be explained by the differences in temperature between the surface of the fusion (fusing puddle) and the lower surface of the plate at the root of the weld. In addition, the study showed that angular distortion behavior is significantly influenced by the phenomena that act on the resistance to deformation of the structure, that is, mechanical strength of the material and section resistant as weld passes are performed.

A aplicação do calor de forma não uniforme em estruturas soldadas origina distribuições de temperatura altamente transientes, produzindo tensões térmicas não uniformes que, por sua vez, geram deformações plásticas, tensões residuais e deformações permanentes (distorções). As distorções são desvios geométricos indesejáveis na estrutura, causando grandes perdas. Em chapas espessas soldadas a topo, com chanfro em V, o principal problema são as distorções angulares, principalmente quando a estrutura é soldada sem restrição e com múltiplos passes. Uma das formas mais eficientes de controle da distorção angular é prever o seu valor antes da soldagem. Este trabalho teve como objetivo principal desenvolver métodos e modelos analíticos para previsão da distorção angular, os quais foram aplicados em juntas a topo em chanfro em V na soldagem multipasse. Para atingir tal objetivo, duas abordagens foram aplicadas. A primeira foi baseada em evidências experimentais e a segunda, em uma equação analítica disponível na literatura. Investigou-se, também, a relação existente entre a distorção angular e o comportamento termomecânico do material na junta soldada. Nos experimentos realizados, utilizou-se corpos de prova constituídos de chapas de aço estrutural ASTM A36, soldadas pelo processo de soldagem ao arco elétrico com proteção por gás e eletrodo consumível (doravante neste texto denominado “MAG”), nas espessuras de 9,75; 12,75; 16,0 e 19,0 mm. Os experimentos foram reunidos em nove grupos, classificados de acordo com as dimensões dos corpos de prova, parâmetros da fonte (tensão e corrente), velocidade de soldagem, energias de soldagem e número de passes Para os grupos 1-6, as distorções foram medidas ao longo dos passes através de LVDT – “Linear Variable Differential Transformer” (Transformadores Lineares Diferenciais Variáveis) - e, em todos os grupos, mediu-se a distorção final através de um goniômetro. Para investigar a relação entre a distorção angular e o comportamento termomecânico do material, termopares do tipo K e tipo S foram utilizados para obtenção dos ciclos térmicos. Em relação à abordagem baseada em evidências experimentais, os métodos e modelos foram obtidos em duas fases. A primeira fase, fundamentou-se no comportamento da distorção angular ao longo dos passes, na qual utilizou-se os resultados dos experimentos dos grupos 1-4 (espessuras 16,0 e 19,0 mm) e verificou-se que, independentemente da energia de soldagem utilizada em cada grupo, a distorção angular em um passe qualquer apresentava o mesmo valor. Essa constatação levou à escolha de um modelo analítico modelo B), a partir do qual se definiu uma metodologia envolvendo análise experimental em que é possível extrapolar a previsão da distorção. A segunda fase da abordagem experimental decorreu da análise dos resultados obtidos dos grupos 1-6 (espessuras 9,75; 12,75; 16,0 e 19,0 mm). A partir da constatação de que a distorção angular possuía o mesmo comportamento linear em função da energia de soldagem para as quatro espessuras e, além disso, utilizando os resultados obtidos na primeira fase, desenvolveu-se metodologias próprias com a finalidade de obter modelos analíticos para previsão da distorção angular (modelos D, E, F e G). Esses modelos permitem prever a distorção angular em função da energia de soldagem e espessura da chapa ou alternativamente, através da área da seção transversal do chanfro, nos intervalos de [0,35; 2,5] kJ/mm e [9,75; 19,0] mm. O comparativo preliminar dos modelos com resultados experimentais mostrou que eles podem ser utilizados para previsão da distorção angular, bem como novos modelos podem ser obtidos a partir da metodologia desenvolvida. Em relação à segunda abordagem, baseada na equação analítica para soldas “bead on plate” (deposição de cordão de solda sobre a superfície da chapa), o procedimento desenvolvido permitiu adequar a equação para prever a distorção angular em junta a topo com chanfro V. O método foi testado em diversas condições de soldagem, onde se observou concordância entre os resultados experimentais e analíticos para o valor final. Os estudos envolvendo a análise termomecânica do material na região da solda mostraram que o comportamento observado da distorção angular ao longo dos passes, para diferentes energias de soldagem, pode ser explicado pelas diferenças de temperatura entre a superfície da poça