Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandarego@gmail.com) on 2018-02-05T14:49:03Z No. of bitstreams: 1 Tese_ODONTO_ Christiano Sampaio Queiroz.pdf: 1716780 bytes, checksum: c45cd043e723d001e983684db94f9adb (MD5) / Approved for entry into archive by Delba Rosa (delba@ufba.br) on 2018-02-16T16:40:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_ODONTO_ Christiano Sampaio Queiroz.pdf: 1716780 bytes, checksum: c45cd043e723d001e983684db94f9adb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-16T16:40:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_ODONTO_ Christiano Sampaio Queiroz.pdf: 1716780 bytes, checksum: c45cd043e723d001e983684db94f9adb (MD5) / A engenharia reversa refere-se a tecnologias capazes de capturar modelos físicos e representá-los com a linguagem da computação como modelos virtuais. Estes modelos virtuais podem ser utilizados com finalidades das mais diversas, sendo, na área da saúde, importantes no diagnóstico e planejamento cirúrgico. Para isto, quanto mais fiéis ao modelo físico, maior a segurança nestes procedimentos. O presente trabalho comparou o volume de modelos tridimensionais gerados por diferentes formas de engenharia reversa: escaneamento tridimensional superficial, tomografia computadorizada helicoidal com uma fileira de detectores, com multidetectores de 4 canais, com multidetectores de 128 canais e tomografia computadorizada de feixe cônico. Foram utilizadas oito mandíbulas secas humanas, as quais foram submetidas aos referidos exames de aquisição de imagem. Os arquivos dos exames feitos pelos tomógrafos foram salvos no formato DICOM em mídia eletrônica e processados no programa 3D Doctor® (Able Corporation, Massachusetts, EUA) para a obtenção das reconstruções virtuais tridimensionais, nas quais foram utilizadas, ainda, duas formas diferentes de segmentação: all boundary e outline only. Todos os modelos foram salvos no formato standard triangle language (STL) e comparados volumetricamente entre si. Concluiu-se que as diferentes formas de engenharia reversa geraram modelos virtuais tridimensionais cujos volumes não apresentaram diferença estatisticamente significante, independente da técnica de segmentação utilizada. Quanto ao uso de diferentes técnicas de segmentação em imagens obtidas por um mesmo tomógrafo houve estatisticamente significante no volume dos modelos virtuais tridimensionais gerados.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-12Bitstream added on 2014-06-13T20:51:36Z : No. of bitstreams: 1 spinosa_rmo_me_bauru.pdf: 2012402 bytes, checksum: 866eebe6287f32c6343bf9c863891ba8 (MD5) / Dados antropométricos são os principais parâmetros projetuais para o dimensionamento de produtos e espaços de atividades. Eles permitem predizer alguns aspectos importantes das áreas de interface ainda durante o desenvolvimento projetual, principalmente no que se refere à adequação dimensional para populações específicas. Entretanto, apesar de expressivos, na forma em que são disponibilizados atualmente, estes dados acabam encontrando dificuldades para se difundir, principalmente dentro do setor produtivo onde a velocidade de produção e as exigências do empregador, muitas vezes fazem com que informações essenciais acabem sendo desconsideradas. Outra questão que se levanta refere-se à possível adequação e melhoria no processo de uso desse corpo de conhecimento para o dimensionamento dos projetos atuais, que em sua maioria, caminham para o desenvolvimento tridimensional em ambientes virtuais. Esta pesquisa tem por objetivo propor uma nova abordagem para autilização dos dados antropométricos de populações extremas, através do desenvolvimento de uma interface gráfica de consulta e manipulação, que divulgue e facilite o acesso às medidas, tabulações e parâmetros atualmente disponíveis, fornecendo também, referências e estudos tridimensionais com manequins antropométricos, dimensionalmente confiáveis, da população infantil e de idosos brasileiros, adequando-os desta forma ao contexto tecnológico atual de desenvolvimento de projeto / Data anthropometrics are the principal parameters projects for the dimension of products and spaces of activities. They allow stilling predicting some important aspects of the interface areas during the development