Devido a falta de energia elétrica que ocorreu no dia 22/02/2013, só conseguimos gravar a formatura de Engenharia Mecânica, ficando de fora a de Materiais.

Tese de mestr.. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica; Tendo em conta que o projecto de um produto determina cerca de 80% do seu custo de produção, esta dissertação procura, apresentar um contributo metodológico didático, focado para a formação em "Projecto para fabrico" em Engenharia Mecânica. Pretende ainda o aumento da sensibilidade de um engenheiro mecânico em formação, para os problemas relacionados com os custos associados às decisões tomadas ao longo do projecto de um dado componente ou peça, de modo a que estas decisões possam ser avaliadas o mais precocemente possível. Para o efeito, recorreu-se a um software de estimação de custos, gratuito, com o objectivo de quantificar o custo das soluções de projecto propostas. Foram feitas comparações objectivas de diferentes propostas de solução, utilizando apenas tecnologias de fundição como exemplo do que poderá ser aplicado a outras tecnologias. Com o trabalho desenvolvido na elaboração desta dissertação, procurou-se o desenvolvimento de um método lógico de abordagem a estas questões. Verificou-se que a metodologia e o software utilizados se mostram adequados ao objectivo proposto.

Orientadora : Profª. Drª. Maria Lucia L. R. Okimoto; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 29/08/2014; Inclui referências; Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos; Resumo: As medidas da cabeça humana analisadas para dimensionar artefatos que a protegerão de possíveis acidentes estão associadas apenas à sua circunferência, largura e comprimento máximo. Porém, ao analisar a cabeça em uma imagem tridimensional, percebe-se uma geometria muito mais complexa, fazendo com que esses parâmetros possam ser inadequados ou insuficientes na categorização de sua antropometria. Na área militar, estudos relatam que aproximadamente a metade das mortes nos campos de batalhas é devida a projéteis deflagrados na cabeça do soldado. Isso leva a pensar que, em muitos momentos, a vítima não usava, no momento do incidente, o capacete balístico. No entanto, outros estudos mostram que este artefato após poucos minutos, em uso contínuo, torna-se pesado e instável para muitos usuários. Dessa forma, este trabalho objetivou a pesquisa das possíveis variáveis dimensionais, na região do assentamento e fixação do capacete balístico...

Orientador : Prof. Dr. Carlos Henrique Marchi; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 25/08/2014; Inclui referências; Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos; Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da parte divergente de motores-foguete operando no vácuo. Para isto, foram realizadas simulações com o código computacional Mach2D. Nestas simulações o regime de escoamento simulado foi invíscido, de um fluido compressível, contínuo, não reativo, termicamente perfeito, bidimensional axissimétrico. Foi avaliado o efeito da parte divergente das 3 seguintes formas: (1) para uma razão de expansão fixa e comprimento do divergente fixo (envelope fixo), (2) para uma razão de expansão variável (com ângulo cônico equivalente variando de 10 a 30°) e comprimento do divergente fixo e (3) para uma razão de expansão variável e comprimento do divergente livre (foram simulados 3 comprimentos de tubeira diferentes: 196,08; 215,63 e 235,56 mm). Os dados de entrada da tubeira foram os mesmos utilizados na validação do código computacional, dados obtidos de um artigo de uma equipe do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA (National Aeronautics and Space Administration): escoamento de ar aquecido com pressão de estagnação de 17...

Orientador : Prof. Dr. Jucélio Tomás Pereira; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 06/02/2015; Inclui referências; Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos; Resumo: O desenvolvimento de eficientes processos de geração de malhas adaptativas para análises por elementos finitos tem sido foco de intensivas pesquisas nas últimas décadas. Uma confiável estimativa de erro de aproximação deste método numérico é necessária para guiar de maneira adequada um processo adaptativo. O presente trabalho discute a análise de erros de aproximação, suas estimativas e a adaptatividade da malha quando da aplicação do Método dos Elementos Finitos (MEF) em alguns problemas lineares de engenharia, sejam eles: problema unidimensional de barra (equação diferencial ordinária de 2ª ordem), problema unidimensional de viga fina de Euler-Bernoulli (equação diferencial ordinária de 4ª ordem), problema escalar plano de condução térmica (equação diferencial parcial de 2ª ordem) e problema vetorial de elasticidade plana (equação diferencial parcial de 2ª ordem). No corrente trabalho...