de fusão e superfície inferior da chapa, na raiz da solda. Além disso, o estudo mostrou que comportamento da distorção angular é significativamente influenciado pelos fenômenos que agem na resistência à deformação da estrutura, ou seja, resistência mecânica do material e seção resistente à medida que os passes de solda são realizados. / Non-uniform heat application in welded structures produce transient temperature distributions, producing non-uniform thermal stresses, which in turn generate plastic deformations, residual stresses and permanent deformations (distortions). The distortions are undesirable geometric deviations in the structure, causing great losses. In thick plates, buttwelded (V-groove), the main problem is angular distortions, especially when the structure is welded without restriction and with multiple passes. One of the most efficient ways to control angular distortion is to predict its value before welding. The main objective of this research was to develop analytical methods and models for the prediction of the angular distortion in butt joints (V-groove) in multipass welding. To achieve this goal, two approaches have been applied. The first was based on experimental evidence and the second on an analytical equation available in the literature. The relationship between the angular distortion and the thermo-mechanical behavior of the material in the welded joint was also investigated. In the experiments, test specimens were made of ASTM A36 structural steel plates, welded by the process electric arc welding with gas protection and consumable electrode (hereinafter referred to as "MAG"), in the thicknesses of 9.75 ; 12.75; 16.0 and 19.0 mm. The experiments were grouped into nine groups, classified according to the dimensions of the specimens, welding parameters (voltage and current), travel speed, heat input and number of passes. For groups 1-6, the distortions were measured along the passes through LVDT - Linear Variable Differential Transformer - and, in all groups, the final distortion was measured through a goniometer To investigate the relationship between angular distortion and thermomechanical behavior of the material, type K and type S thermocouples were used to obtain the thermal cycles. In relation to the approach based on experimental evidences, the methods and models were obtained in two phases. The first phase was based on the angular distortion behavior along the passes, in which the results of the experiments of groups 1-4 (thicknesses 16.0 and 19.0 mm) were used and it was verified that, independently of the heat input used in each group, the angular distortion in any one pass had the same value. This finding led to the choice of an analytical model (model B), from which a methodology was defined involving experimental analysis in which it is possible to extrapolate the prediction of angular distortion. The second phase of the experimental approach resulted from the analysis of the results obtained from groups 1-6 (thicknesses 9.75, 12.75, 16.0 and 19.0 mm). From the observation that the angular distortion had the same linear behavior as a function of the heat input for the four thicknesses and, in addition, using the results obtained in the first phase, methodologies were developed with the purpose of obtaining analytical models for prediction of angular distortion (models D, E, F and G). These models allow to predict the angular distortion as a function of the energy and of the plate thickness or alternatively, through cross-sectional area of the groove, in the intervals of heat input [0.35; 2.5] kJ/mm and of thickness [9.75; 19.0] mm. The preliminary comparative of models with experimental results showed that they can be used to predict angular distortion, as well as new models can be obtained from the methodology developed. In relation to the approach based on the analytical equation for bead-on-plate welds, the developed methodology allowed to adapt the equation to predict the angular distortion in a V-groove butt weld. The method was tested in several welding conditions, where a good agreement was observed between the experimental and analytical results for the final value. The studies involving the thermomechanical analysis of the material in the welded region showed that the observed the angular distortion behavior along the passes, using different heat input, can be explained by the differences in temperature between the surface of the fusion (fusing puddle) and the lower surface of the plate at the root of the weld. In addition, the study showed that angular distortion behavior is significantly influenced by the phenomena that act on the resistance to deformation of the structure, that is, mechanical strength of the material and section resistant as weld passes are performed.

