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Instituição: Universidade Federal de Uberlândia - Faculdade de Engenharia Mecânica



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Instituição: Universidade Federal de Uberlândia - Faculdade de Engenharia Mecânica

Como pouquíssimos escoamentos reais podem ser solucionados com exatidão usando-se apenas métodos analíticos, o desenvolvimento da mecânica dos fluidos tem dependido muito de resultados experimentais. Contudo, o trabalho experimental de laboratório é simultaneamente dispendioso e demorado. Um objetivo óbvio é obter o máximo de informações com o mínimo de experiências. A análise dimensional é uma importante ferramenta que, em muitos casos, auxilia na consecução desse objetivo. Quando a realização de teste experimental em um protótipo de tamanho real é impossível ou de custo proibitivo, o único modo viável de atacar o problema é o teste de modelos em laboratório. Assim, deseja-se prover o comportamento do protótipo a partir de medições no modelo, obviamente não podendo fazer testes em qualquer modelo. Os escoamentos no modelo e no protótipo devem ser relacionadas por leis de escala conhecidas. Para ser útil, um teste com modelo deve fornecer dados que possam, por meio de transposição de escalas, fornecer características do protótipo em tamanho real. As condições que devem ser atendidas para se assegurar à semelhança entre os escoamentos de modelo e protótipo são: semelhança geométrica, cinemática e dinâmica. Para estudos em Túneis de Vento, deve-se garantir apenas a semelhança geométrica e cinemática e esta similaridade fica garantida quando os Números de Mach e o Número de Reynolds permanecem inalterados, tanto para o modelo quanto para o protótipo. O presente trabalho tem como objetivo estudar grupos adimensionais para relacionar velocidade e comprimento característicos, velocidade e a pressão estática em testes de edificações. Além disso, relacionar velocidade de escoamento com a pressão dinâmica e a troca de calor entre o modelo e protótipo nos testes. Por fim, foi feito um estudo para calcular a escala que será utilizada nos testes de edificações. Diante dos aspectos estudados, conclui-se que depois de obedecida as condições de semelhança geométrica e cinemática pode-se partir para os teste de comparação entre o modelo e o protótipo, realizando-se os experimentos. Além disso, percebeu-se que a partir da pressão dinâmica obtida dentro do túnel de vento pode-se traçar o perfil de velocidade que caracteriza o escoamento do fluido.Com relação à troca de calor que ocorrerá no modelo, verificou-se através dos estudos realizados, que é possível estar relacionando a troca de calor por convecção do modelo com a do protótipo através de alguns números adimensionais, tais como, os números de Nusselt, Grashoff e Prandtl. Assim, calculando também a perda de calor por condução e radiação, pode-se calcular a perda de calor real no ambiente. Quanto ao fator de escala, observou-se por meio de estudos, que deve-se escolher a escala que garanta durante os teste, a similaridade geométrica e a similaridade cinemática.

Área do Conhecimento: Engenharias

Palavras-chave: velocidade, pressão, troca de calor e escala.



AVALIAÇÃO DO MÉTODO GRAVIMÉTRICO UTILIZADO PARA ESTUDAR A POROSIDADE NA SOLDAGEM DE LIGAS DE ALUMÍNIO AA5052 POR PROCESSOS MIG

