Engenharia Mecânica
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Artigo Avaliação Mecânica e Determinação de Parâmetros na Colocação da Haste de HARRINGTON(1985) DELIJAICOV, SergioArtigo Silício: Abundante, eclético, sofisticado(2004-01-04) PAPALEO, R.Artigo Design of robust controllers with time domain specifications Projeto de controladores robustos com especificações temporais(2005) Leonardi F.; Da Cruz J.J.The robust design of compensators with time domain specifications aiming setpoint tracking and disturbance rejection is discussed in this paper from a perspective of loop shaping. The constraints to provide robust disturbance rejection are derived as functions of reference models, which contain the associated time domain specifications. It is shown that the larger is the distance between the nominal plant model and the reference models to be followed the more restrictive the design constraints will be. The problems can be posed as model matching compensators and the proposed procedure may reduce the conservativeness normally associated with their design. The plant model is assumed subject to unstructured uncertainties and the design specifications are written in the usual form of loop shape constraints. Hence techniques like H∞ and LQG/LTR can be applied as design tools. In order to illustrate the use of the proposed methodology we consider a multivariable mixture tank as an example.Artigo de revisão Phenomenological model of particulate matter emission from direct injection diesel engines(2005-07-05) ARGACHOY, C.; PIMENTA, A. P.A new phenomenological model is introduced by applying established conceptual models for direct injection combustion to develop a mathematical description of events. The model has the capability to predict particulate mass output, as well as a particulate mass history over a single combustion event. The model was developed in a Matlab-Simulink environment to promote modularity. Results of particulate mass output from single cylinder laboratory engine, and six-cylinder vehicular engine were used to determine the validity of the predictions made. Although predicted values do not perfectly match measured values, there is certainly reasonable agreement. Copyright © 2005 by ABCM.Artigo Superficial integrity analysis in a super duplex stainless steel after turning(2006) BORDINASSI, Éd Cláudio; STIPKOVIC FILHO, Marco; BATALHA, Gilmar Ferreira; DELIJAICOV, Sergio; Nelson BatistaArtigo Comparação entre ferramentas para furação de polímeros reforçados por fibra de vidro(2006-04-05) BATALHA, G. F.; STIPKOVIC FILHO, M.; Sergio Delijaicov; Ed Claudio BordinassiPara obter furos de boa qualidade em matrizes termofixas reforçadas com fibra de vidro, deve-se reduzir a força axial e o torque durante a furação. O estudo experimental relatado neste artigo avalia o desempenho e aponta a influência de quatro tipos de ferramentas (brocas helicoidais de aço rápido, serra de copo comum, serra de copo diamantada e trepanadora com insertos de metal duro) sobre estes parâmetros. Com base em um planejamento estatístico dos experimentos e na análise de variância, é possível avaliar esses fatores individualmente, seus efeitos de interação e os respectivos níveis de significância.Artigo de evento Another argument to consider the reliability of the uncertainty Type B similar to Type A(2006-09-22) BULBA, E. A.; SVOLL, V. R.The ISO-GUM express that the standard deviation of the experimental standard deviation of the mean q obtained for ratio σ[s(q)]/ σ (q) has a not negligible value for practical values of n, and therefore that Type A evaluations of the standard uncertainty are not necessarily more reliable than Type B evaluations. Although this correct comparison either, the assertion based on the value of the s(q) is the not best, in way that this work to consider other relation as argument for this comparison.Artigo de evento Incremental root locus and pid tuning(2006-10-04) GOMES, S. C. P.; Fabrizio Leonardi; DA CRUZ, J. J.This work discusses the Incremental Root Locus property and one application of it to PID controllers tuning. It is shown that using that property it is easy do determine the departure angle from the real axis, which is a not a trivial task using the classical root locus rules. As an application, a procedure for tuning PID controllers in two steps is