A aplicação do calor de forma não uniforme em estruturas soldadas origina distribuições de temperatura altamente transientes, produzindo tensões térmicas não uniformes que, por sua vez, geram deformações plásticas, tensões residuais e deformações permanentes (distorções). As distorções são desvios geométricos indesejáveis na estrutura, causando grandes perdas. Em chapas espessas soldadas a topo, com chanfro em V, o principal problema são as distorções angulares, principalmente quando a estrutura é soldada sem restrição e com múltiplos passes. Uma das formas mais eficientes de controle da distorção angular é prever o seu valor antes da soldagem. Este trabalho teve como objetivo principal desenvolver métodos e modelos analíticos para previsão da distorção angular, os quais foram aplicados em juntas a topo em chanfro em V na soldagem multipasse. Para atingir tal objetivo, duas abordagens foram aplicadas. A primeira foi baseada em evidências experimentais e a segunda, em uma equação analítica disponível na literatura. Investigou-se, também, a relação existente entre a distorção angular e o comportamento termomecânico do material na junta soldada. Nos experimentos realizados, utilizou-se corpos de prova constituídos de chapas de aço estrutural ASTM A36, soldadas pelo processo de soldagem ao arco elétrico com proteção por gás e eletrodo consumível (doravante neste texto denominado “MAG”), nas espessuras de 9,75; 12,75; 16,0 e 19,0 mm. Os experimentos foram reunidos em nove grupos, classificados de acordo com as dimensões dos corpos de prova, parâmetros da fonte (tensão e corrente), velocidade de soldagem, energias de soldagem e número de passes Para os grupos 1-6, as distorções foram medidas ao longo dos passes através de LVDT – “Linear Variable Differential Transformer” (Transformadores Lineares Diferenciais Variáveis) - e, em todos os grupos, mediu-se a distorção final através de um goniômetro. Para investigar a relação entre a distorção angular e o comportamento termomecânico do material, termopares do tipo K e tipo S foram utilizados para obtenção dos ciclos térmicos. Em relação à abordagem baseada em evidências experimentais, os métodos e modelos foram obtidos em duas fases. A primeira fase, fundamentou-se no comportamento da distorção angular ao longo dos passes, na qual utilizou-se os resultados dos experimentos dos grupos 1-4 (espessuras 16,0 e 19,0 mm) e verificou-se que, independentemente da energia de soldagem utilizada em cada grupo, a distorção angular em um passe qualquer apresentava o mesmo valor. Essa constatação levou à escolha de um modelo analítico modelo B), a partir do qual se definiu uma metodologia envolvendo análise experimental em que é possível extrapolar a previsão da distorção. A segunda fase da abordagem experimental decorreu da análise dos resultados obtidos dos grupos 1-6 (espessuras 9,75; 12,75; 16,0 e 19,0 mm). A partir da constatação de que a distorção angular possuía o mesmo comportamento linear em função da energia de soldagem para as quatro espessuras e, além disso, utilizando os resultados obtidos na primeira fase, desenvolveu-se metodologias próprias com a finalidade de obter modelos analíticos para previsão da distorção angular (modelos D, E, F e G). Esses modelos permitem prever a distorção angular em função da energia de soldagem e espessura da chapa ou alternativamente, através da área da seção transversal do chanfro, nos intervalos de [0,35; 2,5] kJ/mm e [9,75; 19,0] mm. O comparativo preliminar dos modelos com resultados experimentais mostrou que eles podem ser utilizados para previsão da distorção angular, bem como novos modelos podem ser obtidos a partir da metodologia desenvolvida. Em relação à segunda abordagem, baseada na equação analítica para soldas “bead on plate” (deposição de cordão de solda sobre a superfície da chapa), o procedimento desenvolvido permitiu adequar a equação para prever a distorção angular em junta a topo com chanfro V. O método foi testado em diversas condições de soldagem, onde se observou concordância entre os resultados experimentais e analíticos para o valor final. Os estudos envolvendo a análise termomecânica do material na região da solda mostraram que o comportamento observado da distorção angular ao longo dos passes, para diferentes energias de soldagem, pode ser explicado pelas diferenças de temperatura entre a superfície da poça de fusão e superfície inferior da chapa, na raiz da solda. Além disso, o estudo mostrou que comportamento da distorção angular é significativamente influenciado pelos fenômenos que agem na resistência à deformação da estrutura, ou seja, resistência mecânica do material e seção resistente à medida que os passes de solda são realizados. / Non-uniform heat application in welded structures produce transient temperature distributions, producing non-uniform thermal stresses, which in turn generate plastic deformations, residual stresses and permanent deformations (distortions). The distortions are undesirable geometric deviations in the structure, causing great losses. In thick plates, buttwelded (V-groove), the