Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:36:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319579.pdf: 1800592 bytes, checksum: 5d87c00d3e33d8aca528597919c15098 (MD5) Previous issue date: 2013 / Robôs metamórficos ou robôs modulares reconfiguráveis são robôs constituídos de módulos autônomos e capazes de se conectar a outros módulos. Desta forma, o conjunto de módulos pode assumir novas configurações e funções. Além disto, o crescente interesse neste tipo de robôs deve-se justamente à capacidade de autoconfiguração, pois esta característica confere aos robôs adaptabilidade a novas circunstâncias e tarefas, bem como a capacidade de recuperação de falhas mecânicas. Assim, visto que é a capacidade de assumir diferentes configurações que torna estes robôs versáteis, para que se possam aproveitar todas as potencialidades dos robôs metamórficos, é necessário que se conheçam todas as diversas configurações que um dado número de módulos pode assumir. Neste contexto, o presente trabalho foca-se no problema de enumeração de configurações para robôs metamórficos de módulos quadrados, mais especificamente, no problema de enumeração de configurações distintas ou não isomorfas. Nele, são introduzidos dois novos métodos, que são contribuições originais, para enumeração de configurações distintas para robôs de módulos quadrados. O primeiro método é denominado Método das Simetrias e baseia-se em ferramentas de teoria dos grupos. Por outro lado, o segundo método, denominado Método das Órbitas, baseia-se em ferramentas de teoria dos grupos e de teoria dos grafos. Além disto, ambos os métodos foram implementados em C++ , o que possibilitou a enumeração, para um total de onze módulos, de todas as configurações distintas para robôs de módulos quadrados, bem como outros resultados que são apresentados no trabalho. Estes resultados constituem um avanço frente a literatura existente na área <br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:11:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322456.pdf: 4281919 bytes, checksum: 85496afed2e1f3001b8870448acd13a3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Dentre as diversas grandezas que contribuem para redução da eficiência dos compressores herméticos para refrigeração, as forças de atrito possuem destaque por, adicionalmente, influenciarem no tempo de vida do equipamento. Porém, mesmo com esse nível de importância, existe grande escassez de referências na literatura. Além disso, não existem até o presente momento, métodos para obtenção, de maneira direta, das forças de atrito do conjunto formado por pistão e cilindro. Os ensaios de perdas por atrito em compressores são de grande importância para avaliar o desempenho do mesmo frente a mudanças de materiais e de condições de operação. Este trabalho apresenta um estudo das fontes de atrito presentes em um compressor hermético alternativo, através do qual foram identificadas as grandezas que mais influenciam nas perdas por atrito: temperatura de interface; condições do ambiente; frequência de operação. O estudo culmina na proposição de uma concepção de bancada automatizada para medição de perdas por atrito e de um novo método para medição da força de atrito no par formado por pistão e cilindro. Para cumprir o objetivo, foi definido um compressor alvo e, a partir dele, foram estabelecidas condições de contorno. Com elas, foi possível a identificação de meios e métodos de medição compatíveis, exceto para a grandeza força de atrito. Constatada a inexistência de um transdutor que possibilite medir a força de atrito no conjunto pistão e cilindro, foi proposto um método que utiliza uma biela instrumentada com extensômetros metálicos. Através de um procedimento proposto, caracterizado por uma sequência de passos, acredita-se que seja possível a medição direta da força de atrito entre pistão e cilindro de um compressor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:09:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322577.pdf: 2871856 bytes, checksum: 7d9a4abeb35a722e0c5722b073bd3144 (MD5) Previous issue date: 2013 / Metodologias de prevenção a acidentes em oleodutos são bastante procuradas por empresas que trabalham no ramo do petróleo e gás. Hoje, a prevenção contra acidentes é feita principalmente com a ajuda de equipamentos denominados PIGs (Pipeline Inspection Gauges), que percorrem o trajeto feito pelo produto transportado procurando por falhas estruturais nas paredes das tubulações. Porém, os dados coletados por estemétodo são tratados apenas de maneira off-line, após a remoção do PIG da tubulação. No intuito de tornar o processo de prevenção contra acidentes mais rápido e dinâmico, o presente trabalho propõe o estudo das características construtivas de transdutores acústicos eletromagnéticos (EMATs - Electromagnetic Acoustic Transducers), que acoplados a pontos específicos