Engenharia Mecânica
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Dissertação Estratégias de controle para projeto de sistemas antitravamento de freios (ABS)(2010) Okazaki, Murilo HidekiA dissertação tem como objetivo a implementação e simulação de duas estratégias de controle para projeto de sistemas antitravamento de freio, conhecido como ABS, através da ferramenta Simulink do software Matlab®. Utiliza-se o modelo veicular planar de ½ de veículo e o modelo de atrito pneu-solo desenvolvido por Burckhard como base para o desenvolvimento do trabalho. As duas estratégias de controle atuam monitorando o coeficiente de escorregamento longitudinal do pneu para o funcionamento do sistema ABS. A primeira estratégia implementada utiliza um controlador do tipo modos deslizantes (sliding mode). A segunda estratégia é implementada através da utilização de um controlador proporcional-integrativo (PI). A análise de resultados aponta a estratégia de controle que obteve melhores resultados e direciona as ações a serem desenvolvidas em futuros trabalhos.Dissertação Desenvolvimento de um modelo de simulação do acoplamento da embreagem durante a partida do veículo(2010) Duque, E. L.O sistema de embreagem trabalha basicamente como uma interface entre o motor e o veículo. O motor gera potência e torque em uma dada rotação enquanto o veículo parte do repouso. A fase de escorregamento é uma fase crítica para a embreagem durante a partida. Vários estudos têm sido feitos para se estimar o tempo total de escorregamento e a energia gerada durante o acoplamento da embreagem. Considerações sobre essa energia para análise da capacide da embreagem são feitas, resultando em um modelo dinâmico compostos pelos componentes principais do powertrain do veículo. Através de estudo de caso, o modelo proposto é comparado com um modelo simplificado encotrado na literatura e com medições de um veículo para se avaliar sua eficácia. Também são discutidos alguns novos modelos de atrito, além do conhecido modelo de atrito de Coulomb, para se verificar qual melhor se adapta a essa situaçãoDissertação Avaliação da dinâmica lateral de veículos comerciais equipados com multieixos esterçantes(2010) Pereira, D.R.O comportamento da dinâmica lateral de um ônibus com arranjo de eixos específico do tipo 6x2 onde as rodas do eixo de apoio traseiro apresentam esterçamento é analisado durante a execução de uma manobra em curva através da construção de um modelo matemático computacional que represente o veículo em questão. Para o modelamento é utilizado o software MatLab / Simulink. Não linearidaes das forças laterais desenvolvidas pelos pneus durante a operação de manobra são consideradas no modelamento. Para efeito de avaliação e justificativa do emprego de um eixo de apoio traseiro esterçante, é feita uma comparação entre ônibus 6x2 equipado com o eixo de apoio esterçante e não-esterçante. Vale ressaltar a enorme carência de literatua sobre dinâmica lateral de veículos não-articulados equipados com mais de dois eixos como motivação para investigação nessa linha.Dissertação Estudo da influência do material de atrito dos discos de embreagem sobre o fenômeno de trepidação (judder) em veículos(2010) Gregori, I. R. S.Trepidações veiculare (judder0 são vibrações que ocorrem em baixas frequências e em grandes amplitudes e que, dependendo da intensidade, podem gerar algum grau de desconforto aos usuários do veículo. Atualmente, existem bancos de provas especificamente desenvolvidos para medir a sensibilidade do material de fricção do disco da embreagem a judder, porém a teste da demanda muito tempo para ser realizado. Em virtude disso, o trabalho foi desenvolvido, basicamente, em três partes. Na primeira parte, foi desenvolvida uma alternativa para simular os resultados do banco de provas a judder de maneira mais rápida, através de uma simulação numérica e para executá-la foi necessário informar o gradiente de atrito do material de fricção, ou seja, o comportamento do atrito versus a velocidade relativa de deslizamento. O gradiente de atrito foi determinado através de um teste padrão existente de durabilidade. Os resultados das simulações do modelo proposto mostraram uma boa aproximação entre três nmateriais testados, tanto em banco de provas em laboratório externo, como na simulação numérica. Na segunda parte do trabalho, para um melhor entendimento e aprofundamento do assunto, foi decidido caracterizar o problema do judder no veículo, propriamente dito, através de simulação numérica como cinco graus de liberdade. A simulação numérica se dividiu em duas partes: a) fase deslizamento da embreagem e b) fase pós sincronização entre motor e transmissão, ou seja, sem deslizamento do disco da embreagem, reduzindo a quatro graus de liberdade o modelo. Na simulação numérica do veículo, foi muito claro verificar o problema de judder, principalmente na interação com as outras partes do powertrain do veículo. O trabalho encerra, com uma terceira parte, com testes experimentais de judder no veículo, para uma comprovação prática do problema e a validação da eficiência das simulações numéricasDissertação Análise do efeito da suspensão traseira de veículo rodoviário de carga no desempenho de pavimentos flexíveis(2009) Shiotsuki, Rafael DominguesEste trabalho apresenta um estudo do efeito da suspensão traseira de um veículo rodoviário de carga no desempenho de pavimentos flexíveis. Compara-se a degradação ao longo do tempo causada por um caminhão com suspensão traseira mecânica e outro com suspensão traseira pneumática. Um modelo matemático de meio veículo com 4 graus de liberdade é utilizado para modelar a dinâmica vertival do veículo. Para a simulação dos veículos em estudo utilizam-se dados de caminhões reais e realizam-se as simulações no programa Matlab/Simulink. Para simulação do desempenho de pavimentos flexíveis utiliza-se o programa SisPav 2009. Este programa foi desenvolvido pelo Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-graduação e Pesquisa de Engenharia (COPE) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 2007 e utiliza a teoria da elasticidae com um modelo elástico não linear para calcular as tensões e deformações no pavimento e modelos mecãnicos para previsão dos danos acumulados por fadiga, da deformação permanente e da estimativa da vida de serviço do pavimento- Análises numérica e experimental em bancada do impacto entre válvula e anel inserto em motores de combustão interna(2015) Daminato, G.Esta dissertação visa contribuir com parte do entendimento das causas do desgaste entre a válvula e anel assento de válvula através do estudo do impacto entre eles, propondo um novo conceito para avaliação dinâmica do trem de válvulas, numa tentativa de identificar falhas de projeto e propor melhorias aos componentes ligados ao sistema, a falha ou desgaste prematuro em qualquer parte destes componentes pode acarretar desde o mau funcionamento até a perda total do motor. Através de um método experimental baseado em acelerômetros, e a construção de um modelo matemático através do software ADAMS para simulação dos valores experimentais e quantificar a energia dissipada pela válvula contra o anel assento, o estudo concentra-se na válvula e sede de válvula por se tratar de componentes com grande importância para o funcionamento dos motores de combustão interna. Prontamente, o trabalho apresenta o resultado comparativo entre componentes do trem de válvulas com mesma função, formas construtivas e respostas dinâmicas diferentes, identificando e quantificando o quanto cada componente do trem de válvulas representa neste impacto. Os resultados finais obtidos comprovaram que o objetivo do trabalho foi atingido.