shown. Firstly it is necessary to perform a step response test using a proportional controller in order to stabilize the system. In a second step the PID design is performed by a zero-pole canceling. The controller obtained is a two-degree-of-freedom PID controller. Simulations carried out indicate that the controller associated with the setpoint tracking exhibits an almost first-order response whereas the one associated with the disturbance rejection exhibits a more oscillatory response. As illustrations, a real application for a position servo control system and some design projects tested by simulation were done.Artigo Residual stresses modelling in hard turning and its correlation with the cutting forces(2007) DELIJAICOV, Sergio; AGUIAR, João Batista de; BORDINASSI, Éd Cláudio; BATALHA, Gilmar Ferreira; STIPKOVIC FILHO, MarcoArtigo Multivarible robust control with time-domain specifications: Servo and regulator problems(2007) Leonardi F.; Da Cruz J.J.; Bittar A.The robust design of compensators and the input scaling aiming setpoint tracking and disturbance rejection with time-domain specifications are presented from a perspective of loop-shaping. Since there is not an explicit relationship between loop-shaping and time-domain specifications, the latter are indirectly taken into account by forcing the plant output to follow the output of a reference model. The design specifications are written in form of loop-shape constraints. Hence, techniques like H∞ can be applied. In order to discuss the frequency dependence of the design constraints, an electromagnetic levitation suspension vehicle prototype and a multivariable mixture tank are considered. © Springer-Verlag 2007.Artigo de evento Charge-based continuous equations for the transconductance and output conductance of graded-channel SOl MOSFET's(2007-01-05) Michelly De Souza; Marcelo Antonio PavanelloThis paper presents charge-based continuous equations for the transconductance and output conductance of submicrometer Graded-Channel (GC) Silicon-On-Insulator (SOI) nMOSFET. The effects of carrier velocity saturation, channel length modulation and drain-induced barrier lowering were taken into account in the proposed equations. Experimental results were used to test the validity of the equations by comparing not only the transconductance and the output conductance, but also the Early voltage and the open-loop voltage gain, showing a good agreement in a wide range of bias.Artigo Mutually connected phase-locked loop networks: Dynamical models and design parameters(2008) Orsatti F. M.; Carareto R.; Piqueira J. R. C.Distribution of timing signals is an essential factor for the development of digital systems for telecommunication networks, integrated circuits and manufacturing automation. Originally, this distribution was implemented by using the master-slave architecture with a precise master clock generator sending signals to phase-locked loops (PLL) working as slave oscillators. Nowadays, wireless networks with dynamical connectivity and the increase in size and operation frequency of the integrated circuits suggest that the distribution of clock signals could be more efficient if mutually connected architectures were used. Here, mutually connected PLL networks are studied and conditions for synchronous states existence are analytically derived, depending on individual node parameters and network connectivity, considering that the nodes are nonlinear oscillators with nonlinear coupling conditions. An expression for the network synchronisation frequency is obtained. The lock-in range and the transmission error bounds are analysed providing hints to the design of this kind of clock distribution system. © 2008 The Institution of Engineering and Technology.Artigo Surface integrity analysis in the super duplex stainless steel ASTM-A890 after machining(2008) Bordinassi E.C.; Stipkovic M.F.; Batalha G.F.; Delijaicov S.; De Lima N.B.The purpose of this paper was to study the main effects of the turning in the superficial integrity of the duplex stainless steel ASTM A890-6A. The tests were conducted on a turning centre with carbide tools and the main entrances variables were: tool material class, feed rate, cutting depth, cutting speed and cutting fluid utilisation. The answers were analysed: microstructural analysis by optical microscopy