Acadêmico: Júnio Soares Vanderley

Orientador: Prof. Dr. Valtair Antônio Ferrares

Co-orientador: Profª Celina Leal Mendes da Silva

Instituição: Universidade Federal de Uberlândia – Curso de Engenharia Mecânica

Apoio: CNPq - UFU


A tecnologia tem feito com que o homem consiga facilitar sua vida empregando novos recursos, por exemplo, nas industrias de bens de consumo duráveis, cuja transformação passou a necessitar de novas e modernas etapas durante a fabricação, em específico a soldagem de alumínio. Essa necessidade de utiliza-lo se faz devido à sua boa relação resistência versus peso juntamente com a resistência à corrosão, se comparado aos aços. As dificuldades impostas à soldagem de alumínio e suas ligas estão atribuídas principalmente aos problemas referentes à solidificação gerando descontinuidades no cordão de solda, em específico, a porosidade. Os problemas da presença de porosidade no cordão de solda estão relacionados ao tamanho e disposição das mesmas, desta forma, poros grandes ou mesmo bem concentrados podem levar à perda de resistência mecânica. As porosidades podem ser avaliadas perante ensaios de dois tipos: destrutivos (Inspeção Micrográfica, Macrográfica e Gravimétrica) e não-destrutivos (Ultram-som e Radiografia). Neste trabalho avaliou-se as duas variantes da metodologia gravimétrica (Método Direto e Método Indireto) no estudo da presença de porosidades em soldas de liga alumínio pelo processo MIG pulsado (MIG-P), bem como a determinação do número de ensaios. Com isso utilizou-se chapas-teste de liga de alumínio (AA5052) chanfradas e soldando-se na posição sobrecabeça. As soldagens foram realizadas com arame eletrodo AWS ER 4043 (diâmetro de 1mm) com uma fonte eletrônica comercial, ajustada para MIG-P em CC+, com uma tocha push-pull no sentido empurrando com 10º de inclinação, DBCP de 15 mm e o gás de proteção foi argônio a uma vazão de 15L/min. Depois de concluída as soldas, as chapas testes foram avaliadas quanto à geração de porosidade pela Gravimetria, que é a quantificação simples de porosidade, desenvolvida para estimar o volume de vazios (Vv em %) em amostras de sólido qualquer, sendo estimado pela comparação do valor de densidade medida, comparado com o valor de densidade de referência. Com intuído de reduzir o numero de ensaio sob uma margem de confiança 95% e erro (15 %, 10%, 5%), aplicou-se uma metodologia estatística nos resultados dos ensaios calculando-se o número de repetições para cada método. Esse fato consolida a escolha de avaliar a geração de porosidade através método indireto e realizar três repetições com confiança 95% a um erro de 5%. Com os resultados apresentados e discutidos faz-se as seguintes conclusões: a determinação numérica dos ensaios para cada repetição constitui um melhor dimensionamento do número de ensaios a serem realizados, evitando maiores custos e a mudança da metodologia empregada no processamento do cordão de solda serviu para diminuir possíveis erros grosseiros presentes na avaliação da porosidade e com isso tornar os resultados avaliados pela Gravimetria mais confiantes.

Área de conhecimento: Engenharias

Palavras-chave:. porosidade, sobrecabeça e Gravimetria



CONTRIBUIÇÃO PARA AUMENTO DA ROBUSTEZ DE REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADA FLUORESCENTE

Acadêmico: Danilo Capaneli (Aluno de IC)

Orientador: Prof. Ms. Carlos Magno Medeiros Queiroz

Co-orientador: Prof. Ms. Romeu Toffano Júnior

Instituição: Universidade de Uberaba – Curso de Engenharia Elétrica

O objetivo deste trabalho é promover uma melhoria do reator eletrônico para lâmpadas fluorescentes produzido em escala pela empresa privada INDUSAT. Este reator é composto por um conversor boost operando no modo descontínuo, o qual proporciona alto fator de potência para a rede de alimentação. As lâmpadas fluorescente são acionadas por uma forma de onda de corrente senoidal não modulada de alta freqüência, a qual é gerada por um circuito ressonante LC paralelo, operando acima da freqüência de ressonância para proporcionar comutação sob tensão nula, o que aumenta o seu rendimento. Quando as lâmpadas fluorescentes são acionadas em alta freqüência sua eficácia luminosa aumenta em aproximadamente 10%, ou seja, elas produzem a mesma quantidade de lumens com uma potência 10% menor, e ruído audível e o "flikering" são eliminados. Entretanto, isto requer o uso de reatores eletrônicos para o acionamento destas lâmpadas. Para o aprimoramento do reator eletrônico de marca INDUSAT o trabalho envolveu as seguintes etapas: - Modelagem: caracterização e parametrização do reator fornecido, e da lâmpada fluorescente a fim de serem simulados através do programa comercial denominado PSPICE ORCAD; - Investigação das Falhas: identificar através da simulação no programa PSPICE ORCAD os pontos expostos a tensões e correntes que estivessem provocando maior fadiga nos componentes; - Modificações e validações: propor mudanças no atual esquema elétrico do reator eletrônico a fim de sanar de forma econômica os problemas encontrados na etapa anterior. O resultado do projeto de iniciação cientifica, é de grande importância para nosso grupo e para a empresa INDUSAT, visando aumentar o tempo médio entre falhas (Mean Time Between Failure - MTBF) e robustez do reator eletrônico. Através de testes de simulações e ensaios em bancada foi possível detectar os pontos de fadiga e apresentar varias alterações no funcionamento elétrico do reator eletrónico o qual promoveria uma maior comodidade para o usuário, revendedora e instaladores da empresa.


Área do conhecimento: Engenharias

Palavbras-chave: Reator eletrônico, robustez, lâmpada fluorescente, modelagem



ENSAIOS EXPERIMENTAIS PARA A DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS E RESPOSTAS DE UM VEÍCULO OFF-ROAD

Acadêmico: Giovanni Iamin Kotinda (Bolsista)

Orientador: Prof. Dr. José Antônio Ferreira Borges

Co-orientadores: Prof. Marcus de Freitas Leal

Prof. Rômulo Rossi Pinto Filho

Instituição: Universidade Federal de Uberlândia - Faculdade de Engenharia Mecânica