Orientador : Prof. Jucélio Tomás Pereira; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 26/02/2015; Inclui referências; Área de concentração: Fenômeno de transporte e mecânica dos sólidos; Resumo: O osso é um tecido vivo, poroso, anisotrópico e heterogêneo, com comportamento complexo e que possui a capacidade de alterar suas propriedades físicas ao longo do tempo, se adaptar a diferentes esforços aplicados e de se renovar, substituindo o tecido antigo por um novo e saudável. Esse processo, denominado remodelação óssea, gera uma mudança significativa nas propriedades do osso, por exemplo, quando da inserção de uma prótese. Com isso, em algumas regiões mais críticas, pode ocorrer perda de densidade e até uma fratura óssea. Dessa maneira, é importante conhecer o comportamento mecânico e biológico do tecido ósseo quando sujeito a excitações mecânicas externas, com o objetivo de prever o tempo de vida de próteses em geral e, portanto, seus índices de sucesso. Neste trabalho, a simulação desse processo é realizada adotando-se um modelo matemático que caracterize esse comportamento acoplado ao Método dos Elementos Finitos. São implementados modelos bidimensionais...

Orientador : Prof. Dr. Jucélio Tomás Pereira; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 20/02/2015; Inclui bibliografia; Área de concentração: Engenharia mecânica; Resumo: As estruturas treliçadas desempenham um importante papel na economia, uma vez que frequentemente levam a soluções em que é utlizado menos material, além de possuírem inúmeras aplicações. O objetivo principal do presente estudo é contribuir no desenvolvimento de uma técnica que visa projetar essas estruturas de forma ótima. Este texto discute um problema de otimização estrutural dimensional, de forma e de topologia, que busca a minimização do peso de treliças tridimensionais, considerando como restrições a falha material, a falha por instabilidade estrutural local (flambagem de cada barra) e deslocamentos nodais. A estrutura pode ser submetida a múltiplos casos de carregamento. A configuração ótima é obtida pela aplicação de uma técnica híbrida de otimização a qual utiliza Algoritmos Genéticos (AG), com o intuito de aproximar o ponto de mínimo global e, posteriormente, um método de Programação Não Linear para realizar uma busca local. A implementação do AG considera abordagens adaptativas de penalização das restrições...

Orientador : Prof. Dr. Jucélio Tomás Pereira; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 20/02/2015; Inclui bibliografia; Área de concentração: Engenharia mecânica; Resumo: As estruturas treliçadas desempenham um importante papel na economia, uma vez que frequentemente levam a soluções em que é utlizado menos material, além de possuírem inúmeras aplicações. O objetivo principal do presente estudo é contribuir no desenvolvimento de uma técnica que visa projetar essas estruturas de forma ótima. Este texto discute um problema de otimização estrutural dimensional, de forma e de topologia, que busca a minimização do peso de treliças tridimensionais, considerando como restrições a falha material, a falha por instabilidade estrutural local (flambagem de cada barra) e deslocamentos nodais. A estrutura pode ser submetida a múltiplos casos de carregamento. A configuração ótima é obtida pela aplicação de uma técnica híbrida de otimização a qual utiliza Algoritmos Genéticos (AG), com o intuito de aproximar o ponto de mínimo global e, posteriormente, um método de Programação Não Linear para realizar uma busca local. A implementação do AG considera abordagens adaptativas de penalização das restrições...