main problem is angular distortions, especially when the structure is welded without restriction and with multiple passes. One of the most efficient ways to control angular distortion is to predict its value before welding. The main objective of this research was to develop analytical methods and models for the prediction of the angular distortion in butt joints (V-groove) in multipass welding. To achieve this goal, two approaches have been applied. The first was based on experimental evidence and the second on an analytical equation available in the literature. The relationship between the angular distortion and the thermo-mechanical behavior of the material in the welded joint was also investigated. In the experiments, test specimens were made of ASTM A36 structural steel plates, welded by the process electric arc welding with gas protection and consumable electrode (hereinafter referred to as "MAG"), in the thicknesses of 9.75 ; 12.75; 16.0 and 19.0 mm. The experiments were grouped into nine groups, classified according to the dimensions of the specimens, welding parameters (voltage and current), travel speed, heat input and number of passes. For groups 1-6, the distortions were measured along the passes through LVDT - Linear Variable Differential Transformer - and, in all groups, the final distortion was measured through a goniometer To investigate the relationship between angular distortion and thermomechanical behavior of the material, type K and type S thermocouples were used to obtain the thermal cycles. In relation to the approach based on experimental evidences, the methods and models were obtained in two phases. The first phase was based on the angular distortion behavior along the passes, in which the results of the experiments of groups 1-4 (thicknesses 16.0 and 19.0 mm) were used and it was verified that, independently of the heat input used in each group, the angular distortion in any one pass had the same value. This finding led to the choice of an analytical model (model B), from which a methodology was defined involving experimental analysis in which it is possible to extrapolate the prediction of angular distortion. The second phase of the experimental approach resulted from the analysis of the results obtained from groups 1-6 (thicknesses 9.75, 12.75, 16.0 and 19.0 mm). From the observation that the angular distortion had the same linear behavior as a function of the heat input for the four thicknesses and, in addition, using the results obtained in the first phase, methodologies were developed with the purpose of obtaining analytical models for prediction of angular distortion (models D, E, F and G). These models allow to predict the angular distortion as a function of the energy and of the plate thickness or alternatively, through cross-sectional area of the groove, in the intervals of heat input [0.35; 2.5] kJ/mm and of thickness [9.75; 19.0] mm. The preliminary comparative of models with experimental results showed that they can be used to predict angular distortion, as well as new models can be obtained from the methodology developed. In relation to the approach based on the analytical equation for bead-on-plate welds, the developed methodology allowed to adapt the equation to predict the angular distortion in a V-groove butt weld. The method was tested in several welding conditions, where a good agreement was observed between the experimental and analytical results for the final value. The studies involving the thermomechanical analysis of the material in the welded region showed that the observed the angular distortion behavior along the passes, using different heat input, can be explained by the differences in temperature between the surface of the fusion (fusing puddle) and the lower surface of the plate at the root of the weld. In addition, the study showed that angular distortion behavior is significantly influenced by the phenomena that act on the resistance to deformation of the structure, that is, mechanical strength of the material and section resistant as weld passes are performed.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-15T18:50:35Z No. of bitstreams: 1 2016_JéssicaSantoroGonçalvesPena.pdf: 7785177 bytes, checksum: 19c31a231e1c525d812b241b55bf980b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-17T18:24:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_JéssicaSantoroGonçalvesPena.pdf: 7785177 bytes, checksum: 19c31a231e1c525d812b241b55bf980b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-17T18:24:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_JéssicaSantoroGonçalvesPena.pdf: 7785177 bytes, checksum: 19c31a231e1c525d812b241b55bf980b (MD5) / Convencionalmente, a estimação do conteúdo harmônico e inter-harmônico dos sinais de tensão e corrente, é baseada no uso da Transformada Discreta de Fourier (ou DFT, do inglês Discrete Fourier Transform). Entretanto, o aumento da participação da geração eólica na matriz energética mundial justifica a execução de estudos que avaliem a adequação dos atuais procedimentos de medição das emissões dos