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Influência da convecção termossolutal nos espaçamentos dendríticos primários durante a solidificação direcional horizontal de ligas Sn-PbNOGUEIRA, Márcio Roberto Alves January 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011 / Este trabalho apresenta um estudo teórico-experimental sobre os efeitos da convecção
termossolutal sobre os espaçamentos dendríticos primários de ligas hipoeutéticas Sn-Pb.
Assim, um dispositivo experimental de configuração horizontal refrigerado a água foi
construído e amostras do referido sistema de ligas foram solidificadas direcionalmente sob
condições transientes de extração de calor. Um método teórico-experimental é aplicado para
determinar as velocidades de deslocamento da isoterma liquidus, os gradientes térmicos e as
taxas de resfriamento. São também apresentados resultados para os respectivos coeficientes
de transferência de calor na interface metal/molde os quais foram calculados a partir de uma
análise comparativa realizada entre os perfis experimentais de temperatura e valores teóricos
fornecidos por um método numérico baseado em volumes finitos. Alguns modelos teóricos
para a previsão dos espaçamentos dendríticos primários são comparados com os resultados
experimentais obtidos. Finalmente, um estudo comparativo é realizado entre resultados
encontrados neste trabalho e aqueles apresentados na literatura para os espaçamentos
dendríticos primários das ligas Sn-Pb investigadas quando solidificadas direcionalmente nos
sistemas verticais ascendente e descendente, sob as mesmas condições. A análise das
microestruturas indica que os espaçamentos dendríticos primários são bastante influenciados
pela direção de crescimento do sólido. / In order to investigate the effect of thermosolutal convection on the primary dendritic
spacings of Pb–Sn hypoeutectic alloys, horizontal directional solidification experiments have
been carried out. For this purpose, a water-cooled solidification experimental apparatus was
developed and specimens were solidified in unsteady state heat flow conditions. A combined
theoretical and experimental approach is developed to quantitatively determine the
solidification thermal parameters: tip growth rates, thermal gradients and cooling rates. The
results also include transient metal/mold heat transfer coefficients, determined from
comparisons between the experimental thermal profiles in castings and the simulations
provided by a finite difference heat flow program. A comparison between theoretical models
that predict primary dendritic spacings with the experimental results generated in this study is
conducted. A comparative study between some experimental data of this work and those from
the literature proposed to predict the primary dendritic spacings during upward and downward
vertical unsteady-state directional solidification of Sn–Pb alloys have is presented. The
observation of the microstructures has indicated that the primary dendritic spacings have been
affected by the direction of growth, increasing in conditions of horizontal solidification when
compared with those obtained during upward and downward vertical solidification of Sn–Pb
hypoeutectic alloys analyzed.
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Influência da convecção termossolutal na transição colunar/equiaxial em ligas Al-Si sob condições unidirecionais e transitórias de extração de calorMOUTINHO, Andréa Moreira January 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / CVRD - Companhia Vale do Rio Doce / A relação entre macroestrutura e propriedades mecânicas de um material tem sido objeto de
intensa investigação pois o tamanho dos grãos, a orientação cristalina e a distribuição dos
mesmos exercem influência direta no comportamento mecânico dos produtos acabados.
Assim, o entendimento dos fatores que influenciam a formação das zonas estruturais
coquilhada, colunar e equiaxial nos materiais fundidos como, por exemplo, o sistema de liga,
composição da liga, temperatura de vazamento, temperatura do molde, material do molde,
coeficientes de transferência de calor na interface metal/molde, taxa de resfriamento,
gradientes térmicos, dimensão da peça, presença de convecção no líquido, transporte de
soluto, etc é de fundamental importância para a melhoria da eficiência do processo de
fundição envolvido. Com base no conhecimento dos princípios termofísicos em que essas
zonas são formadas, é possível manipular de forma bastante razoável a estrutura dos produtos
fundidos e, conseqüentemente, as propriedades mecânicas dos mesmos. Tendo como principal
foco a análise da mudança da zona colunar para a equiaxial, este trabalho apresenta um estudo
teórico-experimental sobre a transição colunar/equiaxial (TCE) das ligas hipoeutéticas Al-
3%Si, Al-7%Si Al-9%Si solidificadas unidirecionalmente em um dispositivo horizontal
refrigerado a água sob condições transientes de fluxo de calor. A condição de contato térmico
na superfície de extração de calor foi padronizada como sendo polida. Os perfis térmicos
foram medidos em diferentes posições do lingote e os dados foram armazenados
automaticamente. Um método numérico é utilizado na determinação de variáveis térmicas de
solidificação como coeficientes de transferência de calor na interface metal/molde (hi),
velocidades das isotermas liquidus (VL), gradientes térmicos (GL) e taxas de resfriamento (TR)
que influenciam diretamente a referida transição estrutural. Os resultados teóricos e
experimentais apresentaram boa concordância. Um estudo comparativo entre os resultados
obtidos neste trabalho e valores propostos na literatura para analisar a TCE durante a
solidificação unidirecional vertical ascendente sob condições transientes de extração de calor
das ligas investigadas, também é apresentado. / The macrostructure of cast ingots consists of three different zones, that is, the chill, columnar,
and equiaxed zones respectively. The origin of each one has been the subject of numerous
experimental and theoretical researches in the field of metallurgy because of the well-known
correlation between grain structures and mechanical properties. The structure is almost
determined in the solidification process, so it is essential to control the solidification process.
