Engenharia Mecânica (UACSA)
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TCC - Trabalho de Conclusão de Curso
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Item Revisão teórica do uso de próteses cerâmicas na região femoral(2019-07-10) Vasconcelos Filho, Elenilton Xavier de; Araújo, Vinícius Dantas de; http://lattes.cnpq.br/9752753965948564; http://lattes.cnpq.br/7369646269005456A interação dos biomateriais metálicos com o tecido vivo do corpo humano resulta em uma liberação de íons metálicos pelo organismo. No caso de uma prótese de quadril é necessário um contato superficial maior, de forma que essa liberação pode até causar efeitos carcinogênicos. Com o intuito de obter um material alternativo para a liga de titânio (Ti-6Al-4V) usada atualmente em próteses, realizouse uma análise estrutural pelo método dos Elementos Finitos, para fins comparativos, utilizando a cerâmica zircônia-alumina (Zirconia Toughened Alumina – ZTA) numa prótese de quadril, levando em consideração um ser humano de 60kg em uma caminhada. A partir de uma geometria inicial, que apresenta pontos de concentração de tensão bem definidos, foi verificado que a tensão máxima presente na prótese em relação aos dois materiais apresenta valores na ordem de 90MPa para a ZTA e 80MPa para o Ti-6Al-4V. Com a intenção de diminuir a tensão máxima no implante uma nova geometria foi criada visando menos concentradores de tensão, fazendo com que os valores máximos de tensão diminuíssem para aproximadamente 47MPa nos dois materiais. Nesse caso, pode-se considerar a cerâmica ZTA como uma boa alternativa para a substituição da liga de Ti-6Al-4V, levando em consideração a inércia química da cerâmica e algumas de suas propriedades mecânicas.Item Comparação de desempenho das técnicas de controle PID e por modo deslizante no rastreamento de trajetórias de um sistema dinâmico não linear com motores de hélice(2019-12-12) Silva Júnior, Edivaldo Sebastião da; Medeiros, Philippe Eduardo de; http://lattes.cnpq.br/5594617038786753Atualmente, sistemas de controle ganham cada vez mais destaque no meio científico e no meio industrial, essa maior abrangência dos sistemas de controle, se dá principalmente pelo avanço teórico e tecnológico da engenharia de controle. Esse avanço passa pela solidificação de técnicas de controle cada vez mais robustas, principalmente as técnicas de controle não linear. Diante deste fato, este trabalho consiste da comparação da técnica de controle linear PID e da técnica de controle não linear por modo deslizante, ambas as técnicas sendo aplicadas em um sistema dinâmico não linear de segunda ordem. A comparação do controle PID e do controle por modo deslizante, abordados neste trabalho, se deu a partir de simulações numéricas do sistema Seesaw Propeller e também por meio de experimento físico utilizando uma planta real do sistema. Os resultados apresentados neste trabalho contêm a performance individual de cada controlador, a partir de uma análise quantitativa de seu desempenho, essas análises foram feitas tanto para as simulações numéricas quanto para os experimentos realizados. Esses resultados estão expressos ao longo do trabalho por meio de gráficos e por meio da análise do erro quadrático médio apresentado por cada controlador.Item Estudo da influência do fluido de trabalho no desempenho de um ciclo Rankine orgânico através da análise energética(2019-12-12) Anjos, Leidy Catarina Felix dos; Souza, Ronelly José de; http://lattes.cnpq.br/8234458375858794; http://lattes.cnpq.br/3187993447331921Atualmente a ciência tem buscado o reaproveitamento de energia nas mais diversas formas.O Ciclo Rankine Orgânico (ORC) já é utilizado em várias aplicações em fontes térmicas debaixa e média temperaturas, tais como: calor residual, energia solar, concentradores solar eetc. Este trabalho tem como objetivo a análise energética de um ORC, baseado em umadissertação de mestrado, através da influência da variação de fluidos de trabalho sob aperspectiva da primeira lei da termodinâmica. As análises foram feitas através de simulaçãocomputacional no software EngineeringEquation Solver (EES). Os fluidos estudados foram:R123, R134a, R227ea, R245fa e R290 onde se avaliou o comportamento do ORC mediantea variação de alguns parâmetros como forma de avaliar a viabilidade de aplicação tanto doORC como do refrigerante mais adequado ao projeto. Os parâmetros são: relação depressão (RP), temperatura na entrada do expansor (T5), temperatura de condensação (T2),eficiência, letra grega “eta” e potência líquida (Ẇₗᵢq).Verificou-se que os fluidos que obtiveram os maioresníveis de potência e eficiência foram: R134a, R227ea e R290.Item Controle de sistemas dinâmicos não lineares via linearização por realimentação com compensação Fuzzy de incertezas(2019-07-11) Montenegro, Marcelo Costa; Medeiros, Philippe Eduardo de; Martins, Weliton Soares; http://lattes.cnpq.br/9333618261815257; http://lattes.cnpq.br/5594617038786753; http://lattes.cnpq.br/8933714162193368Com o avanço da tecnologia, e consequentemente da computação, os métodos de controle não lineares estão se desenvolvendo cada vez mais no meio científico, promovendo uma sólida base teórica e experimental