mencionados fenômenos. As recomendações tradicionais são baseadas nos padrões IEC 61000-4-7 e IEC 61000-4-30, que, dentre outros aspectos, estabelece que o processamento dos sinais se dê por meio do emprego da DFT com uma janela de tempo retangular de 12 ciclos de 60 Hz e com um período de medição de pelo menos 7 dias. Porém, em sistemas eólicos, é esperada a ocorrência de harmônicas e de inter-harmônicas com variação temporal, o que pode tornar a estimação das componentes espectrais via DFT imprecisa e/ou o período de monitoração de 7 dias inapropriado. Posto isso, este trabalho visa apresentar uma metodologia de análise voltada para a identificação do tamanho da janela de tempo e do período de medição mínimo para o monitoramento das emissões harmônicas e inter-harmônicas no contexto da geração eólica. Para tal, realiza-se uma avaliação comparativa entre uma metodologia de medição oriunda da combinação do Método de Prony com o Filtro de Kalman e uma segunda fundamentada na DFT. Em seguida, utilizando-se ferramentas estatísticas, propõe-se um período mínimo de medição das distorções. A aplicação desta metodologia em sinais reais de tensão oriundos de uma usina eólica evidencia a necessidade de um intervalo de monitoramento mínimo de 3 dias e o uso de uma janela de tempo retangular de 15 ciclos de 60 Hz. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Conventionally, the estimation of harmonic and inter-harmonic contents of voltage and current signals is based on the use of the Discrete Fourier Transform (DFT). However, the increase of the participation of wind power generation in the global energy matrix justifies the carrying out of studies which evaluate the adequacy of the current procedures for measuring emissions of the mentioned phenomena. The traditional recommendations are based on the IEC 61000-4-7 and IEC 61000-4-30 standards, which, among other aspects, establishes that the processing of the signals is given through the use of the DFT with a 60 Hz rectangular time window of 12 cycles and a measuring period of at least 7 days. However, in wind power systems, the occurrence of harmonic and inter-harmonic with time variation, which can render the estimation of the spectral components by the DFT inaccurate and/or the monitoring period of 7 days inappropriate is expected. With that said, this study aims to present a methodology focused on identifying the size of the time window and of the minimum measurement period for monitoring the harmonic and inter-harmonic emissions in the context of wind power generation. For such, a comparative evaluation between a measurement methodology derived from the combination of the Prony method with the Kalman filter and a second based on the DFT is carried out. Then, using statistical tools, a minimum period for measuring distortions is proposed. The application of this methodology in real voltage signals originating from a wind power plant shows the need for a minimum measurement interval of 3 days and the use of a 60 Hz rectangular time window of 15 cycles.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6929_1.pdf: 3211159 bytes, checksum: 51576045408607c69d9b22eabfb38025 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / A crescente disponibilidade de alto desempenho, baixo preço e portabilidade tem tornado as câmeras digitais uma alternativa viável para a aquisição de imagens de documentos. Câmeras digitais são fáceis de utilizar e transportar. Hoje, telefones celulares, palm tops, e outros dispositivos eletrônicos já incorporam câmeras digitais. Devido à sua rápida disseminação é urgente o desenvolvimento de técnicas e algoritmos capazes de processar documentos, melhorando a qualidade da imagem, possibilitando a sua melhor leitura, armazenamento, rápida transmissão via redes de computadores, transcrição automática, etc. Imagens capturadas através de câmeras digitais portáteis podem perder o foco, possuem distorções de perspectiva e distorções causadas pela lente, assim como composição complexa da imagem e interação com o conteúdo e plano de fundo, gerando o surgimento de bordas. As técnicas utilizadas em documentos adquiridos com scanners tradicionais nos servem como referência, mas não podem ser utilizadas diretamente em imagens adquiridas através de câmeras digitais. Esta dissertação analisa alguns dos fatores influentes na qualidade de documentos digitalizados através do uso de câmeras fotográficas digitais portáteis e apresenta algoritmos capazes de corrigir alguns desses fatores