projects, mainly in what he/she refers to the dimensional adaptation for specific populations. However, in spite of expressive, in the form in that they are now available, these data end up having difficulties to diffuse, mainly inside of the productive section where the production speed and the demands of the employer, a lot of time do with that essential information end up being inconsiderate. Another subject that one lift refers to the possible adaptation and improvement in the process of use of that knowledge body for the dimension of the current projects, that in your majority, they walk for the three-dimensional development in virtual atmospheres. This research has for objetive to propose a new approach for use of the data anthropometrics of extreme populations, through the development of a graphic interface of consultation and manipulation, that it publishes and facilitate the acess now to the measure, tabulations and parameters available, also supplying, references and three-dimensional studies with dolls anthropometrics, reliable dimension, of the infantile population and of Brazilian senior, adapting them this way to the current technological context of project development

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseAON_DISSERT2.pdf: 5185692 bytes, checksum: 367f032712c5c62b8f1be324410ba3fc (MD5) Previous issue date: 2011-09-12 / This work presents an optimization technique based on structural topology optimization methods, TOM, designed to solve problems of thermoelasticity 3D. The presented approach is based on the adjoint method of sensitivity analysis unified design and is intended to loosely coupled thermomechanical problems. The technique makes use of analytical expressions of sensitivities, enabling a reduction in the computational cost through the use of a coupled field adjoint equation, defined in terms the of temperature and displacement fields. The TOM used is based on the material aproach. Thus, to make the domain is composed of a continuous distribution of material, enabling the use of classical models in nonlinear programming optimization problem, the microstructure is considered as a porous medium and its constitutive equation is a function only of the homogenized relative density of the material. In this approach, the actual properties of materials with intermediate densities are penalized based on an artificial microstructure model based on the SIMP (Solid Isotropic Material with Penalty). To circumvent problems chessboard and reduce dependence on layout in relation to the final optimal initial mesh, caused by problems of numerical instability, restrictions on components of the gradient of relative densities were applied. The optimization problem is solved by applying the augmented Lagrangian method, the solution being obtained by applying the finite element method of Galerkin, the process of approximation using the finite element Tetra4. This element has the ability to interpolate both the relative density and the displacement components and temperature. As for the definition of the problem, the heat load is assumed in steady state, i.e., the effects of conduction and convection of heat does not vary with time. The mechanical load is assumed static and distributed / Este trabalho apresenta uma t?cnica de otimiza??o estrutural baseada no M?todo de Otimiza??o de Topologia, MOT, desenvolvida para solucionar problemas de termoelasticidade 3D. A abordagem apresentada fundamenta-se no m?todo adjunto unificado de an?lise de sensibilidade de projeto e destina-se a problemas termomec?nicos fracamente acoplados. A t?cnica faz uso de express?es de sensibilidades anal?ticas, possibilitando uma redu??o no custo computacional por meio da utiliza??o de uma equa??o adjunta de campo acoplado, definida sobre os campos de temperatura e deslocamento. O MOT utilizado ? baseado na abordagem material. Desta forma, para fazer com que o dom?nio seja composto de uma distribui??o cont?nua de material, possibilitando o uso dos m?todos cl?ssicos de programa??o n?o linear no problema de otimiza??o, a microestrutura ? considerada como um meio poroso e sua equa??o constitutiva homogeneizada ? fun??o apenas da densidade relativa do material. Nesta abordagem, as propriedades efetivas dos materiais com