nesta área. O objetivo deste trabalho consiste na aplicação da técnica de controle não linear Feedback Linearization (Linearização por Realimentação) para o controle de sistemas dinâmicos não lineares. Como essa técnica possui uma grande limitação, que é a necessidade do conhecimento preciso dos parâmetros e da dinâmica da planta a ser controlado, foi desenvolvido um compensador fuzzy para fornecer um esforço adicional de controle de modo a compensar todas incertezas presente no sistema. O compensador fuzzy se destaca pelo fato de não ser necessário um conhecimento prévio do modelo do sistema. Além do desenvolvimento teórico de técnica Feedback Linearization e do compensador fuzzy, um controlador linear do tipo PID será utilizado para fins de comparação com as técnicas não lineares abordadas. Para comprovar a eficácia da técnica apresentada, ela será aplicada no problema de controle de posição de um sistema seesaw propeller, que de maneira simplificada, possui uma certa analogia com um dos graus de liberdade de um veículo aéreo não tripulado. Simulações numéricas e resultados experimentais serão apresentados para mostrar as performances dos controladores abordados no presente trabalho.Item Análise aerodinâmica de uma turbina eólica de eixo horizontal para microgeração de energia elétrica em ambientes rurais(2019-12-03) Barros, Karla Cristina Silva; Souza, Alisson Cocci de; http://lattes.cnpq.br/0526736580480309; http://lattes.cnpq.br/8663471634351100A presente pesquisa tem como objetivo realizar a análise aerodinâmica de alguns perfis NACA 4 dígitos aplicados a um aerogerador de eixo horizontal de 3 pás e diâmetro de 4m para avaliar quanto ao desempenho e viabilidade do projeto. Os perfis NACA 0012,0015,2412 e 4415 foram escolhidos através do levantamento bibliográfico devido ao seu uso em outros projetos e demonstração de características pertinentes. A análise aerodinâmica foi realizada pelo software QBlade, que utiliza como método matemático a metodologia BEM e a Teoria de Viga de Euler-Bernoulli. Sendo assim, foi possível obter as relações entre os coeficientes de sustentação e seus respectivos ângulos de ataque e coeficiente de sustentação, obter o coeficiente de potência e o torque máximo, além de simular os efeitos das forças estáticas normal e tangencial geradas pelas forças de sustentação e arrasto atuantes na pá. Através da análise, constatou-se que, para os parâmetros avaliados, o rotor com o perfil 4415 apresentou melhores resultados das relações entre os coeficientes de sustentação e arrasto, sustentação e ângulo de ataque e do quociente entre sustentação e arrasto em relação do ângulo de ataque mínimo, sendo assim, o perfil 4415 seria o que viabilizaria a implantação do projeto.Item Sistema de aquisição de dados de temperatura de trocador de calor de casco e tubos(2019-12-12) Santos, Murilo Andrade; Souza, Alisson Cocci de; http://lattes.cnpq.br/0526736580480309; http://lattes.cnpq.br/2678817843201131Este projeto tem como objetivo a elaboração de um sistema de leitura de temperatura em um trocador de calor de casco e tubo, que permita avaliar a eficiência térmica do sistema com base no fluxo paralelo. No projeto foi utilizado apenas o fluxo paralelo devido à disposição do trocador de calor na bancada que foi elaborada, para evitar danos ao mesmo e para possibilitar uma montagem na bancada de forma que seja apenas necessário o fornecimento os fluidos de trabalho. Para realizar a análise de eficiência térmica, levam-se em conta as diferenças de leitura de temperaturas do fluido quente, do fluido frio e dos fluidos que saem do trocador de calor, tanto no fluxo do fluido quente quanto no fluxo do fluido frio. As temperaturas dos fluidos nas saídas também são verificadas com base na variação de fluxo do fluido frio na entrada do trocador de calor. O fluido escolhido para a realização do estudo foi a água. As medições de vazão dos fluidos, para ambos os testes foram feitas utilizando o arduino para leitura dos dados e de maneira semelhante foram feitas leituras de temperaturas dos fluidos utilizando um sensor que faz a leitura utilizando arduino e dois sensores que dispensam a utilização do arduino, devido ao fato de possuir visor próprio. Foram feitos cinco ensaios variando a vazão do fluido frio e os resultados obtidos foram satisfatórios, pois além de comprovar que uma mudança de vazão ocasiona diferença de temperaturas de saídas, conforme o esperado, tanto para o fluido quente quanto para o fluido frio, o sistema montado irá facilitar o entendimento de troca térmica para futuros discentes da instituiçãoItem Planejamento da manutenção do maquinário da oficina mecânica da Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho-UACSA(2019-07-09) Assis, Lilian Kássia Cavalcante da Silva de; Silva, Karla Carolina Alves da; http://lattes.cnpq.br/6261877082189807; http://lattes.cnpq.br/0782464542495200A adequada realização da manutenção, nos mais variados equipamentos e serviços, nos diver- sos setores, têm como algumas das consequências obtidas à conservação, a eficiência e a lu- cratividade envolvidas. Dessa forma, foi elaborada uma rotina de manutenção para a oficina mecânica da