Orientador: Luís Carlos Origa de Oliveira / Co-orientador: João Luiz Afonso / Co-orientador: Priscila da Silva Oliveira / Banca: Júlio Borges de Souza / Banca: Falcondes José Mendes de Seixas / Banca: Arnulfo Barroso de Vasconcellos / Resumo: Com vistas à mitigação das distorções harmônicas, sempre que possível, são adotadas medidas operacionais relacionadas à adequação das cargas geradoras de harmônicas, fazendo-se uso de tecnologias menos poluentes, multiplicação do número de pulsos em instalações conversoras de grande porte, alteração da topologia das redes elétricas, entre outras. Ocorre, que, em diversas vezes, tais medidas são inviáveis sob o ponto de vista econômico, ou mesmo insuficientes para garantir o funcionamento adequado do sistema e/ou atender os limites estabelecidos pelas normas e recomendações técnicas. Nesses casos, torna-se indispensável o uso de equipamentos especiais para atenuação de distorções harmônicas. O uso de filtros e dispositivos de compensação constituem as técnicas mais aplicadas para redução das componentes harmônicas. Essas técnicas podem ser separadas em dois grandes grupos, dependendo do modo operacional, ativo ou passivo, sendo ambos amplamente conhecidos e aplicados nos mais distintos setores da engenharia. Considerando a aplicação de estruturas compensadoras em sistemas elétricos a quatro fios com carregamentos monofásicos não lineares, apresenta-se nesta tese um novo arranjo de compensação harmônica que incorpora simultaneamente filtragem ativa e passiva, e que apresenta todas as funcionalidades no que tange à compensação harmônica de um filtro ativo de quatro braços. Nessa perspectiva, a filtragem harmônica das componentes de sequências positiva e negativa é realizada por um filtro ativo de três braços, enquanto que, a filtragem das harmônicas homopolares fica atribuída ao supressor eletromagnético de sequência zero. Considerando o mesmo nível de potência a ser processado, presume-se que os custos dos dispositivos eletromagnéticos sejam menores quando comparados aos dispositivos de estado sólido, notadamente as chaves eletrônicas e ... / Abstract: With a view to mitigate harmonic distortion, whenever possible are adopted operational attitudes related to the suitability of harmonic generating loads, making use of cleaner technologies, multiplying the number of pulses in large converting installations, changes in electric grid topology, among others. Occurs that, in several times, such attitudes are not feasible under the economic point of view or even insufficient to ensure proper system operation and/or meet the limits set by standards and technical recommendations. In these cases, it becomes necessary to use special equipments to mitigate harmonic distortion. The use of filters and compensation devices constitute the techniques applied to reducing harmonic components. These techniques can be separated into two major groups, depending on the operating mode, active or passive, both widely known and applied in the most diverse sectors of engineering. Considering the expectation of compensating structures application in four-wire electrical systems with single-phase nonlinear loads, this thesis presents a new arrangement of harmonic compensation that incorporates both active and passive filtering, and that presents all the features regarding the harmonic compensation of a four-arm active filter. In this perspective, the harmonic filtering of positive and negative sequences components is performed by a three-arm active filter, while the filtering of zero sequence harmonics is attributed to the electromagnetic zero sequence suppressor. Considering the same power level to be processed, it is assumed that the costs of electromagnetic devices are smaller when compared to solid state devices, notably the electronic switches and sensors, which can be eliminated of the four-arm active filter when the responsibility to compensate homopolar harmonic is of the electromagnetic suppressor, which is a robust and reliable device. This thesis, therefore, ... / Doutor

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-25Bitstream added on 2014-12-02T11:20:50Z : No. of bitstreams: 1 000800686.pdf: 3904332 bytes, checksum: a3f8ecaf0d754273e5066a9998daf0b7 (MD5) / Com vistas à mitigação das distorções harmônicas, sempre que possível, são adotadas medidas operacionais relacionadas à adequação das cargas geradoras de harmônicas, fazendo-se uso de tecnologias menos poluentes, multiplicação do número de pulsos em instalações conversoras de grande porte, alteração da topologia das redes elétricas, entre outras. Ocorre, que, em diversas vezes, tais medidas são inviáveis sob o ponto de vista econômico, ou mesmo insuficientes para garantir o funcionamento adequado do sistema e/ou atender os limites estabelecidos pelas normas e recomendações técnicas. Nesses casos, torna-se indispensável o uso de equipamentos especiais para atenuação de distorções harmônicas. O uso de filtros e dispositivos de compensação constituem as técnicas mais aplicadas para redução das componentes harmônicas. Essas técnicas podem ser separadas em dois grandes grupos, dependendo do modo operacional, ativo ou passivo, sendo ambos amplamente conhecidos e aplicados nos mais distintos setores da engenharia. Considerando a aplicação de estruturas compensadoras em sistemas elétricos a quatro fios com carregamentos monofásicos não lineares, apresenta-se nesta tese um novo arranjo de compensação harmônica que incorpora simultaneamente filtragem ativa e passiva, e que apresenta todas as funcionalidades no que tange à compensação harmônica de um filtro ativo de quatro braços. Nessa perspectiva, a