and x-ray diffraction, cutting forces measurements by a piezoelectric dynamometer, surface roughness, residual stress by x-ray diffraction technique and the microhardness measurements. The results do not show any changes in the micro structural of the material, even when the greater cutting parameters were used. The smaller feed rate (0.1 mm/v), smaller cutting speed (110 m/min) and the greater cutting depth (0.5 mm) provided the smaller values for the tensile residual stress, the smaller surface roughness and the greater microhardness. Copyright © 2008 Inderscience Enterprises Ltd.Artigo Removing Eddy-Current probe wobble noise from steam generator tubes testing using Wavelet Transform(2008-09-05) Lopez L. A. N. M.; Ting D.K.S.; Upadhyaya B.R.One of the most important nondestructive evaluation (NDE) applied to steam generator tubes inspection is the electromagnetic Eddy-Current testing (ECT). The signals generated in this NDE, in general, contain many noises which make difficult the interpretation and analysis of ECT signals. One of the noises present in the signals is the probe wobble noise, which is caused by the existing slack between the probe and the tube walls. In this work, Wavelet Transform (WT) is used in the probe wobble de-noising. WT is a relatively recent mathematical tool, which allows local analysis of non-stationary signals such as ECT signals. This is a great advantage of WT when compared with other analysis tools such as Fourier Transform. However, using WT involves wavelets and coefficients' selection as well as choosing the number of decomposition level needed. This work presents a probe wobble de-noising method when used in conjunction with the traditional ECT evaluation. Comparative results using several WT applied to Eddy-Current signals are presented in a reliable way, in other words, without loss of inherent defect information. A stainless steel tube, with two artificial defects generated by electro-erosion, was inspected by a ZETEC MIZ-17ET ECT equipment. The signals were de-noised through several different WT and the results are presented. The method offers good results and is a promising method because it allows for the removal of Eddy-Current signals' probe wobble effect without loss of essential signal information. © 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.Artigo A low-cost anthropometric walking robot for reproducing gait lab data(2008-12-05) Da Silva Santana R.E.; De Toledo Fleury A.; Menegaldo L.L.Human gait analysis is one of the resources that may be used in the study and treatment of pathologies of the locomotive system. This paper deals with the modelling and control aspects of the design, construction and testing of a biped walking robot conceived to, in limited extents, reproduce the human gait. Robot dimensions have been chosen in order to guarantee anthropomorphic proportions and then to help health professionals in gait studies. The robot has been assembled with low-cost components and can reproduce, in an assisted way, real-gait patterns generated from data previously acquired in gait laboratories. Part of the simulated and experimental results are addressed to demonstrate the ability of the biped robot in reproducing normal and pathological human gait.Dissertação Uso da cavitação hidrodinâmica como uma alternativa para a produção de biodiesel(2009) Santos, S. L. dosO biodiesel é quimicamente constituído por ésteres alquílicos de ácidos graxos. O álcool utilizado em sua produção pode ser metanol ou etanol. O biodiesel é produzido por metanólise ou etanólise de triglicérides naturais, tais como gorduras animais e óleos vegetais. Sabe-se que é uma alternativa ao petrodiesel convencional, devido à sua capacidade de renovação e melhor desempenho de combustão, além de reduzir as emissões de monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos (HC) e materias particulado (MP). A produção de biodiesel consiste na transsesterificação é afetado pelo tipo de álcool, razão molar entre álcool e óleo, quantidade e tipo de catalisador, temperatura e pureza dos reagentes. A transesterificação de trigilicerídeos com metanol ou etanol é uma reação heterogênea e a mistura dos reagentes é de crucial importância. Portanto, um dos parâmetros mais importantes que afetam a reação é a eficiência da mistura. O método usual utiliza um