Despite this effort there is as yet no way that the macrostructure of an ingot can be predicted
nor even any clear agreement on how the columnar to equiaxed transition (CET) actually
occurs. The CET during solidification has been studied for many years and experimental
observations show that the position of the CET and the size of the equiaxed grains is
dependent on thermal conditions associated with the casting process including alloy system,
alloy composition, melt superheat, mold temperature, mold material, heat-transfer coefficients
at the metal-mold interface, cooling rate, casting size, melt convection, transport of solute,
and the concentration of nucleating particles. The objective of this contribution is the
presentation of experimental results on the CET in three hypoeutectic Al-Si alloys during the
horizontal unsteady-state directional solidification in a cooled mold. The thermal contact
condition at the metal/mold interface was also standardized with the heat extracting surface
being polished. Thermocouples have been connected with the metal, and the time–
temperature data have been recorded automatically. A combined theoretical and experimental
approach is applied to quantitatively determine the solidification thermal parameters such as
transient heat-transfer coefficients, tip growth rates, thermal gradients, and cooling rates
which affect the structure transition. The experimental and calculated values have shown a
very good agreement. A comparative study between the results of this article and those from
the literature proposed to investigate the CET during upward vertical solidification of Al-Si
hypoeutectic alloys is also presented.
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Influência dos parâmetros térmicos de solidificação na transição colunar/equiaxial em ligas do sistema Sn-Pb sob condições transitórias de extração de calor / Influence of solidification thermal parameters on the columnar to equiaxed transition of Sn-Pb alloys solidified under unsteady-state conditionsMOUTINHO, Daniel Joaquim da Conceição 04 July 2007 (has links)
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Previous issue date: 2007 / CEFET/PA - Centro Federal de Educação Tecnológica do Pará / O principal objetivo deste trabalho é desenvolver um estudo teórico/experimental sobre a influência dos parâmetros térmicos de solidificação (V L e T) na transição colunar/equiaxial das ligas Sn 5%Pb, Sn 15%Pb, Sn 20%Pb e Sn 25%Pb sob condições de solidificação unidirecional horizontal refrigerada à água. Inicialmente, são calculadas experimentalmente as velocidades da isoterma líquidus e as taxas de resfriamento das ligas em questão cujos resultados são comparados com as previsões teóricas de um modelo numérico. Em seguida, a posição da transição colunar/equiaxial é determinada por meio da análise macroestrutural assim como são avaliados os efeitos impostos por correntes convectivas devido ao efeito do
soluto no comportamento da transição colunar/equiaxial das referidas ligas. Finalmente, é
realizado um estudo experimental comparativo para as ligas estudadas quando solidificadas
unidirecionalmente em diferentes sistemas refrigerados à água. / This work carry out a theoretical experimental study about the influence of solidification
thermal parameters on the columnar to equiaxed transition of Sn 5%Pb, Sn 15%Pb, and Sn
20% Pb and Sn 25% Pb alloys during the horizontal unidirectional solidification process
cooled by water which considers the solute convection effects. The tip growth rates and
cooling rates have been experimentally calculated and the obtained results are compared with
those of a numerical model. The columnar to equiaxed transition position is determined
through the macrostructure characterization of the studied alloys. The experimental results
have shown that the thermosolutal convection influences the CET occurrence. Finally, a
comparative experimental study is done for the studied alloys when directionally solidified in
different water-cooled systems.