This Master of Science Thesis deals with applying DEA (Data Envelopment Analysis) to the academic performance evaluation of graduate programs in Brazil, exploring it on a Mechanical and Production Engineering Program 2001-2003 data. The data used is that of the national assessment carried by CAPES, the governmental body in charge for graduate program assessment and certification. It is used the CCR output oriented DEA model, the CCR-Output with Assurance Region, and Window Analysis. The main findings are first that the CCR has the concerning problem of zero values of weights of outputs that is not appropriate in a sense that a graduate program has the higher efficiency score zeroing some output (e.g., number of academic papers published). Secondly, the Assurance Region method proved useful. Third, the Window Analysis also gave some light to the consistency of the performance in the time frame analysed. Also, the analysis results in the understanding that the Mechanics and Production Engineering should not be assessed jointly like currently applied by CAPES and rather should be assessed in its own field separately. Finally, the result of the DEA analysis showed some serious inconsistencies with the CAPES method. Graduate programs considered excellent has got low performance score and vice versa. This Thesis provides a strong argument in order to use DEA at least as a complimentary methodology for graduate program performance evaluation in Brazil; Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior; Esta Tese de Mestrado explora a avaliação de desempenho acadêmico de programas de pós-graduação em universidades brasileiras através da utilização de Análise de Envoltória de Dados -DEA (Data Envelopment Analysis). Os dados foram obtidos junto à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e analisados pelos métodos de CCR orientado a produtos...

Present work proposed to map and features the wear mechanisms of structural polymers of engineering derived of the sliding contact with a metallic cylindrical spindle submitted to eccentricity due to fluctuations in it is mass and geometric centers. For this it was projected and makes an experimental apparatus from balancing machine where the cylindrical counterbody was supported in two bearings and the polymeric coupon was situated in a holder with freedom of displacement along counterbody. Thus, the experimental tests were standardized using two position of the two bearings (Fixed or Free) and seven different positions along the counterbody, that permit print different conditions to the stiffness from system. Others parameters as applied normal load, sliding velocity and distance were fixed. In this investigation it was used as coupon two structural polymers of wide quotidian use, PTFE (polytetrafluroethylene) and PEEK (poly-ether-ether-ketone) and the AISI 4140 alloy steel as counterbody. Polymeric materials were characterized by thermal analysis (thermogravimetric, differential scanning calorimetry and dynamic-mechanical), hardness and rays-X diffractometry. While the metallic material was submitted at hardness, mechanical resistance tests and metallographic analysis. During the tribological tests were recorded the heating response with thermometers...

Metal/ceramic interfaces using zirconia have dominated the industrial applications in the last decade, due to the high mechanical strength and fracture toughness of zirconia, especially at temperatures below 300 ºC. Also noteworthy is the good ionic conductivity in high temperatures of this component. In this work joining between ZrO2 Y-TZP and ZrO2 Mg-PSZ with austenitic stainless steel was studied. These joints were brazed at high-vacuum after mechanical metallization with Ti using filler alloys composed by Ag-Cu and Ag-Cu-Ni. The influence of the metallization, and the affinity between the different groups (ceramic / filler alloys) was evaluated, in order to achieve strong metal/ceramic joints. Evaluation of joints and interfaces, also the characterization of base materials was implemented using various techniques, such as: x-ray diffraction, leak test, three-point flexural test and scanning electron microscopy with chemical analysis. The microstructural analysis revealed physical and chemical bonds in the metal/ceramic interfaces, providing superior leak proof joints and stress cracking, in order to a good joint in all brazed samples. Precipitation zones and reaction layers with eutetic characteristics were observed between the steel and the filler metal; As interfaces metal/cerâmicas utilizando zircônia têm dominado as aplicações industriais na última década...

The competitiveness of the trade generated by the higher availability of products with lower quality and cost promoted a new reality of industrial production with small clearances. Track deviations at the production are not discarded, uncertainties can statistically occur. The world consumer and the Brazilian one are supported by the consumer protection code, in lawsuits against the products poor quality. An automobile is composed of various systems and thousands of constituent parts, increasing the likelihood of failure. The dynamic and security systems are critical in relation to the consequences of possible failures. The investigation of the failure gives us the possibility of learning and contributing to various improvements. Our main purpose in this work is to develop a systematic, specific methodology by investigating the root cause of the flaw occurred on an axle end of the front suspension of an automobile, and to perform comparative data analyses between the fractured part and the project information. Our research was based on a flaw generated in an automotive suspension system involved in a mechanical judicial cause, resulting in property and personal damages. In the investigations concerning the analysis of mechanical flaws...