das tubulações, e também aos PIGs, agilizarão o processo de detecção de falhas e de manutenção das tubulações, pois permitirão uma maior rapidez na coleta e tratamento dos dados adquiridos pelos PIGs. Este tipo de transdutor é composto por uma bobina, alimentada alternadamente, e um imã, que fornece um campo magnético estático. A interação entre corrente de Foucault, gerada pela bobina na parede da tubulação, e o campo magnético estático induz na parede metálica ondas ultrassônicas de intensidade proporcional à corrente aplicada na bobina e ao campo magnético incidente na superfície do material. Uma série de testes foram realizados para verificar a influência da espessura da trilha da bobina do transdutor para geração do sinal ultrassônico, bem como, a distância entre trilhas, a corrente aplicada, a quantidade de campo magnético, o lift-off (distância do transdutor à parede metálica) e o desalinhamento entre emissor/receptor. Os resultados dos testes são apresentados em forma degráficos, que de maneira simples ilustram a influência de cada variável parageração do sinal acústico. Também são apresentados resultados de testes realizados com transdutores que compartilham diferentes tipos de ondas, longitudinal/transversal, onde a realização da comunicação se mostrou viável. <br> / Abstract : Methodologies to prevent accidents in oil pipelines are very searched by oil and gas companies. Currently, the preventive measures against accident are specially carried out with equipment named PIGs (Pipeline Inspection Gauges), which go through the way of the transported product looking for structural damages on the pipe walls. However, the data gathered by this method are only analyzed in an off-line manner, i.e., after removing the PIG from pipe. Therefore, in order to make the process to prevent accident faster and more dynamic, this paper aims to study the constructive characteristics of Electromagnetic Acoustic Transducers (EMATs) that, once connected to both specific parts in the pipes and PIGs, will improve the process to detect fails and repair the pipes. Such transducer is composed of an AC coil and a magnet (which provides a static magnetic field). The interaction between the eddy current, generated by the coil no the pipe wall, and the static magnetic field induces ultrasound waves on the metallic walls of proportional intensity to the current applied to both coil and magnetic field around the material surface. Several tests were carried out to verify the influence of the transducer coil thickness path in order to generate an ultrasound signal, as well as the distance among the paths, the applied current, the magnetic field strength, the lift-off, and the misalignment of transmitter and receiver. The test outcomes are presented in graphic representation clearly showing the influence of each variant to the acoustic signal generation. There is also the presentation of outcomes related to tests carried out with transducers sharing different types of waves (longitudinal/transversal), in which the communication was viable.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:33:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340558.pdf: 11594676 bytes, checksum: c21db09a86bb0f9591bd6dda48a32ef6 (MD5) Previous issue date: 2016 / Um dos grandes desafios da simulação numérica de escoamentos em reservatórios é a forma de considerar como os fenômenos geomecânicos influenciam o escoamento. Este é um problema que envolve fenômenos físicos bastante distintos e que, muitas vezes, necessita de uma solução acoplada entre o escoamento e a geomecânica. O objetivo deste trabalhos e encontra, então, no estudo de diferentes formas matemáticas de se tratar o acoplamento entre o escoamento e a geomecânica utilizando o método dos volumes finitos para a solução de ambos os problemas.Estabelecidos os modelos matemáticos e as discretizações dos dois problemas,o trabalho analisa os métodos de acoplamento segregado/uma direção, segregado/ambas as direções e simultâneo, sendo utilizada uma malha cartesiana ortogonal para a discretização do domínio e um arranjo desencontrado para o posicionamento das variáveis na malha.Considera-se a porosidade, neste trabalho, como uma não-linearidade do problema. Dois problemas clássicos de subsidência que apresentam solução analítica, os problemas de Terzaghi e Mandel, são resolvidos para avaliar as diferentes estratégias de acoplamento. Observa-se que determinadas modificações na configuração do método segregado/uma direção,em relação às configurações comumente encontradas na literatura,mostram-se necessárias para sua correta utilização. A comparação entre os procedimentos é feita considerando-se os erros na solução e tempo de CPU consumido na simulação. Conclui-se que o método segregado/uma direção se mostra como o mais rápido dos estudados, apresentandoporém, como esperado, maiores erros das soluções e maior sensibilidade ao tamanho do passo de tempo utilizado. O método simultâneo se mostra como o intermediário no quesito tempo de CPU despendido e resulta em soluções muito próximas das analíticas. O método segregado/ambas as direções, por fim, se apresenta como o mais dispendioso dos três e resulta em soluções praticamente coincidentes com as do simultâneo.