Uma vez que o custo e o tempo associados ao desenvolvimento do projeto de um veículo representam parâmetros fundamentais para a viabilidade de seu lançamento e manutenção no mercado, as industrias automobilísticas estão cada vez mais partindo para a utilização da simulação computacional por apresentar um menor custo quando comparado à construção e ensaio de protótipos. É claro que os ensaios experimentais nunca deixarão de existir pois é através deles que são obtidos os parâmetros físicos (massa, rigidez, amortecimento) e respostas (tensões, acelerações, deslocamentos) dos sistemas mecânicos, que irão alimentar e validar os modelos computacionais. Este trabalho apresenta uma série de ensaios experimentais realizados em um veículo fora de estrada (Troller T4) e em seus componentes com a finalidade de obter os parâmetros físicos e as respostas do sistema necessários à criação e validação de um modelo computacional do veículo em estudo. Para a determinação das curvas características dos componentes, foi utilizada uma máquina universal de ensaios MTS (equipamento computadorizado utilizado para ensaios de tração e compressão), o que levou à necessidade do desenvolvimento de suportes específicos para molas, pneus, coxins e amortecedores, sendo os três primeiros ensaios de compressão e o ultimo tração e compressão com velocidades diferentes. Uma balança de grande capacidade e um guincho foram utilizados para a determinação da massa e posição do centro de gravidade do veículo. Para a obtenção das respostas do sistema foram utilizados acelerômetros, um sensor óptico, condicionadores de sinal, placa de aquisição de dados e um microcomputador portátil. O ensaio foi realizado em duas etapas, para a primeira foram construídas obstáculos com perfil conhecido, sobre os quais o veículo passava sem que ocorresse a perda de contato entre o pneu e o obstáculo. Estando o veículo instrumentado, foram obtidas acelerações em componentes da suspensão, chassis e carroceria para diversas combinações de velocidade do veículo, carga transportada e pressão de enchimento dos pneus. A segunda parte foi realizada em uma linha de inspeção veicular, onde o carro fica parado e as rodas são excitadas por cilindros pneumáticos. A diferença entre os dois ensaios está na forma como o parâmetro de excitação a ser empregado no modelo computacional é definido. Determinados estes parâmetros e respostas, torna-se possível criar e validar um modelo computacional capaz de representar o veículo em estudo, facilitando a avaliação de componentes, seu desempenho, conforto e segurança.

Área de Conhecimento: Engenharias

Palavras-Chave: Ensaios Experimentais, Modelagem Computacional, Veículos Off-Road


Estudo do desempenho térmico de revestimentos aplicados em pastilhas de metal duro

Acadêmico: Anselmo Melo de Paula (Bolsista)

Orientador: Prof. Márcio Bacci da Silva

Co-orientadores: Prof. Sandro Cardoso Santos

Prof. Sandro Metrevelle Marcondes de Lima e Silva

Instituição: Universidade Federal de Uberlândia – Curso de Engenharia Mecânica


A vida das ferramentas de corte é fortemente influenciada pelas elevadas temperaturas a que são submetidas. A temperatura média das ferramentas é relacionada à taxa de deformação do material da peça na zona de cisalhamento secundária, de modo que o aumento da faixa de velocidades de corte tem como conseqüência o aumento da temperatura média das ferramentas. Com isso, o desenvolvimento de ferramentas de corte com boas propriedades de resistência ao desgaste a temperaturas elevadas é um dos requisitos para o aumento da faixa de velocidades de corte e, em conseqüência, da produtividade. Os revestimentos têm um importante papel na proteção das ferramentas de corte contra as elevadas temperaturas devido às suas propriedades isolantes, que dificultam a transferência de calor para a ferramenta e também pela redução da quantidade de calor gerado no corte. Este trabalho tem por objetivo comparar a influência de três tipos de revestimento (TiN, TiAlN e multicamadas alternadas de TiN e TiAlN) na temperatura medida na face inferior de pastilhas de metal duro. Os procedimentos experimentais foram divididos em três etapas: a primeira teve como objetivo avaliar, do ponto de vista qualitativo, a ação dos revestimentos como isolantes térmicos; a segunda a determinação da resistência térmica dos revestimentos, pelo método da capacitância global; a terceira a verificação da ação conjunta dos revestimentos na redução da quantidade de calor gerado e na proteção térmica das ferramentas, por meio de ensaios de temperatura no torneamento. Os resultados da primeira e segunda etapas mostraram que o revestimento multicamadas foi o que proporcionou o maior isolamento térmico das pastilhas. Os resultados da terceira etapa mostraram que TIAlN foi o revestimento que apresentou os menores valores de temperatura, sendo o mais efetivo na ação conjunta de redução da quantidade de calor gerado e isolamento térmico.

Área do Conhecimento: Engenharias

Palavras chave: Revestimentos, Propriedades Térmicas, Temperatura em usinagem.



INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE CORTE A PLASMA EM AÇO CARBONO




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