Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edson Agostinho Lima da Silva.pdf: 4327873 bytes, checksum: d2562a4bfffcde751f8ad95c78ee9158 (MD5) Previous issue date: 2015-02-09 / Não disponível / Não disponível

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudiacanova.pdf: 1038020 bytes, checksum: c13369757b0e9c72adfb63dbe23d85e4 (MD5) Previous issue date: 2004-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of the present work was to simulate the cooling phase of the rotational molding in order to evaluate the influence of some variables in the cooling time, that is the longest one in the process. ANSYSTM software was used to perform the simulation using the finite element method, thus it will be possible to work with complex geometries in future works. However, in the present simulation a spherical mold was used. The effect of the crystallization process of polymer during the cooling phase was evaluated by the incorporation of the heat of crystallization in the curve of enthalpy. Using this procedure it was possible to observe the effect of the crystallization process on the temperature profile as a function of time for the polymeric part. It was possible to compare this profile with the correspondent theoretical curve for a similar amorphous polymer. It was evaluated also the effect of different values of convection heat transfer coefficients for the external air and the effect of using a polymer with a higher thermal conductivity, associated to the use of fillers as the aluminum. The validation of the simulated results of the cooling phase of rotational molding was done by comparison with experimental and simulated results from literature, being obtained good agreement. In present work it was performed also a validation of the ANSYSTM simulation of solidification process of polymers involving crystallization by comparison with data from quenched slabs experiments. In this case, low density polyethylene samples and low density polyethylene with aluminum, from recycled Tetra Pak packages, were used in disc shapes and submitted to quenching, being recorded the temperature profile as a function of time in different cooling rates. The simulation in the software ANSYSTM allowed a good agreement between experimental and simulated curves. It was vii observed that the convection heat transfer coefficient for the external air is the main variable that control the process and that the thermal conductivity of polymer does not play an important role in the process. It was observed also that the heat released in the crystallization process presents a significant role and that it is important to include this phenomena in the simulation. / A proposta do presente trabalho foi simular a fase de resfriamento do processo de moldagem rotacional para avaliar a influência de algumas variáveis no tempo de resfriamento, que é o mais longo no processo. O software ANSYSTM foi usado para realizar a simulação pelo método dos elementos finitos, o que permitirá em trabalhos futuros se trabalhar com geometrias complexas. No entanto, na presente simulação foi usado molde com geometria esférica. O efeito do processo de cristalização de polímeros na fase de resfriamento foi avaliado pela incorporação do calor de cristalização na curva de entalpia. Usando este procedimento, foi possível observar o efeito da cristalização no perfil de temperatura em função do tempo, comparando com a correspondente curva teórica para um polímero amorfo similar. Foi avaliado também, o efeito de diferentes valores de coeficientes de transferência de calor por convecção do ar externo e o efeito de se usar um polímero com condutividade térmica maior, devido ao uso de cargas como o alumínio. A validação dos resultados de rotomoldagem simulados via ANSYSTM foi feita por comparação com dados experimentais e simulados de literatura, tendo sido verificada uma boa concordância. No presente trabalho também foi feita uma validação da simulação via ANSYSTM da solidificação de polímeros envolvendo transformação de fase através de comparação com experimentos de choque térmico. Neste caso, amostras de polietileno de baixa densidade e polietileno de baixa densidade com alumínio, oriundos da reciclagem de embalagens Tetra Pak, foram utilizadas na forma de discos e submetidas a choque térmico, onde se registrou o perfil de temperatura em função do tempo para diferentes velocidades de resfriamento, indicando diferentes valores de coeficiente de transferência de calor por convecção. A simulação via ANSYSTM, possibilitou um bom ajuste às curvas experimentais. As simulações indicaram que o coeficiente de transferência de calor por convecção do ar externo é o fator que mais afeta o perfil de resfriamento. Verificou-se também que a condutividade térmica do polímero não afeta de maneira significativa a velocidade de resfriamento e que o calor liberado no processo de cristalização apresenta influência significativa, devendo necessariamente ser incorporado na simulação do perfil de temperatura. Estes comportamentos se mostraram coerentes com os observados na simulação do perfil de temperatura da rotomoldagem.