<br> / Abstract: One of the greatest challenges in petroleum reservoir numerical simulationis how to consider the influence of geomechanical phenomenonin the flow. This is a problem that involves very distinct physical phenomena and often needs a coupled solution between the flow and the geomechanics problems. The goal of this thesis, then, is to study different mathematical methods for dealing with the flow/geomechanics coupling problem while employing the finite volume method to solveboth problems. Having been estabilished the mathematical models and the discretization of both problems, the one-way or explicit coupling, iterative coupling and full coupling methods are analized. It is used an orthogonal cartesian grid for the domain discretization and a staggered variable arrangement. The porosity is considered as a nonlinearity in this research. Two classical subsidence problems with analytical solutions,Terzaghis's and Mandel's problems, are solved to evaluate the differentcoupling strategies. Certain changes in the configuration of the one-waycoupling, in relation to the ones commonly found in the literature, areneeded for its correct usage. The comparisons between the methodsare done considering the solution error and the CPU time spent for the simulations. It is concluded that the one-way coupling method is the fastest, but the one that results in the biggest solution errors and the one most affected by the size of the time step used, as expected. The full coupling method stays in the middle concerning the CPU time spent and results in numerical solutions very close to the analytical ones. Finally,the iterative coupling method is the most computationally expensive ofthe studied and results in solutions almost identical to the ones computed with the full coupling method.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:45:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341644.pdf: 23081613 bytes, checksum: 8927710ab3162faa145a4c4fc234ba7e (MD5) Previous issue date: 2016 / O presente trabalho descreve o desenvolvimento de uma bancada experimental para ensaios de ruído de jato que foi utilizada para a análise de efeitos de instalação de escoamentos de bocais com e sem chevrons. Após uma etapa de verificação dos dados fluidodinâmicos e de ruído da bancada, foram conduzidas investigações para estudar os mecanismos físicos que afetam o ruído de jatos posicionados próximos a uma placa plana representando o efeito de instalação devido à asa. Em particular, a análise é feita a partir de configurações de instalação representando a montagem do motor sobre a asa, para as quais se investigou a influência dos chevrons sobre o ruído de interação jato-superfície e sobre o efeito de barreira sonora. Os resultados revelaram que, para leve integração entre a superfície e o bocal, os chevrons, acusticamente benéficos na condição de jato isolado, interferem na difração e espalhamento sonoro promovidos pela superfície sobre as fontes sonoras do escoamento, em geral reduzindo o ruído também na condição de jato instalado. Entretanto, em configurações de forte integração entre a superfície e o bocal, os benefícios acústicos obtidos com chevrons foram significativamente reduzidos. Esta observação está relacionada à maior abertura do jato promovida pelo bocal serrilhado e assim maior área da superfície coberta pelo jato, o que intensifica o ruído de interação jato-superfície, de modo que, no caso crítico, o bocal com chevrons emitiu maior ruído que o bocal sem chevrons. Adicionalmente, medições do campo do escoamento foram realizadas com anemômetro de fio-quente para as configurações de instalação que causaram maior modificação no espectro de ruído em relação ao caso isolado, fornecendo informações a respeito dos principais mecanismos responsáveis pelas alterações observadas no campo acústico distante. Finalmente, procedeu-se um estudo paramétrico relacionando o nível de pressão sonora global de cada configuração com as características do escoamento e posição da placa, buscando subsídios para a proposição de configurações de instalação mais silenciosas.