densidades intermedi?rias s?o penalizadas com base em uma microestrutura artificial fundamentada no modelo SIMP, (Solid Isotropic Material with Penalty). Para contornar problemas de tabuleiro de xadrez e reduzir a depend?ncia do leiaute ?timo final em rela??o ? malha inicial, ocasionados por problemas de instabilidade num?rica, restri??es ?s componentes do gradiente de densidades relativas foram aplicadas. O problema de otimiza??o ? resolvido aplicando-se o M?todo do Lagrangiano Aumentado, sendo a solu??o obtida atrav?s da aplica??o do M?todo dos Elementos Finitos de Galerkin, utilizando no processo de aproxima??o o elemento finito Tetra4. Este elemento tem a capacidade de interpolar tanto a densidade relativa quanto as componentes de deslocamento e temperatura. Quanto ? defini??o do problema, o carregamento t?rmico ? suposto em regime estacion?rio, isto ?, os efeitos da condu??o e da convec??o do calor n?o variam no tempo. O carregamento mec?nico ? assumido est?tico e distribu?do

A busca e recuperação de modelos tridimensionais de engenharia baseada em sua forma é um importante recurso para alavancar a reutilização de soluções de projeto pré-existentes no desenvolvimento de novos produtos. A reutilização de dados diminui o tempo de chegada ao mercado, reduz custos e minimiza os riscos, ao adotar conceitos já testados e com maior grau de maturidade. A maioria das ferramentas existentes para comparação de modelos 3D destina-se a uso geral em bases de dados multimídia. Elas apresentam resultados fracos no domínio de engenharia mecânica, quando aplicadas em bases de modelos gerados por aplicação de projeto auxiliado por computador (CAD). Esta tese propõe uma solução para melhorar o desempenho da busca 3D para esses casos. Nossa abordagem leva em conta, além da forma, também os objetivos de projeto, análise de engenharia e processo de fabricação para estimar similaridade entre modelos. Esses dados, obtidos a partir da estrutura construtiva do modelo, permitem a construção de um vetor de características com maior valor semântico e um poder discriminante superior ao da pura comparação geométrica e topológica. A validade da proposta é verificada com a construção de um arcabouço de testes que implementa técnicas de aprendizagem não supervisionadas para particionar conjuntos de modelos CAD em famílias de peças com características comuns e intercambiáveis. A qualidade do particionamento é avaliada por indicadores quantitativos e qualitativos.

Esta tese propõe um novo paradigma para a construção de estruturas tridimensionais onde robôs aéreos do tipo quadrirrotores são usados para capturar, transportar e montar diferentes elementos estruturais em um ambiente dinâmico e não estruturado. Tarefas complexas de construção que utilizam robôs móveis são caracterizadas por três problemas fundamentais: 1) O planejamento da construção das estruturas; 2) A geração das trajetórias dos robôs; e 3) O controle de rastreamento das trajetórias durante a execução. Uma arquitetura de planejamento é proposta para resolver simultaneamente os dois primeiros problemas. Essa arquitetura: 1) Gera de forma iterativa planos exequíveis de montagem das estruturas e de movimentação dos robôs usando a técnica de aprendizado por reforço Learning Automata e o algoritmo de busca heurística A*; 2) Considera as limitações de potência dos quadrirrotores disponíveis, as restrições de construção das estruturas e a natureza dinâmica do ambiente; e 3) Utiliza um método de resolução de conflitos para planejar as velocidades de translação e selecionar os pontos de parada de cada quadrirrotor. Para solucionar o terceiro problema, a técnica de aprendizado por reforço Learning Automata é usada com a finalidade de projetar e otimizar os controladores de atitude e de rastreamento de trajetórias dos quadrirrotores. Em razão da dinâmica não linear dos robôs aéreos, das perturbações externas (p. ex., o vento e o efeito do solo), e da variação de carga durante o processo de construção, a solução desse problema não é trivial. Testes simulados e experimentais do sistema autônomo de construção de diferentes estruturas tridimensionais (cubo, torre, pirâmide e parede), com até quatro quadrirrotores, são apresentados para demonstrar a generalidade da solução proposta.