- Estudo da influência dos parâmetros geométricos na redução de esforços no sistema de direção de um veículo FSAE(2015) Tognolli, AndréA dificuldade no acerto de uma arquitetura veicular está diretamente ligada ao custo e tempo operacional. Em muitos casos, o uso do mesmo componente em diversas plataformas veiculares nem sempre atende as características de conforto e desempenho esperados, e ajustes corretivos são realizados no decorrer do desenvolvimento sem o uso de conceitos básicos na construção de um veículo. O presente trabalho explora o método de modelagem e validação de duas ferramentas computacionais capazes de reproduzir o comportamento dinâmico de um veículo Fórmula SAE. Frente às limitações na realização de testes físicos, com isso é possível prever matematicamente os esforços e momentos gerados na coluna de direção do veículo, minimizando o esforço e melhorando o conforto do piloto antes mesmo que o componente exista fisicamente. Técnicas de instrumentação foram empregadas ao veículo físico, onde a aquisição dos sinais em regime permanente foi comparada aos modelos propostos, percorrendo a manobra conhecida como “Skid pad”. Com o software executando a mesma trajetória, foi possível adotar valores de velocidade e esterço no volante, o que possibilitou comparar a dinâmica do veículo, através dos sinais de outros sensores instalados no sistema de aquisição de dados, validando o comportamento dos modelos apresentados em regime permanente. Outros fenômenos foram estudados para se compreender a dinâmica do veículo no que tange a estabilidade lateral e o comportamento sub/sobre esterçante. No intuito de estabelecer uma melhoria no sistema de direção, foi imposta ao modelo físico, a troca da manga de eixo com o objetivo de reduzir o esforço do piloto ao realizar a manobra, esta proposta foi comparada virtualmente verificando a eficácia dos modelos multicorpos e a queda de 35%, no esforço ao girar o volante. Observou-se que os modelos são sensíveis e podem responder com precisão significativa a outras mudanças no veículo como: relação do sistema de direção, ângulo de cáster, bem como o deslocamento lateral do pino mestre, possibilitando escolhas confiáveis no acerto do veículo.
- Influência da distribuição de componentes sobre placas no projeto estrutural de equipamentos eletrônicos embarcados(2015) Buzzoleti, R. G.Todo equipamento eletrônico embarcado irá sofrer vibração em algum momento da vida. Se não for uma vibração ativa operacional, pelo menos durante o transporte alguma vibração irá ocorrer. Sendo a vibração a segunda grande fonte de falha em componentes eletrônicos (cerca de 20% segundo Steinberg, 2000), é de grande importância a sua compreensão para melhor proteger a eletrônica embarcada, principalmente, a que está submetida a severos níveis de vibração como em casos de aplicação em satélites. Normalmente, por diversas questões como acessibilidade, manuseio e manutenção, a eletrônica embarcada é composta basicamente de módulos (caixas ou invólucros) que acomodam as placas de circuito impresso nas quais são montados os componentes eletrônicos. As placas de circuito impresso são responsáveis por fornecer suporte mecânico aos componentes eletrônicos e prover a conectividade elétrica do circuito. Este trabalho tem o objetivo de estudar como a distribuição dos componentes sobre a placa afeta o seu comportamento dinâmico e, até que ponto, pode-se utilizar essa distribuição em benefício do projeto estrutural. Para isso, foi elaborado um modelo de elementos finitos onde foram obtidas as frequências naturais e os modos de vibrar da placa para 6 distribuições arbitrárias de massa. A fim de avaliar como a distribuição de massa é afetada em placas que tem maior massa adicionada, para cada distribuição de massa, a massa adicionada à placa foi aumentada em três etapas, 22,9% da massa da placa, 30,4% e 39,8%. O mesmo foi feito com a área dos suportes de fixação para avaliar como a sensibilidade da mudança da distribuição é afetada pela área de apoio. Na configuração inicial, a área dos suportes de fixação somava 5% da área da placa, posteriormente passou a ser 10% e 15%. Após a análise por elementos finitos foram realizados ensaios experimentais e os resultados dos mesmos foram comparados com os resultados da simulação e com outros resultados obtidos na bibliografia.
- Aplicação da transformada Wavelet no monitoramento de sinais de vibração em rolamentos(2014) Machado, Angelo de Moura