<br> / Abstract : The present work accounts for the development of an experimental bench for jet noise testing which was used for the analysis of installation effects from jet flows issued by nozzles with and without chevrons. After a verification process of the flow and noise data generated from the bench, investigations were carried out in order to study the physical mechanisms affecting the noise from jets in the vicinity of a flat plate representing the installation of a wing. Particularly, the analysis is made from jet-over-wing mounting configurations for which it was investigated the influence of chevrons on the jet-surface noise and on the shielding effect. For nozzle-to-surface weakly coupled configurations, the results revealed that chevrons, which are generally beneficial for noise attenuation in isolated jets, also interfere in the sound diffraction and scattering generated by the surface on the flow-related sound sources, leading to noise reductions of installed jet configurations. On the other hand, for nozzle-to-surface highly coupled configurations, the acoustic benefits of chevrons were significantly decreased. That observation is related to a higher jet spreading for the chevron nozzle and then a larger area covered by flow, intensifying the jet-surface noise, so that in the critical case, the chevron nozzle issued noise levels higher than the baseline nozzle. Moreover, hot-wire anemometry measurements of the flow field of installed jets were conducted for the cases that presented the largest differences in the noise spectrum in comparison to the isolated jet configuration. This methodology made it possible to identify the main mechanisms responsible for the modifications observed in acoustic far-field. Finally, a parametric study was carried out to correlate the overall sound pressure level with the jet flow characteristics and plate position, seeking a reasoning to identify silent installed configurations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:58:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341911.pdf: 4472283 bytes, checksum: c208c116a331f690a3ab16364a207e4e (MD5) Previous issue date: 2016 / A tecnologia LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Ra-diation) tem ganho grande importância e atenção nos meios produtivos, em meio à grande competitividade e contínua busca por aumento da qualidade, bem como a diminuição dos custos dos processos. É utilizada na realização de processos de união, adição e remoção de material. O desenvolvimento de fontes LASER de fibra com múltiplos módulos e a fusão de pacotes de fibras, tornou possível a geração de feixes com altíssimas potências em uma única fibra de saída. O uso destas fontes associadas a processos de fabricação tem se tornado frequente, carecendo de pesquisas para desenvolvimento e otimização destes. Os processos LASER estão associados a sistemas automatizados de produção, como células robotizadas e sistemas comandados numericamente - CNC. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema LASER de alta potência (10 kW), composto por módulos de comando e controle, sistemas periféricos, e um sistema mecânico de movimentação de três eixos (configuração cartesiana), empregando um CNC industrial, de forma a tornar o sistema apto na realização dos processos de soldagem LASER autógena, LASER cladding e tratamento térmico localizado a LASER, desenvolvido observando aspectos relacionados à modularidade e reconfigurabilidade. No processo de desenvolvimento, fez-se necessária a adequação da infraestrutura fí-sica do local de instalação e operação do sistema LASER de elevada potência, para a manutenção da segurança do operador do sistema, de pessoas do entorno e do próprio equipamento, em concordância com regulamentação e normas internacionais. Obtêm-se a total integração entre o LASER e o CNC e, a partir de programas inseridos em Código-G, é possível ajustar os parâmetros da fonte LASER e realizar os comandos para habilitar e desabilitar a emissão do feixe LASER. Com o CNC, também são acionados equipamentos periféricos para execução dos processos. Ao final é verificado o correto funcionamento do sistema LASER, de acordo com as especificações de projeto, determinadas na fase de projeto informacional do modelo de referência utilizado. Mostra-se que as especificações são, em boa parte, alcançadas e até superadas em alguns aspectos.<br> / Abstract : The LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) technology has won great importance and attention in the production en-vironment, amid great competitiveness and continuous search for quality increase and process cost decrease. It is used to obtain joints, to add and to remove material. After the development of fiber LASER with multiple modules sources, it was possible to generate high-power beams. The use of these sources associated to manufacturing processes became recurrent, lacking researches to develop and optimize it. The LASER processes are associated to automated manufacturing systems, such as robotized cells and numerically controlled systems (Computer Numerical Control ? CNC). This study presents the development of a high-power LASER sys-tem (10 kW), using an industrial CNC to control a three