misturador mecânico, no entanto, experimentos foram feitos utilizando cavitação, que pode ser gerada por energia ultra-sônica ou hidrodinâmica que pode ser induzida pelo uso de homogeneizadores de alta pressão ou bombas centrífugas destinadas à melhoria da eficiência da mistura. A cavitação ultra-sônica ou acústica tem sido utilizada para reações químicas severas, ou seja, que requerem uma alta intensidade de mistrua. Neste estudo, foi observado que o método assistido por cavitação hidrodinâmica promove o aumento da produção de biodiesel, em comparação com o método tradicional que utiliza agitação mecânica. A geração de cavitação hidrodinãmica foi feita por uma restrição causada por uma placa de orifício colocada na tubulação de sucção da bomba e a construção do reator foi baseada em normas de testes de bombas, diferente de obras recentes que basearam a construção dos mesmos em homogeneizadores de alta pressão. Também foi observado que a operação do equipamento utilizado é simples e com baixo custo de manutenção, concluindo que o processo de transferência da escala de laboratório para a produção industrial (scale-up) é relativamente simples.Dissertação Cinética de formação de fase sigma entre 700ºC e 900ºC no aço inoxidável superduplex UNS S32750(SAF 2507)(2009) Romana, R.O avanço no desenvolvimento de novos materiais trouxe ao mercado a melhor combinação de propriedades mecânicas de aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos ao criar o aço inoxidável dúplex. Com frações semelhantes de ferrita e austenita em sua estrutura, possuem alta resistência à corrosão sob tensão e à corrosão intergranular, ótimas resistência mecãnica e tenacidade, e boa soldabilidade, ou seja, as melhores características dos aços ferríticos e austeníticos. O aço UNS S32750 é chamado de superdúplex devido à sua elevada resistência à corrosão por pite, superior à dos aços inoxidáveis dúplex, consequência das maiores concentrações de cromo, molibdênio e nitrogênio. Porém, quando submetido a elevadas temperaturas pode apresentar em sua estrutura fases intermetálicas que degradam suas propriedade e limitam sua utilização. A principal delas é a fase sigma, por ser a fase que mais facilmente surge no aço inoxidável e por ser a mais degradante às suas propriedades mecãnicas e de resistência à corrosão. Assim, estudar a susa cinética de formação é de extrema importãncia para que a resistência à corrosão e as propriedades mecânicas do aço UNS S32750 sejam preservadas. Este trabalho analisou o comportamento deste aço após tratamentos térmicos de envelhecimento em temperaturas entre 700ºC e 900ºC, por diferentes intervalosd e tempo, através de gráficos de dureza e de frações volumétricas de ferrita, austenita e sigma. Concluiu-se que a dureza do material está diretamente relacionada à fração volumétrica de sigma existente na estrutura do aço. Além disso, puderam ser identificados como principais mecanismos formadores de sigma: decomposição eutetóide lamelar e/ou precipitação descontínua nas amostras envelhecidas a 700ºC, 750ºC e 800ºC (com morfologia de sigma em lamelas, predominante), e decomposição euteóide divorciada e/ou precipitação contínua nas temperaturas de 850ºC e 900ºC (onde se verificou morfologia maçiça de sigma). De 700ºC a 800ºC foram observados mecanismos semelhantes na formação de sigma, porém em intervalos de tempo diferentes, pois quanto maior a temperatura mais rapidamente esta fase se formará. A 850ºC e 900ºC os mecanismos de formação de sigma aconteceram simultaneamente e mais rapidamente, muito provavelmente por conta da morfologia maçiça, característica observada nas amostras envelhecidas nestas temperaturas, provocando maior cinética de formação de fase sigma nestas temperaturasDissertação Modelagem do comportamento direcional de motocicletas em curva(2009) Donadio, R. N.O mercado de motocicletas vem apresentando um aumento crescente de vendas nos últimos anos. Este resultado positivo é estimulado pela mudança de percepção por parte dos consumidores em não desprezar o veículo de duas rodas como meio de transporte. Economia de combustível, facilidade de estacionamento e rapidez na locomoção confirmam a absorção deste produto no mercado. Porém o crescimento dos trabalhos científicos em dinâmica de motocicletas não cresce na mesma taxa do mercado, tornando-se assim um tema a ser