filtragem harmônica das componentes de sequências positiva e negativa é realizada por um filtro ativo de três braços, enquanto que, a filtragem das harmônicas homopolares fica atribuída ao supressor eletromagnético de sequência zero. Considerando o mesmo nível de potência a ser processado, presume-se que os custos dos dispositivos eletromagnéticos sejam menores quando comparados aos dispositivos de estado sólido, notadamente as chaves eletrônicas e ... / With a view to mitigate harmonic distortion, whenever possible are adopted operational attitudes related to the suitability of harmonic generating loads, making use of cleaner technologies, multiplying the number of pulses in large converting installations, changes in electric grid topology, among others. Occurs that, in several times, such attitudes are not feasible under the economic point of view or even insufficient to ensure proper system operation and/or meet the limits set by standards and technical recommendations. In these cases, it becomes necessary to use special equipments to mitigate harmonic distortion. The use of filters and compensation devices constitute the techniques applied to reducing harmonic components. These techniques can be separated into two major groups, depending on the operating mode, active or passive, both widely known and applied in the most diverse sectors of engineering. Considering the expectation of compensating structures application in four-wire electrical systems with single-phase nonlinear loads, this thesis presents a new arrangement of harmonic compensation that incorporates both active and passive filtering, and that presents all the features regarding the harmonic compensation of a four-arm active filter. In this perspective, the harmonic filtering of positive and negative sequences components is performed by a three-arm active filter, while the filtering of zero sequence harmonics is attributed to the electromagnetic zero sequence suppressor. Considering the same power level to be processed, it is assumed that the costs of electromagnetic devices are smaller when compared to solid state devices, notably the electronic switches and sensors, which can be eliminated of the four-arm active filter when the responsibility to compensate homopolar harmonic is of the electromagnetic suppressor, which is a robust and reliable device. This thesis, therefore, ...

Orientador: Gilberto de Magalhães Bento Gonçalves / Banca: Cesar Renato Foschini / Banca: Angelo Caporalli Filho / Resumo: Diversos fatores podem afetar a fabricação e a montagem de estruturas metálicas, tais como os inerentes ao processo fabril, equipamentos, parâmetros de soldagem, consumíveis e o tipo de gás de proteção. Nesse ramo, as indústrias utilizam largamente a chapa dobrada, nos aços ASTM A36 e CSN Civil-300 para obter juntas soldadas de alta qualidade. Para isso, três variáveis precisam permanecer com baixa variabilidade e dentro de limites confiáveis: as propriedades mecânicas, a distorção e a corrosão na junta soldada. Este trabalho focaliza o processo de soldagem MAG, com o uso do braço robótico Motoman UP6, quanto ao comportamento do aço estrutural em relação a distorção, corrosão e as propriedades mecânicas na junta soldada. Diante disto, o perfil de aço ASTM A36 em chapa dobrada tipo U 100x50x3,0 mm e U 100x50x2,7 mm, formado no aço ARBL CSN Civil-300 foram aplicados ao processo de soldagem MIG/MAG. Neste processo, utilizou-se quatro tipos de juntas experimentais (com e sem ponteamentos), dois tipos de arames-eletrodos, AWS ER70S-3 e AWS ER70S-6, proteção gasosa de 75%Ar-25%CO2, e parâmetros de soldagem que permitiram manter constante a densidade de corrente. Para tanto, foram utilizados o método de escaneamento tridimensional para avaliação da distorção na junta soldada, o método de aceleração da corrosão por névoa salina para avaliação da corrosão, as propriedades mecânicas foram avaliadas baseando-se na medição de microdureza, além disso, foram feitas análise química e observ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Several factors may affect the manufacture and building of metal structures, such as those inherent in the manufacturing process, equipment, welding parameters, consumables and the type of shilding gas. In this business, industries widely use the sheet bended in steel ASTM A36 and CSN Civil-300 for welded joints of high quality. For this, three variables need to remain with low variability and within reliable limits: the mechanical properties, distortion and corrosion the welded joint. This work focuses on the MAG welding process, using the robotic arm Motoman UP6, as the structural steel behavior in relation to distortion, corrosion and mechanical properties in the welded joint. Given this, the steel profile ASTM A36 bended plate type U 100x50x3,0 mm and U 100x50x2,7 mm, formed in HSLA steel CSN Civil-300 were applied of the MIG/MAC welding process. In this process, we used for four types of experimental joints (with and without picking), two types of electrode wire AWS ER70S-3 and AWS ER70S-6, shielding gas 