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Efeito de adições de Ni e Mg sobre o comportamento térmico, mecânico e elétrico de ligas Al-Cu-Fe solidificadas unidirecionalmenteSOUZA, Pedro Henrique Lamarão January 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho estudou a influência dos teores dos solutos Mg e Ni na modificação das propriedades térmicas, elétricas e mecânicas de uma liga Al-Cu-Fe para aplicação como condutor de energia elétrica. Para a realização do presente estudo, as ligas foram obtidas por
fundição unidirecional horizontal, a partir da base do alumínio de pureza comercial com
adição dos teores 0,05%p Cu e [0,24 a 0,28]%p Fe. Tal base foi modificada em uma primeira
etapa com teores de 0,45, 0,60 e 0,80%p Mg. As ligas obtidas com estes teores tiveram suas
propriedades estudadas para que se selecionasse um teor de Mg para posterior adição de Ni à liga. O estudo destas propriedades na primeira etapa passou pela análise das propriedades
térmicas: velocidade de solidificação (VL) e taxa de resfriamento (Ṫ). A caracterização elétrica estudou a propriedade condutividade elétrica (φ) e o levantamento das propriedades
mecânicas: limite de resistência à tração (σ) e microdureza Vickers (HV). A liga com adição
de Ni passou por tratamentos térmicos de envelhecimento, por 1, 4 e 8h. Estas amostras foram
analisadas em um microscópio eletrônico de varredura - MEV pelos sinais de elétrons retroespalhados
– ERE e espectroscopia de energia dispersiva – EDS. Como resultados do estudo,
encontrou-se que adições de Mg influenciaram significativamente a viscosidade das ligas,
elevando as velocidades de solidificação nos instantes finais. Os ensaios de microdureza das
amostras envelhecidas mostraram que houve um acréscimo significativo de dureza na quarta
hora de envelhecimento, da mesma forma que as análises de EDS mostraram que a
concentração de Ni também elevou-se nesta condição de tratamento. / This work studied the influence of Mg and Ni solute content on the modification of
the thermal, electrical and mechanical properties of an Al-Cu-Fe alloy for application as an
electrical conductor. To realize the present study, the alloys were obtained by unidirectional
horizontal casting, starting from the commercial pure aluminum with the addition of 0.05wt%
Cu and [0.24 to 0.28]wt% Fe content. This basis was modified on a first stage with 0.45, 0.60
and 0.80wt% of Mg content. The alloys obtained with these contents had its properties studied
for the selection of a Mg content for further Ni addition at the alloy. The study of these
properties on the first stage passed through the analysis of the thermal properties: growth rate
(VL) and cooling rate (Ṫ). The electrical characterization studied the electrical conductivity
property (φ) and the following mechanical properties were determined: ultimate tensile
strength (σ) and Vickers microhardness (HV). The alloy which has Ni additions passed
through ageing heat treatments of 1, 4 and 8 hours. These samples were analyzed in a
scanning electron microscope – SEM by the electrons backscattered – EBS and energy
dispersive spectroscopy – EDS signals. As a result of the research, it was found that Mg
additions had significantly influenced the alloys viscosity, increasing its growth rates at the
final moments of the solidification. The microhardness tests for the aged samples showed that
they suffered a significant gain of hardness at the fourth hour of ageing, also, the EDS
analysis showed that Ni content increased at the same treating conditions.