axis mechanical motion system (Cartesian configuration), in order to perform autogenous LASER welding processes, LASER cladding and localized LASER heat treatment. This LASER system presents characteristics of modularity and reconfigurability. To perform research experiments, it was necessary the adequate the physical infrastructure of the installation and equipment op-eration site, to guarantee the operator, as well as the surrounding people and own equipment safety, in accordance to the international regulation and standards. As result it was obtained the complete integration between the LASER system and the CNC, where program written in G-Code, per-mits to adjust the values of power and perform commands to enable and disable the LASER beam emission. The CNC system also activate periph-eral equipments necessary to execute the processes. The work concludes with the verification of the correct operation of the LASER system, ac-cording the specifications, defined on the informational design phase of the employed reference model and shows that all specifications are largely achieved and even surpassed in some aspects.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:04:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340515.pdf: 8133982 bytes, checksum: 634b46fd07501afc6d7b9b42ee4b7f11 (MD5) Previous issue date: 2016 / Inspeções realizadas com técnicas interferométricas, como a shearografia, vêm se tornando cada vez mais difundidas na indústria, principalmente na indústria aeroespacial e de petróleo e gás. Essas técnicas vêm sendo cada vez mais aplicadas em campo, porém ainda com alguma limitação, visto que ao levar o sistema de medição para fora do laboratório, o mesmo ficará exposto a fatores hostis sobre os quais não se tem controle. O desenvolvimento ou melhoramento das técnicas interferométricas, com o objetivo de torná-las robustas e capazes de operar sobre condições de trabalho mais agressivas, como em chão de fábrica ou ambientes hostis, tem-se tornado cada vez mais importante. A shearografia é uma técnica que apresenta bons resultados em campo, mas a configuração interferométrica atual continua sendo sensível a alguns fatores como a vibração.Este trabalho apresenta o desenvolvimento de três configurações de interferômetros para aplicação em shearografia. As três configurações utilizam polarização como meio para o deslocamento de fase. Este trabalho descreve e discute cada uma das configurações e seus princípios. Além dos testes em bancada, testes em ambiente com vibração foram também realizados. Obtiveram-se duas configurações robustas e flexíveis para ambientes hostis, principalmente frente aos efeitos das vibrações.<br> / Abstract: Inspections with interferometric techniques, such as shearography, are becoming increasingly widespread in the industry, especially for inspections in the aerospace and oil and gas industry. These techniques are being increasingly applied in the field. However still with some limitations, because bringing interferometric systems out of the lab, it will be exposed to many environmental factors that are normally not controlled. The development or improvement of interferometry techniques, in order to make them robust and capable of operating on more aggressive working conditions, such as in floor manufacture or harsh environments, has become increasingly important. Shearography is an intrinsically robust interferometric technique that is able to work in the field, but there are limits. The current interferometry configuration remains sensitive to factors such as vibration.The current work presents three interferometers configurations for use in shearography systems. The three configurations employ polarization for phase shifting. This work describes their principles and discusses each one of the three settings. In addition, their evaluations using a vibration induced test bench were also conducted. The results pointed out two robust and flexible configurations convenient for harsh environments, especially when considering the effects of vibrations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T13:14:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339485.pdf: 2984121 bytes, checksum: 4c726e052d600f07b623888dea3c35a5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Um dos principais defeitos que ocorre em peças moldadas por injeção é o empenamento decorrente da contração não homogênea durante o resfriamento da peça no molde e após a desmoldagem da peça do molde. Em se tratando de moldes metálicos a utilização de softwares de auxílio ao projeto (CAE) já vem sendo considerada uma prática comum para avaliar e investigar formas de reduzir ou mesmo eliminar o empenamento de peças poliméricas moldadas por injeção. Com o advento das técnicas de manufatura rápida, o uso de moldes protótipos (insertos) fabricados por vazamento de resina epóxi (VRE) tem sido empregado no processo de desenvolvimento de produtos poliméricos como uma alternativa para a produção de pequenas quantidades de peças ou produção piloto. Apesar disso, estudos focados no entendimento do empenamento de peças moldadas neste tipo de molde são praticamente inexistentes. Este trabalho investigou o empenamento e a contração de peças (corpos de prova retangulares) injetadas em PLA, e PA66 em um molde VRE e em molde de aço SAE 1045 mediante comparações realizadas através de simulações em um software CAE e resultados de moldagem obtidos da prática. O empenamento foi avaliado através de estudos da influência da espessura da peça (valores de 2,5; 3,0 e 3,5 mm) e da temperatura do molde (baixo, médio e alto, em conformidade com cada polímero). Os resultados de simulação, para ambos os tipos de moldes indicaram que, para mesmo valor de temperatura do molde, as peças em PLA apresentaram uma leve tendência de apresentar maiores empenamentos para maiores valores de espessura. Os resultados também mostraram que, para mesmos valores de espessura da peça, o empenamento das peças simuladas em PA66 aumentou na medida em que foram utilizadas temperaturas de molde mais elevadas. Para as peças de 3 mm de espessura injetadas experimentalmente em PLA no molde VRE os resultados mostraram ter havido um aumento significativo do empenamento quando foi empregada a maior temperatura do molde (em torno de 50°C) quando comparado ao molde metálico. Os resultados de empenamento das peças injetadas em molde VRE e metálico para a PA66 não mostraram diferenças significativas entre as temperaturas de 40°C e 70°C. Já na média temperatura do molde ocorreu um aumento significativo de quase duas vezes do empenamento para o molde VRE. Nas peças de PLA injetadas em VRE, notou-se que ocorreu um aumento significativo da contração transversal com o aumento da temperatura do molde. Nas peças injetadas em PA66, quando se compara os valores da contração transversal dos dois materiais do molde, verificaram-se valores significamente maiores de contração nas peças injetadas em VRE.<br> / Abstract: One of the main defects that occur in injection molded parts is warpage due to non-uniform shrinkage during part of the cooling in the mold and after demolding of the mold part. In the case of metal molds using aid design software (CAE) is already considered a common practice to assess and investigate ways to reduce or even eliminate the warping of polymer injection molded parts. With the advent of rapid manufacturing techniques, the use of molds prototypes (inserts) manufactured by casting epoxy resin (VRE) has been employed in polymer product development process as an alternative to the production of small quantities of parts or pilot production. Nevertheless, no studies have focused understanding to warpage of molded parts this type of mold are practically non-existent. This work investigated the warping and parts of contraction (rectangular test pieces ) injected into PLA and PA66 in VRE mold and steel mold SAE 1045 through comparisons made through simulations in hum software CAE and molding results obtained in practice. The warping was valued through the thickness influence studies (values of 2.5 , 3.0 and 3.5 mm) and the mold temperature (low , medium and high , according to each polymer). The simulation results indicating that the PLA parts warpage was higher for higher thickness values. The results also showed that the increase in surface temperature of the mold increased warping of the simulated parts of PA66. For molded parts experimentally in PLA, a significant increase of warpage was employed when a higher mold temperature (around 50 ° C) in VRE compared to the metal mold. The results of warpage of molded parts in VRE and metal mold to PA66 showed no significant differences between the temperatures of 40 ° C and 70° C. The average temperature of the mold there is a significant increase of almost twice the warpage in VRE mold relative to the metal. In the VRE in molded parts, it is noted that there is a significant increase in transverse shrinkage by increasing the mold temperature. The parts injected into PA66, when comparing the values of the transverse contraction of the two materials of the mold were significantly greater shrinkage values for the injection molded parts VRE.