75%Ar-25% CO2, and with welding parameters which allowed maintaining constant the current density. Therefore, we used three-dimensional scanning method for evaluation of distortion in the welded joint, the method of accelerated corrosion by salt spray to evaluate the corrosion and mechanical properties were evaluated based on the microhardness measurement, in addition, analysis chemical and observation of the micrographics images of ASTM A36 and CSN Civil-300 steels welded together with the AWS ER7OS-3 and AWS ER7OS-6 electrodes wires. Regarding the obtained results, it was verified that the distortion introduced displacement of less than 0,45 mm on the sample surface. The Civil-300 CSN steel showed higher resitance to corrosion, with the lower mass loss of 0,0018 mm/year. The microhardness measurement at these joints showed 13% average reduction using AWS ER7OS-3 electrode wire with... (Complete abstract electronic access below) / Mestre

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-05-03T23:20:59Z No. of bitstreams: 1 FAGNER DE ARAUJO PEREIRA – TESE (PPGEE) 2016.pdf: 5563651 bytes, checksum: 359256a68bd0b865ecd15f6e1d7cb585 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-03T23:20:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FAGNER DE ARAUJO PEREIRA – TESE (PPGEE) 2016.pdf: 5563651 bytes, checksum: 359256a68bd0b865ecd15f6e1d7cb585 (MD5) Previous issue date: 2016-09-09 / É apresentada uma plataforma implementada com controladores digitais de sinal (DSCs – Digital Signal Controllers) desenvolvida para estudos do comportamento dinâmico em tempo real dos transformadores de corrente com entreferro, utilizados em sistemas de proteção e medição de redes de energia elétrica. Os algoritmos implementados simulam a corrente de defeito em um sistema de energia eléctrica, bem como a resposta transitória do transformador de corrente. Um método para corrigir a distorção da corrente secundária do TC com entreferro é apresentado, onde o fluxo residual é desprezível. Para estimar o fluxo, um enrolamento terciário deve estar disponível. Os erros de fase e de relação, bem como as distorções na corrente secundária devido à saturação do núcleo em situações de falta são adequadamente corrigidos pelo método. Vários casos foram testados e os resultados indicam que o método proposto é eficaz em melhorar o desempenho dos sistemas de protecção com base na medição de corrente. / A platform implemented with Digital Signal Controllers (DSCs) developed for real time studies of the dynamic behavior of the air-gapped current transformers (CTs) used in power grid protection and measurement systems is presented. The implemented algorithms simulate the fault current in an electric power system as well as the transient response of the current transformer. A method for correcting the CT secondary current distortion is presented in the case of gapped core where residual flux is negligible. To estimate the flux, a tertiary winding must be available. The ratio and phase errors, as well as the distortions in secondary current due the core saturation in fault situations are properly corrected by the method. Several cases were tested and the results indicate that the proposed method is very effective in improving the performance of protection schemes based on the current measurement.

Submitted by Suethene Souza (suethene.souza@ufpe.br) on 2015-03-10T19:25:13Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Marconi de Albuquerque Urquiza.pdf: 2479432 bytes, checksum: 7f60740cfe485bd54da4a31085b7b950 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T19:25:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Marconi de Albuquerque Urquiza.pdf: 2479432 bytes, checksum: 7f60740cfe485bd54da4a31085b7b950 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-03-11 / Este estudo teve o objetivo de investigar as evidências da tensão ética em uma instituição financeira por meio do estudo da comunicação corporativa com base na análise de conteúdo, cujas mensagens foram emitidas entre 2011 a 2013. O corpus analisado é composto por 19 mensagens que foram analisadas com base na metodologia da análise de conteúdo, após a seleção dos recortes, foi formado um conjunto de quatro categorias. Também foi identificada uma categoria extra corpus. As categorias estudadas com base no corpus foram as seguintes: zelo profissional, a ideologia do resultado sustentável, o imaginário do gestor qualificado, a projeção da imagem institucional desejada sobre os funcionários e a categoria extra corpus: A concordância cultural. Os resultados revelaram problemas de ética relacionados aos negócios da organização, o uso massivo da distorção comunicacional, das táticas de domínio ideológico, do domínio simbólico e do imaginário e de uma renitente utilização dos filtros perceptivos tanto na comunicação descendente quanto na ascendente. Também foi identificada uma conduta dos indivíduos que agiram independentemente da influência da organização, denominada concordância cultural, cuja característica fundamental é ocorrer uma espécie de autoproteção entre os gerentes.