UACSA, baseada nos conceitos gerados pela estratégia de Planejamento e Con- trole da Manutenção (PCM). Através do estudo do campo em análise, pôde ser definido o método preventivo para elaboração dos planos de manutenção, devido às condições físicas observadas no local e nos equipamentos da referida oficina. Foi elaborado também um aco m- panhamento de execução dos planos de manutenção, tendo por objetivo secundário a avalia- ção da eficiência dos planos elaborados com a implantação de um indicador de manutenção. Devido às circunstâncias analisadas, acredita-se que o trabalho realizado suprirá as necessida- des da referida oficina, bem como alcançará as expectativas mediante sua execução, percebi- das a partir da avaliação de seus registros temporais.Item Análise técnico econômica do maquinário da oficina mecânica do Instituto Nacional de Tecnologia em União e Revestimento de Materiais(2019-01-21) Assis, Lilian Kássia Cavalcante da Silva de; Montoya, Maxime; http://lattes.cnpq.br/2179327647405825; http://lattes.cnpq.br/0782464542495200A análise de custos e o desenvolvimento de uma rotina padronizada para tal, em qualquer processo produtivo, são de grande importância para garantir o crescimento contínuo de uma empresa. Dessa forma, foi aplicada uma metodologia para análise dos dispêndios para fabri- cação de peças mecânicas na oficina Mecânica do Instituto Nacional de Tecnologia em União e Revestimento de Materiais – INTM, baseada nos conceitos gerados pela Engenharia de cus- tos. Uma rotina para estudo das peças foi definida e aplicada para um suporte de amostras embutidas de uma lixadeira politriz automática, que consiste de três peças fixadas entre si. Para todas elas foram definidos os roteiros de fabricação de menor custo, sendo possível a obtenção do orçamento para fabricação de cada uma das partes e, consequentemente, para o suporte. A metodologia foi considerada eficiente e adequada para a oficina em estudo.Item Construção e estudo teórico-prático de um trocador de calor de casco e tudo de bancada(2019-07-11) Silva Neto, Fernando Máximo da; Santos, Humberto da Silva; http://lattes.cnpq.br/2715913130113900Este projeto consiste na construção de um trocador de calor do tipo casco e tubo de bancada que proporcione avaliar a sua eficiência térmica, bem como a taxa de calor trocada entre os fluidos. É avaliado o desempenho do trocador de calor para diferentes arranjos de fluxos, paralelo e contracorrente, como também para diferentes vazões de escoamento dos fluidos. O casco do trocador de calor é de acrílico, visando proporcionar uma melhor visão de alguns componentes que constituem um trocador deste tipo. A energia trocada entre os fluidos é calculada através das leituras das temperaturas de entrada e saída do fluido, junto com suas respectivas vazões. O fluido escolhido tanto para o escamento interno (dentro do feixe de tubos), quanto para o escoamento externo (passa no casco do trocador de calor) é a água, que será armazenada em dois reservatórios diferentes. O reservatório do fluido frio utiliza água a temperatura ambiente, já o reservatório do fluido quente utiliza uma resistência elétrica, junto com um controlador de temperatura para manter o fluido aquecido.Os resultados obtidos foram satisfatórios, pois além de disponibilizar a instituição um equipamento deste tipo, foi possível perceber a importância da vazão dos fluidos no processo de transferência de calor e mostrar que o escoamento em regime contracorrente possibilita uma maior variação das temperaturas de saída dos fluidos em relação ao escoamento paralelo através de um trocador de calor de casco de tubo de bancada construído.Item Avaliação da resistência a corrosão de revestimentos à base de níquel depositados em aços API 5L X70 por soldagem plasma pó(2019-07-09) Nascimento Junior, Josimário do; Santos, Aureliano Xavier dos; http://lattes.cnpq.br/0810494477757052; http://lattes.cnpq.br/2089402782247306As falhas por corrosão são as principais causadoras de vazamento na indústria do petróleo. Por esta razão tem sido muito estudada a utilização de novos materiais com melhores resistências a este fenômeno. Uma das alternativas mais utilizadas, devido ao menor custo envolvido, é a aplicação de revestimentos com estes materiais através de processos de soldagem. Este trabalho tem como objetivo avaliar a resistência à corrosão de revestimentos a base de ligas de níquel em diferentes parâmetros de soldagem através do processo de soldagem a plasma pó em aço API 5L X70. Foi utilizado o processo Plasma Pó (PTA-P) na forma automatizada. Como metal de base utilizou-se chapas do aço API 5L X70 e como metal de adição, a liga à base de Ni, Inconel 625 na forma de pó. A ferramenta de otimização utilizada foi o planejamento experimental completo 2³ mais o ponto central, associado à técnica de metodologia de superfície de resposta (MSR). Foram feitas medidas das características geométrica, diluição, teor de ferro e por fim, foram feitas medidas eletroquímicas de corrosão no revestimento como depositado e após tratamento térmico. os resultados experimentais indicam que menors valores de diluição e teor de ferro, proporcionam elevada resistência à corrosão.