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-12-13T03:03:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340514.pdf: 4063742 bytes, checksum: 6a2f911982008b177bc31b52c459c372 (MD5) Previous issue date: 2015 / Abstract: The quality of the Laser Metal Deposition process depends on several factors and components. One of them and also one of the most important is the powder jet. Regular monitoring of the different variables involved on the powder jet need to be performed in order to assure the demanded high stability and quality standards of the produced coating layers. This monitoring is done through process monitoring techniques, where the powder jet is illuminated from the side, by a laser line, and recorded by a coaxially aligned camera through the powder feed nozzle. Symmetry, geometry and position of different levels of the powder jet can be analyzed through relevant algorithms. They also provide calculations of the particle density distribution the recorded images. The spatial particle density distribution of the powder jet can be calculated by superimposing individual levels along the jet. The measurement and monitoring principle was successfully tested with various nozzles and powder properties, making it possible to fully characterize a powder jet.<br> / A qualidade do processo de deposição de metais a laser depende de diversos fatores e componentes. Um dos componentes mais importantes é o fluxo de pó metálico. É necessário o monitoramento contínuo das diferentes variáveis e parâmetros que influenciam no fluxo de pó para se garantir os altos padrões de qualidade e estabilidade requeridos nas peças produzidas. Este monitoramento é realizado através de técnicas de controle de processos, onde o fluxo de pó metálico é iluminado lateralmente, por um laser de iluminação em formato de linha, e gravado por uma câmera coaxial ao bocal alimentador de pó. Simetria, geometria e posição de diferentes níveis do fluxo de pó podem ser analisados através de algoritmos relevantes. Tais algoritmos tornam possíveis também cálculos da distribuição das partículas no fluxo, através da sobreposição de imagens de todos os frames gravados no vídeo em cada nível do fluxo de pó. O processo de medição e análise foi testado com sucesso em diferentes bocais alimentadores de pó e com diferentes materiais e parâmetros do fluxo, tornando possível sua caracterização e qualificação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-12-20T03:10:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342977.pdf: 2024160 bytes, checksum: 8f266ab42d6f9793007dc3a4dad42d0f (MD5) Previous issue date: 2016 / Forças e momentos adicionais são requeridas nas juntas dos robôs de forma a realizar deslocamentos requeridos por tarefas que exigem contato com o meio. Se estas forças e momentos no efetuador final não forem controlados de maneira adequada o efetuador final pode falhar no cumprimento de sua tarefa ou até mesmo se danificar. O uso de robôs em tarefas que exigem o contato com o meio é limitado devido aos sensores de força e momento geralmente realizarem a leitura de sinais ruidosos. Este trabalho visa propor uma solução para melhorar o controle de força em malha-fechada aplicada em robôs seriais industriais. O acoplamento de um elemento complacente entre o efetuador final e o sensor de força e momento tende a minimizar ruídos no controle de força. Entretanto em função do uso deste elemento complacente ocorre um erro entre a posição desejada e a posição real do efetuador final e este erro de posicionamento precisa ser compensado. Um ajuste de trajetórias online é desenvolvido de maneira a reposicionar o robô de acordo com as forças e momentos aplicados no efetuador final que são utilizados para compensar o erro de posicionamento oriundo do elemento complacente. A solução proposta foi desenvolvida em um robô 3R planar e 6R espacial utilizando seus modelos estáticos com a modelagem dinâmica da complacência. Como resultados as trajetórias das juntas dos robôs compensando as forças e momentos aplicados no efetuador final são demonstradas graficamente.<br> / Abstract : Additional forces and moments are necessary on robot joints to perform displacements for robotic tasks requiring contact with the environment. If these forces and moments on end-effector are not controlled properly, the end-effector may fail to accomplish the task satisfactorily or damage itself. The use of robots for the tasks requiring contact with the environment is limited due force/moment sensors generally producing noisy signals. This paper proposing a solution to improve the performance of closed-loop force control strategy applied on a serial industrial robot. A compliant element is used between the end-effector and the force/moment sensor to minimize the noise in force control. However due to compliant element there occur a buffer between the desired goal and the actual one and it is necessary to compensate this buffer. An online path planning is developed for repositioning the robot, according to the forces and moments applied on end-effector which is used to compensate the buffer due to the compliant element. The proposed solution is developed in both 3R planar and 6R spatial robots using its static models with the dynamical model of the compliance. As a result, the robot joints trajectories compensating the forces/moments applied on end-effector are shown graphically.