After the Protocol of Kyoto and of the ECHO 92 - Rio de Janeiro, the attentions of the world focus to the preservation of the environment and of the maintainable use of the natural resources. People were looking for preserving environment for the future generations. Ever since, solutions are looked for the supply of energy in its more acquaintances forms and the substitution of the use of fossil fuels for the such alternative forms as: Photovoltaics, solar heat systems for water, wind , bio-diesel, etc. and in this context the Company of Engineering of the State of Bahia - Cerb changed a diesel pumping system by an wind one, It´s the first community system of this nature in Bahia. Facing problems with the model, a Cerb involved the academic segment of the Federal Center of Technological Education of Bahia Cefetba looking for a solution. This work intends to demonstrate the possibilities of optimization of the pumping communit system that supply water to approximately 50 people in the place of Romão, municipal district of São Gabriel-Ba. Technical reports were published in AGRENERGD2004-Unicamp SP and Scientific Magazine ETC,Cefetba, 2005. A simulation of the increase of energy is presented for heights of 15 and 20m, considering the eletromecanical balance from the pumping energy to the wind turbine. From the accomplished bibliographical revision...

Orientador : Prof. Dr. Jucélio Tomás Pereira; Co-orientador : Prof. Dr. Carlos Alberto Bavastri; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 27/02/2015; Inclui bibliografia; Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos; Resumo: Materiais viscoelásticos (MVEs) têm sido amplamente empregados como materiais estruturais. Entretanto, seu uso de forma adequada exige o conhecimento do seu comportamento bem como de um modelo matemático que os descrevam com precisão. Uma importante propriedade mecânica desse tipo de material é a função módulo de relaxação que, segundo experimentos, possui dependências do tempo, da temperatura e da pressão no material. Este trabalho trata do desenvolvimento de uma metodologia para identificação do comportamento mecânico de MVEs no domínio do tempo, descrito através do modelo de Wiechert (Séries de Prony) e considerando as influências da temperatura, da pressão e da temperatura e pressão simultaneamente. Para tanto, parte-se de um conjunto de dados experimentais obtidos através de ensaios uniaxiais de tração, considerando várias taxas de deformação...

Orientador : Prof. Dr. Carlos Henrique Marchi; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 02/09/2014; Inclui referências; Àrea de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos; Resumo: O problema da otimização aerodinâmica de Newton, formulado e resolvido primeiramente por Newton no século XVII e extensivamente estudado a partir do século XX devido às suas aplicações em Aeronáutica e Astronáutica, foi abordado neste trabalho com base nas equações de Navier-Stokes para um amplo intervalo do número de Reynolds no intuito de avaliar como os efeitos viscosos afetam as formas otimizadas. Mais precisamente, foram considerados escoamentos para seis valores de Reynolds Re?1 1 2 {0; 10?7; 10?6; 10?5; 10?4; 10?3}, dois valores de razão de aspecto (comprimento/diâmetro de base) fr 2 {2; 4} e três valores do número de Mach M1 2 {1,5; 3; 6}. A otimização foi realizada com base no Método de Otimização de Forma e os perfis geométricos aproximados por três modelos: (1C) lei de potência, (2C-S) lei potência com face plana e (2C-NS) lei de potência deslocada com face plana. O coeficiente de arrasto sobre estas formas foi calculado com base no Método dos Volumes Finitos e os coeficientes da otimização determinados com base no algoritmo de Evolução Diferencial conjugado ao Método das Superfícies de Resposta. Os resultados mostraram que a redução do número de Reynolds...