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiago Boni Comisso.pdf: 10111078 bytes, checksum: 8216bf27a8a3e1b801b4d8d101212fd8 (MD5) Previous issue date: 2011-10-03 / In the present study the warpage of rotationally molded parts of a linear low density polyethylene (LLDPE) was investigated. The effect of different processing factors as part thickness, cooling condition and diameter of the venting tube was evaluated. In addition to the rotational molding experiments, an alternative experimental technique, denominated “Hot Press”, was also applied to investigate the warpage of two different grades of LLDPE under typical rotational molding conditions, which means slow cooling from only one side. Crystallinity and spherulitic morphology along the thickness of the rotationally molded parts were studied by Differential Scanning Calorimetry and Polarized Light Optical Microscopy. It is shown that the warpage increases with the increase of the cooling rate. Increase of diameter of the venting tube is more effective in reducing the warpage of rotationally molded parts mainly for lower cooling rates. In hot press experiments the grade of LLDPE with lower melt flow index and higher flexural strength presented lower warpage. Part thickness affects the warpage in hot press experiments only for faster cooling rates. In general, crystallinity and spherulitic diameter are lower in positions along the rotationally molded part thickness where the cooling rate is faster. / No presente estudo o empenamento de peças de polietileno linear de baixa densidade (PELBD) moldadas por rotomoldagem foi investigado. O efeito de diferentes fatores como espessura da peça, taxa de resfriamento e diâmetro de tubo de ventilação foi avaliado. Em adição aos experimentos de rotomoldagem, uma técnica alternativa denominada “Hot Press” foi também aplicada para investigar o empenamento de dois diferentes PELBD sob condições típicas da rotomoldagem quanto ao resfriamento assimétrico. Cristalinidade e morfologia esferulítica ao longo da espessura das peças rotomoldadas foram avaliadas por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Microscopia Ótica de Luz Polarizada. Verificou-se que o grau de empenamento aumenta com o aumento da taxa de resfriamento. O aumento do diâmetro do tubo de ventilação é mais efetivo na redução do empenamento principalmente em menores taxas de resfriamento. Nos experimentos de “Hot Press” o PELBD com menor índice de fluidez e maior módulo de flexão apresentou menor empenamento. Nos experimentos de “Hot Press” a espessura das peças afetou o empenamento somente para taxas de resfriamento mais rápidas. Em geral, a cristalinidade e o tamanho de esferulitos se mostraram menores nas posições ao longo da espessura das peças rotomodadas onde as taxas de resfriamento eram mais rápidas.

De maneira geral, o mercado náutico brasileiro ainda é muito restrito, principalmente o de pequenas embarcações. Nos últimos anos, porém, devido a uma maior exposição na mídia dos bons resultados internacionais de velejadores e exploradores brasileiros, a vela tem se popularizado. Esta dissertação descreve o projeto de um veleiro de pequeno porte para esporte/lazer fabricado em polietileno linear de média densidade (PEMD) pelo método da rotomoldagem. Este método tem se difundido rapidamente no exterior para a fabricação de equipamentos náuticos de pequeno porte, como veleiros e caiaques, proporcionando redução de custos e vantagens ambientais relacionadas ao processo de construção. A embarcação projetada é voltada para uma tripulação de duas pessoas adultas (ou um adulto e duas crianças) e foi dimensionada para um fácil transporte, possibilitando carregá-la sobre o bagageiro de um automóvel. O foco deste trabalho está no projeto naval. Desta forma, foram percorridas todas as etapas pertinentes de um projeto de veleiro, desde o projeto do casco, passando pelo projeto do plano vélico, projeto dos apêndices (bolina e leme), análise estrutural do casco em elementos finitos e verificação de desempenho comparativo com um veleiro bem conhecido no ramo da vela. Destaca-se o projeto do plano vélico, no qual, de forma otimizada, se obteve um conjunto de velas (mestra e buja) de bom desempenho, sem, contudo, comprometer a estabilidade do veleiro. Uma análise econômica preliminar indicou a possibilidade de se fabricar o veleiro rotomoldado com custo reduzido, abaixo do preço de mercado de veleiros do mesmo porte disponíveis no mercado nacional. Complementarmente, verificou-se também a possibilidade de se utilizar material reciclado na construção da embarcação, o que, além de ser uma alternativa para diminuir custos, proporciona benefícios ambientais ao minimizar sobras de produção. / In a general way, the Brazilian nautical market is still very restricted, specially the one of small dinghies. In the last years, however, mainly due to a greater exposure on the media based on good international results of Brazilian sailors and explorers, sailing has being popularized. This Msc. Thesis describes the design of a small sail dinghy, for sport or leisure use, made with medium density linear polyethylene using the method of rotomolding. This method has been spreading rapidly worldwide as a process of fabrication of small nautical crafts like sailboats and kayaks, since it results in cost reductions and environmental gains related to the construction process. The designed sailboat is directed for a crew of two adults (or an adult and two children), and was dimensioned for an easy transport, even on the top of a car. This work is focused on the development of the naval design. Therefore, it goes through all the design steps of a sailboat, starting with the design of the hull, and then going through the design of the sails, appendices (rudder and dagger board), hull structural analysis by Finite Elements Method (FEM) and verification of performance of the sailboat in comparison with a well known sailing dinghy. It should be highlighted, also, the sails designing process, which, in an optimized way, generated a set of sails (main and jib) of good performance, without, however, jeopardizing the stability of the sailboat. Through a preliminary economical analysis, it was verified that it is possible to produce a rotomolded sailboat with reduced cost, even below the market prices of national sailboats of this size. As a complement, the possibility of employing recycled material in the construction of the boat has been studied. Besides being an alternative to diminish costs, it can bring environmental benefits, as it minimizes production scraps.