Este estudo se propõe a identificar dentre os diversos exemplos de modelos arquitetônicos da Antigüidade atualmente conhecidos pela arqueologia e descritos na literatura aqueles que podem ser caracterizados como as primeiras maquetes de arquiteto, isto é, objetos diretamente relacionados ao conhecimento, planejamento e comunicação de conteúdos arquitetônicos. O recuo à Antigüidade se faz necessário na medida em que essa dissertação se propõe a estudar as origens da relação entre modelos tridimensionais e a atividade de arquitetos na cultura ocidental. Em termos cronológicos, este estudo inicia-se cerca de 6.000 anos antes de Cristo e encerra-se no Mundo Romano (séc. V d.C.). Em termos geográficos, este estudo aborda objetos produzidos por culturas do sudeste da Europa neolítica, conjuntos de objetos de culturas do Oriente-Próximo, objetos egípcios, egeanos (cretenses e cicládicos), cipriotas, gregos, villanovianos e romanos. Essa pesquisa conclui que as evidências materiais da existência de maquetes de arquiteto na Antigüidade Clássica são raras e pouco precisas. Alguns objetos no entanto se aproximam dessa caracterização e merecem estudos futuros mais aprofundados, são eles: o conjunto de tijolos miniatura de Tepe Gawra (c. 3500 a.C.); o modelo egípcio de Dashour (1990-1730 a.C.); o modelo minóico de Arkhanes (1.700-1.630 a.C.); os modelos romanos de Óstia (séc. I a.C.), o modelo de templo de Niha (séc. II d.C.), o modelo de teatro de Baalbek (séc. II d.C.), e o modelo de stadium de Villa Adriana (séc. II d.C.). / This study intends to identify the first architects models among the several architectural models already known and presented in literature. Architects models are third-dimensional objects directly related to knowledge, planning and communication of architectural matters. Recession to Antiquity seems necessary in order to study the origins of the relation between three-dimensional model and architects work in the western world. Chronologically this study begins at 6.000 b.C. and ends at the Roman world (c. 200 a.D.). In geographical terms this study focuses objects produced by Neolithic Southeastern European cultures, Near Eastern cultures, Egyptian culture, Aegean cultures (Cretan and Cycladic), Cypriot, Greek, Villanovian and Roman cultures. Material evidences for architects models are rare and inaccurate all over Antiquity. Nevertheless some few objects are very close to architects work deserving deeper future studies: the miniature brick ensemble from Tepe Gawra (c. 3.500 a.C.); the Egyptian Dahshours model (1.990-1.730 a.C.); the minoan model of Arkhanes (1.700-1.630 a.C.) and the Roman models of Ostia (I a.C.), Niha, Baalbek and Villa Adriana (II d.C.).

Este estudo se propõe a falar sobre as maquetes de apresentação, que são executadas por profissionais especializados, para o Mercado Imobiliário. Foi feito um levantamento sobre como este mercado trabalha atualmente no Brasil, estudando metodologias, materiais e maquinários utilizados. Para tanto, foram feitas visitas técnicas a três das principais empresas especializadas no setor, documentando fotograficamente as formas de trabalho, os materiais mais utilizados e quais máquinas podem ser encontradas. Foi analisada, também, uma das inovações mais recentes e revolucionárias nesta área que é a Fabricação Digital (FD), que, além de influenciar diretamente o setor de construção de maquetes, está alterando a metodologia de trabalho dos arquitetos e designers, pois torna muito mais tênue a linha entre o desenho digital e a execução do modelo físico. Para tanto, foi feita uma visita técnica em um dos doze FabLabs Livres SP, abertos a todos os interessados na cidade de São Paulo, onde foi avaliado omaquinário disponível e suas possibilidades de uso, bem como o acesso aesta nova tecnologia disponibilizada pela Prefeitura Municipal de São Paulo. Estes Laboratórios são abertos ao público e oferecem, além do acesso direto às máquinas, cursos que ensinam a projetar e utilizar esta nova tecnologia. / This study intends to talk about the models of presentation, which are carried out by specialized professionals, for the Real Estate Market. A survey was made on how this market currently works in Brazil, studying methodologies, materials and machinery used. For that, technical visits were made to three of the main companies specialized in this sector, photographically documenting the forms of work, the most used materials and which machines were found there. It was also analyzed one of the most recent and revolutionary innovations in this area that is Digital Fabrication (FD), which, in addition to directly influencing the model construction sector, is changing the architects\' and designers\' working methodology since it makes thinner the line between the digital drawing and the completion of the physical model. A technical visit was made to one of the twelve FabLabs Livres SP, open to all interested in the city of São Paulo, where the available machinery and their possibilities of use were evaluated, as well as the access to this new technology provided by the City Hall Municipality of São Paulo. These laboratories are open to the public and offer courses on how to design and use this new technology. In addition, they offer direct access to the machines.