Orientador : Prof. Dr. Carlos Henrique Marchi; Coorientadores : Prof. Dr. Marcio Augusto Villela Pinto, Prof. Dr. Luciano Kiyoshi Araki; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 26/02/2013; Inclui referências; Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos; Resumo: A influencia de alguns parametros do metodo multigrid geometrico sobre o tempo de CPU para tres diferentes modelos matematicos bidimensionais do escopo da CFD (Computational Fluid Dynamics) e investigada. Os modelos matematicos sao: a equacao de Laplace, a equacao de Adveccao-Difusao e as Equacoes de Burgers. Os parametros em estudo sao: numero de iteracoes internas do solver (ƒË); numero de malhas (L); numero de incognitas (N); solvers e operadores de prolongacao. O multigrid e empregado com esquema FAS (Full Approximation Scheme) e tecnica FMG (Full Multigrid) com ciclo V e razao de engrossamento r = 2. As equacoes diferenciais sao discretizadas pelo Metodo dos Volumes Finitos (MVF) em geometrias simples e malhas bidimensionais uniformes por direcao, com aproximacoes de 2a ordem CDS e correcao adiada. As condicoes de contorno, do tipo Dirichlet...

Orientador : Prof. Dr. Carlos Albero Bavastri; Co-orientador : Prof. Dr. Eduardo Márcio de Oliveira Lopes; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 23/02/2015; Inclui referências : fls. 81-87; Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos; Resumo: Neutralizadores dinâmicos viscoelásticos são dispositivos auxiliares consagrados, utilizados no controle de vibração e ruído de sistemas mecânicos. Mais recentemente, eles vêm sendo particularmente estudados no controle de sistemas não lineares. O uso de neutralizadores viscoelásticos se sobressai pelo fato de que a implementação prática de neutralizadores dinâmicos com amortecimento viscoso é difícil, aparecendo esses na maioria das vezes, apenas para o fim de comparações. Os materiais viscoelásticos têm a capacidade de armazenar e dissipar energia vibratória, consolidando os elementos de mola e amortecedor em um único elemento. Neste trabalho, é apresentada uma metodologia para a identificação de um sistema não linear cúbico, utilizando o problema inverso de identificação e, posteriormente, a concepção de um neutralizador dinâmico viscoelástico linear ótimo ligado àquele sistema não linear cúbico. A formulação matemática baseia-se no conceito de parâmetros equivalentes generalizados para o neutralizador...

Orientador : Prof. Dr. Silvio Francisco Brunatto; Coorientador: Prof. Dr. Rodrigo Perito Cardoso; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 12/08/2015; Inclui referências : f. 173-190; Resumo: O processo de cementação assistida por plasma é um método eficiente para promover a modificação das propriedades mecânicas e do comportamento tribológico dos aços inoxidáveis, sem no entanto reduzir sua resistência à corrosão. Neste sentido, nesta pesquisa, amostras do aço inoxidável martensítico AISI 420 foram submetidas ao tratamento de cementação por plasma a baixa temperatura. Duas séries de tratamentos foram realizadas: i) uma no intuito de avaliar o efeito do tempo de cementação sobre as características microestruturais e sobre as propriedades mecânica, tribológicas e eletroquímicas do material tratado; e a outra ii) com intento de determinar a influência da temperatura de cementação sobre as características e propriedades anteriormente listadas. As amostras tratadas foram caracterizadas microestruturalmente utilizando-se as técnicas de microscopia ótica e difração de raios X; mecanicamente empregando-se as técnicas de microdureza...

Orientador : Prof. Dr. Luciano Kiyoshi Araki; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 24/02/2015; Inclui referências : fls. 94-97; Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos; Resumo: Neste trabalho, foram estudadas aproximações numéricas para o Método dos Volumes Finitos. Empregam-se nas simulações arranjo co-localizado de variáveis, solução segregada e técnicas de verificação numérica. O primeiro caso estudado envolveu a equação de Burgers unidimensional, na qual cinco tipos diferentes de aproximações foram utilizadas: upwind di_erencing scheme (UDS), central di_erencing scheme (CDS), total variation diminishing (TVD) e essentially non-oscillatory scheme (ENO), de primeira e segunda ordens. Neste estudo, todas as cinco aproximações forneceram resultados coerentes. Na sequência foram analisados escoamentos compressíveis, não reativos, de gases com propriedades constantes, modelados através das equações de Euler; nos estudos unidimensionais, ar e vapor de água foram escolhidos como fluidos de trabalho, enquanto que para o escoamento bidimensional, considerou-se apenas ar. Para esses casos...