De maneira geral, o mercado náutico brasileiro ainda é muito restrito, principalmente o de pequenas embarcações. Nos últimos anos, porém, devido a uma maior exposição na mídia dos bons resultados internacionais de velejadores e exploradores brasileiros, a vela tem se popularizado. Esta dissertação descreve o projeto de um veleiro de pequeno porte para esporte/lazer fabricado em polietileno linear de média densidade (PEMD) pelo método da rotomoldagem. Este método tem se difundido rapidamente no exterior para a fabricação de equipamentos náuticos de pequeno porte, como veleiros e caiaques, proporcionando redução de custos e vantagens ambientais relacionadas ao processo de construção. A embarcação projetada é voltada para uma tripulação de duas pessoas adultas (ou um adulto e duas crianças) e foi dimensionada para um fácil transporte, possibilitando carregá-la sobre o bagageiro de um automóvel. O foco deste trabalho está no projeto naval. Desta forma, foram percorridas todas as etapas pertinentes de um projeto de veleiro, desde o projeto do casco, passando pelo projeto do plano vélico, projeto dos apêndices (bolina e leme), análise estrutural do casco em elementos finitos e verificação de desempenho comparativo com um veleiro bem conhecido no ramo da vela. Destaca-se o projeto do plano vélico, no qual, de forma otimizada, se obteve um conjunto de velas (mestra e buja) de bom desempenho, sem, contudo, comprometer a estabilidade do veleiro. Uma análise econômica preliminar indicou a possibilidade de se fabricar o veleiro rotomoldado com custo reduzido, abaixo do preço de mercado de veleiros do mesmo porte disponíveis no mercado nacional. Complementarmente, verificou-se também a possibilidade de se utilizar material reciclado na construção da embarcação, o que, além de ser uma alternativa para diminuir custos, proporciona benefícios ambientais ao minimizar sobras de produção. / In a general way, the Brazilian nautical market is still very restricted, specially the one of small dinghies. In the last years, however, mainly due to a greater exposure on the media based on good international results of Brazilian sailors and explorers, sailing has being popularized. This Msc. Thesis describes the design of a small sail dinghy, for sport or leisure use, made with medium density linear polyethylene using the method of rotomolding. This method has been spreading rapidly worldwide as a process of fabrication of small nautical crafts like sailboats and kayaks, since it results in cost reductions and environmental gains related to the construction process. The designed sailboat is directed for a crew of two adults (or an adult and two children), and was dimensioned for an easy transport, even on the top of a car. This work is focused on the development of the naval design. Therefore, it goes through all the design steps of a sailboat, starting with the design of the hull, and then going through the design of the sails, appendices (rudder and dagger board), hull structural analysis by Finite Elements Method (FEM) and verification of performance of the sailboat in comparison with a well known sailing dinghy. It should be highlighted, also, the sails designing process, which, in an optimized way, generated a set of sails (main and jib) of good performance, without, however, jeopardizing the stability of the sailboat. Through a preliminary economical analysis, it was verified that it is possible to produce a rotomolded sailboat with reduced cost, even below the market prices of national sailboats of this size. As a complement, the possibility of employing recycled material in the construction of the boat has been studied. Besides being an alternative to diminish costs, it can bring environmental benefits, as it minimizes production scraps.