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Aplicabilidade da digitalização 3D em ambientes de engenharia simultânea /Schneider, Felipe Carlos January 1998 (has links)
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:15:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:03:24Z : No. of bitstreams: 1
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Um sistema computacional inteligente de suporte ao projeto, manufatura e montagem de peças baseado em features :: uma abordagem com sistemas especialistas /Maziero, Nilson Luiz January 1998 (has links)
Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:28:08Z : No. of bitstreams: 1
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SOMA - Sistema Orgânico de Manufatura Autônoma : uma abordagem distribuida para o gerenciamento do chão de fábrica /Lepikson, Herman Augusto January 1998 (has links)
Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T09:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:48:27Z : No. of bitstreams: 1
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Integração de sistemas SCADA com a implementação de controle supervisório em CLP para sistemas de manufaturaConstain, Nicole Beatriz Portilla January 2011 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T00:36:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1
296291.pdf: 2878556 bytes, checksum: 02d2b81d2452e12e0a3bac4246d5df12 (MD5) / Os sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) são sistemas que utilizam tecnologias de computação e comunicação para automatizar a monitoração e o controle de processos industriais, efetuando coleta de dados, os quais são apresentados de modo amigável para o operador, através de interfaces homem-máquina (IHM). Dentre esses processos encontram-se os sistemas de manufatura, cuja dinâmica, sob a ótica do problema de coordenação, os enquadra na classe de Sistemas a Eventos Discretos (SED). A Teoria de Controle Supervisório (TCS) baseia-se em modelos de autômatos e linguagens para síntese de supervisores ótimos para SED que podem ser traduzidos em código estruturado para controladores lógicos programáveis (CLP). Este trabalho apresenta uma proposta de metodologia para o desenvolvimento integrado de sistemas SCADA com a programação de controle supervisório em CLP para sistemas de manufatura. A metodologia proposta está constituída de 8 fases: projeto informacional; síntese de controle supervisório seguindo a abordagem modular local da TCS; emulação da atuação dos supervisores na planta; implementação estruturada do controle supervisório em CLP; implementação de funcionalidades básicas do sistema SCADA; avaliação de funcionamento do sistema real; implementação de funcionalidades gerais do sistema SCADA e, por último, validação do sistema integrado. Esta metodologia é aplicada ao controle e supervisão de uma célula flexível de manufatura do LAI-UFSC. Os resultados obtidos demonstram sistematização, flexibilidade e eficiência na realização do projeto de controle e supervisão do sistema, além de permitir estruturação e validação do programa do CLP e do sistema SCADA. / SCADA systems (Supervisory Control and Data Acquisition) are systems using computing and communication technologies to automate the monitoring and control of industrial processes, making data collection, which are presented in a friendly form for the operator, through Human Machine Interface (HMI). Among these processes are the manufacturing systems, whose dynamics, from the perspective of the coordination problem, include them in the class of discrete event systems (DES). The Supervisory Control Theory (SCT) is based on models of automata and languages for optimal synthesis of supervisors for DES, which can be translated into structured code for programmable logic controllers (PLC). This work presents a proposal of methodology for integrated development of SCADA systems with the programming of supervisory control in PLC for manufacturing systems. The proposed methodology is comprised of eight phases: informational design; synthesis of supervisory control, following the local modular approach of TCS; emulation of the performance of supervisors in the plant; structured implementation of supervisory control in the PLC; implementation of basic functionality of SCADA system, evaluation of operation of the real system; implementation of the overall functionality of the SCADA system and, finally, validation of the integrated system. This methodology is applied to the control and supervision of a flexible manufacturing cell of the LAI-UFSC. The results demonstrate systematic, flexibility and efficiency in carrying out the project control and supervision system, and allows structuring and validation of the program PLC and SCADA system.
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Recursos CAD/CAM voltados ao modelamento e a usinagem de cavidades para moldes, com estudo de casos de aplicaçãoVolpato, Neri January 1993 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:31:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1993 / É notório, e cada vez mais crescente, a substituição de diversos materiais existentes no mercado pelo plástico, principalmente na área da engenharia. Associado a este crescimento, aumentam as exigências sobre os produtos de plástico, em termos de qualidade, preço, formas geométricas mais complexas e tolerâncias cada vez mais apertadas. Somado-se isto, também tem-se exigido prazos cada vez menores para um novo produto chegar ao mercado. Estes fatores vêm pressionando os fabricantes de moldes a procurarem novos métodos de fabricação em substituição aos meios tradicionais, visto que estes estão cada vez correspondendo menos a estas exigências. O auxílio do computador, na fabricação de moldes, vem sendo uma solução pretendida por estas empresas, através das tecnologias CAD/CAM, a exemplo dos bons resultados alcançados por outras áreas. As primeiras implantações destas tecnologias, no entanto, demonstraram que os sistemas precisam ser adaptados ao setor, devido principalmente, às necessidades peculiares.
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Desenvolvimento de um gerador de "Scheduling" para uma industria de produção sob encomenda : uma abordagem baseada no uso de controladores difusos e algoritmos geneticosLoureiro, Fernando Martineli January 1995 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T19:47:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1995 / Desenvolvimento de um sistema de programação da produção, chamado de gerador de ?Scheduling? para aplicação em indústria que opere sob o regime de encomendas. Foram utilizados neste modelo teorias de sistemas difusos, algoritmos genéticos e simulação de processos. Como conseqüência da aplicação dinâmica de regras de despacho, ponto fundamental onde o sistema proposto está baseado, constatou-se efetiva melhora de desempenho da planta quando em comparação com regras tradicionais de decisão.
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