O presente trabalho propõe duas novas metodologias para a determinação de coordenadas tridimensionais visando o emprego no controle de obras de engenharia. Os dois métodos propostos fundamentam-se na concepção de um ponto fixo, visível simultaneamente por todos os aparelhos envolvidos no processo e em uma direção de orientação. O primeiro método tem como princípio básico a minimização de uma função matemática, definida pelo somatório das distâncias entre as linhas de visadas dos aparelhos e o alvo. O segundo fundamenta-se no ajustamento pelo Método dos Mínimos Quadrados, aplicado às equações de erros, que são determinadas em função das coordenadas do centro ótico de cada aparelho e dos ângulos zenitais e azimutais medidos. Esse segundo método proporciona, ao mesmo tempo, que sejam estimadas as precisões dos elementos envolvidos no cálculo das coordenadas do alvo e, ainda, ajusta os valores iniciais das coordenadas do centro ótico dos aparelhos. Ambos os métodos podem ser empregados para a verificação de recalques ou deslocamentos estruturais nas provas de carga em obras de engenharia. Os resultados obtidos comprovam que os métodos propostos determinam coordenadas tridimensionais com maior precisão que os principais métodos apresentados na revisão da literatura e podem ser empregados no controle de obras de engenharia. / The purpose of this work is to present new methodologies to determine 3-D coordinates to check engineer works. The two proposed methods are well-founded on a conception of a fixed point and a direction that are proposed. This fixed point must be visible by all surveying equipments envolved in the process to determine 3-D coordinates. The first method presented in this work is based on a mathematic function that must be minimized and this function is defined by the sum of the distances of the target and the sightlines from the surveying equipments directed to the target. The second method presented is based on the L.S.M. adjustment process. This method uses the errors equations that are functions of the 3-D coordinates of the optic center of the surveying equipments envolved in this process. It also uses the azimuth and zenith angles related to the target measured. This method provides at the same time, a way to estimate the precisions of ali elements envolved in 3-D coordinates determination calculus of the target and it also provides the adjustment of the 3-D coordinates of the optic centers of the surveying equipments used to measure the angles. The conception of the orientation point provides more flexibility in a performance of these two methods. The two methods can be employed to check structural displacements and pressing down in charge experiments in engineer works. The results presented in this work validate that these two proposed methods determine 3-D coordinates with more precision and accuracy than the main methods presented in literature revision and may be able to check engineer works.

Orientador: Rosângela Doin de Almeida / Banca: Elza Yasuko Passini / Banca: Miguel Cezar Sanches / Resumo: Este estudo apresenta uma investigação sobre procedimentos com modelos tridimensionais no ensino-aprendizagem do mapa de relevo. Na pesquisa realizada com alunos de uma classe de 5.a série do ensino fundamental de uma escola estadual da cidade de Rio Claro (SP), observou-se que um modelo tridimensional da área onde está situada a escola favorece o desenvolvimento de formas mais avançadas de representação gráfica do relevo pelos alunos e pode originar a noção de curvas de nível. O estudo tem como base a teoria de Jean Piaget sobre a representação do espaço pela criança e a evolução do desenho infantil / Abstract: This study presents an investigation on procedures with three-dimensional models in the teaching-learning of the relief map. In the research accomplihed with students of a class of 5th series of the Fundamental Teaching of a state school placed in Rio Claro city (SP), it was observed that a three-dimensional model of the area , favors the development in ways more assaults of graphic representation of the relief for the students and it can originate the notion of level curves. The study is based on the Jean Piaget's theory about the representation of the space for the child and the evolution of the infantile drawing / Mestre