explorado para aprimorar a segurança do condutor ou auxiliar o desenvolvimento de novos projetos. Este trabalho utiliza um modelo de multicorpos de motocicleta contendo 4 corpos rígidos conectados por juntas de revolução e parametrizados por 7 graus de liberdade. O modelo contempla as principais características geométricas e inerciais da motocicleta. Utilizou-se no modelo matemático equações não lineares algébricas. O modelo é submetido a trajetória curvilínea com raio e velocidade constante, permitindo-se conhecer o comportamento da motocicleta em regime permanente, utilizando-se dois parâmetros de entrada impostos pelo piloto: ângulo de esterço e ângulo de rolagem. Os resultados das simulações são discutidos e apresentados de forma gráfica. Com o objetivo de validar o modelo matemático, utilizou-se uma motocicleta instrumentada com equipamento de aquisição de dados e compara-se os valores reais com os obidos no modelo matemático.Dissertação Desenvolvimento de um modelo de programação linear para apoio à tomada de decisão em uma cadeia de suprimentos(2009) Ignacio, Bruno Alvarez FerreiraO cenário de negócios atual é caracterizado pela alta competitividade e pelo aumento do nível de exigência do consumidor. Ele exige das organizações novos padrões de custo, de qualidade, de agilidade e de flexibilidade que podem ser alcançados com o aumento da eficiência dos processos internos e externos. Nesse contexto, a configuração e a gestão da cadeia de suprimentos ganharam importância. As organizações começaram a vê-las como uma maneira para aumentarem seus retornos e obterem vantagem competitiva sobre seus concorrentes. Na gestão da cadeia de suprimentos são tomadas diversas decisões que podem influenciar no resultado final da mesma. Este estudo propõe um modelo de programação linear para auxiliar a tomada decisão em uma cadeia de suprimentos. Ele procura maximizar o lucro total de toda cadeia ao longo de um determinado horizonte de planejamento, para isso o mesmo utiliza informações oriundas de todos os integrantes dessa cadeia. Para verificar susa eficácia ele é aplciado a uma cadeia de suprimentos hipotética em nove diferentes situações de variações de demandas e de capacidades de produção e estocagem dos vários integrantes da cadeia considerada. São feitas, ainda, comparações entre os resultados que seriam obtidos com a aplicação do modelo proposto e com outro modelo de gestãoDissertação Projeto de um sistema de controle adaptativo para laminação a frio baseado em sistema inteligente com cancelamento das perturbações por filtro inverso(2009) Caldas, L.O objetivo desse trabalho é o projeto de um sistema de controle para laminador a frio, de alto desempenho para a melhoria na qualidade da espessura de saída em produtos planos e laminados. A estrutura de controle proposta, baseada no princípio do BISRA é integrada por dois modelos sendo um controlador adaptativo cuja função de transferência é o inverso da função de transferência da planta e o cancelador fazendo a função de filtro inverso e adaptativo para as perturbações de entrada. O cancelador das perturbações é baseado no controlador Internal Mode Control (IMC) para a rejeição de perturbações, as quais são separadas na saída da planta e injetadas em um filtro adaptativo inverso e subtraídas da entrada da planta e injetadas em um filtro adaptativo inverso e subtraídas da entrada da planta para o seu cancelamento. Quanto ao controlador da dinâmica da planta, a operação é feita em malha aberta para o acompanhamento do sinal de referência. Ambos os modelos são adaptados por uma rede neural e nebulosa. Os modelos da planta e do inverso da planta são obtidos numericamente por meio de uma modelagem rede neural nebulosa, baseados no modelo nebuloso Takagi e Sugeno. A sintonia automática das regras nebulosas é realizada usando a estatística multivariada aplicada à base de dados denominada de agrupamentos "cluster". O desempenho da arquitetura de controle é avaliado, sob às mesmas condições, com o resultado obtido em um projeto de controle de espessura para um laminador cuja arquitetura de controle é baseada em um regulador LQG em malha fechada. O resultado obtido por simulação mostra que o sistema de controle proposto apresenta melhor desempenho do que o projeto com LQC, quanto à precisão de controle, desconsiderando-se o esforço de controle