EE – PPG - Programas de Pós-Graduação

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Algoritmos genéricos para a geração automática de modelos de cabos em três situações práticas de aplicações subaquáticas
(2015) Pouzada, Thiago Ávila; Gomes, Sebastião Cícero Pinheiro
A modelagem dinâmica de cabos constitui tema de pesquisa de grande importância e aplicação prática na atualidade. No entanto, devido às não linearidades presentes na dinâmica de cabos, bem como à necessidade de se trabalhar com muitos graus de liberdade, desenvolver modelos dinâmicos para estes sistemas torna-se tarefa difícil. Para desenvolver modelos dinâmicos de cabos, o presente trabalho utiliza o Método do Formalismo Discreto (Lumped Mass Approach), que supõe o cabo dividido em elos rígidos conectados por articulações elásticas fictícias. Os cabos foram considerados em três casos distintos. No primeiro e no segundo, com uma das extremidades articulada a uma estrutura flutuante (navio ou plataforma), enquanto que em sua outra extremidade, uma carga terminal fica livre no primeiro caso e fixa ao fundo do oceano no segundo. No terceiro caso, as duas extremidades do cabo são articuladas a duas estruturas flutuantes distintas. Os cabos estão submersos e o arrasto hidrodinâmico foi considerado a partir de um modelo simples, proporcional ao quadrado da velocidade relativa entre a estrutura e o fluido. Utilizando-se o formalismo de Euler-Lagrange, foram desenvolvidos manualmente os modelos dinâmicos para cabos considerando-se dois, três e quatro elos para o primeiro caso, sendo o segundo e terceiro casos situações particulares deste. Para o terceiro caso, com um cabo dividido em cinco elos, foram obtidos os torques em cada articulação fictícia, originados por uma força resultante que surge na carga terminal, composta por dois vínculos elásticos adicionados na mesma, com a finalidade de simular a segunda estrutura flutuante. A partir da análise comparativa das equações obtidas destes modelos, foi possível identificar padrões de crescimento para as mesmas. Desta forma, foram desenvolvidos algoritmos genéricos, para gerar automaticamente as equações dos modelos dinâmicos para qualquer número de elos desejado, em cada um dos três casos considerados. Uma vez obtidos estes algoritmos, foram realizadas simulações, com a finalidade de verificar qualitativamente os resultados obtidos. Um software para a animação gráfica foi desenvolvido e a sua utilização permitiu atestar uma grande sensação de realidade nas simulações, cujos resultados, em diversas situações, mostraram-se de acordo com o esperado fisicamente.
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Análise comparativa do desempenho balístico de uma chapa de aço SAE 1020 sem revestimento e de chapas de aço SAE 1020 revestidas com aço inoxidável martensítico por soldagem
(2018) Souza, Bruno Cesar Dalapé de; Biehl, Luciano Volcanoglo
As Blindagens Balísticas empregadas em forças de segurança requerem resistência compatível ao poder de fogo utilizado pela criminalidade e, atualmente, diante do expressivo domínio do tráfico de drogas no país, armas de maior calibre, antes utilizadas exclusivamente por militares e policiais, estão nas mãos de qualquer bandido e, por isso, o desenvolvimento de novos materiais para blindagem faz-se necessário. Contudo, fatores como peso, manutenção e custo devem ser considerados por ocasião da aquisição de um escudo balístico, com base nas características do local a ser utilizado. A tradicional utilização dos diferentes tipos de aço para este fim se dá pela confiança e durabilidade deste tipo de material. Nesse contexto o presente trabalho avaliou o desempenho balístico nível III dos aços SAE 1020 sem revestimento e revestidos por soldagem, com aço de maior dureza. Foram analisadas três chapas de dimensões 500 mm X 500 mm, sendo: uma chapa de aço SAE 1020, com espessura de 12,70 mm; uma chapa de aço SAE 1020, com espessura de 6,35 mm, revestida com 5,05 mm de espessura, através de soldagem MIG/MAG utilizando arame eletrodo maciço ER 410; e uma chapa de aço SAE 1020, com espessura de 6,35 mm, revestida com 5,05 mm de espessura, através de soldagem MIG/MAG utilizando arame eletrodo maciço ER 410, submetida ao processo de revenimento a 180 graus celsius por 2 horas. Analises em MO, MEV e EDS foram feitas, assim como análise química e de microdureza. Os resultados apontaram que chapas de aço SAE 1020 com espessura iguais, ou superiores, a 12,7 mm são resistentes aos impactos balísticos de calibre 7,62 mm, apresentando o desempenho requerido para blindagem nível III. A chapa de aço SAE 1020, revestida e revenida, medindo 11,4 mm de espessura ao final do revestimento, resistiu parcialmente aos impactos. A chapa de aço SAE 1020, somente revestida, medindo 11,4 mm de espessura ao final do revestimento, não apresentou resultados adequados à aplicação balística.
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Análise comportamental do ferro fundido nodular submetido ao tratamento térmico de têmpera e partição
(2018) Macedo, Rodrigo Jorge; Medeiros, Jorge Luís Braz
Novos estudos estão sendo realizados sobre um novo tipo de tratamento térmico denominado como têmpera e partição principalmente em aços com altos teores de silício. Na microestrutura destes materiais são encontradas quantidades elevadas de austenita retida estabilizada a temperatura ambiente. O tratamento térmico de têmpera e partição consiste em realizar uma têmpera em temperaturas intermediárias entre Mi e Mf, seguido de um reaquecimento a temperaturas superiores a Mi com manutenção desta temperatura por determinado espaço de tempo, a fim de estabilizar a austenita remanescente através da partição do carbono a partir da martensita. No tratamento térmico de têmpera e partição as amostras foram austenitizadas a 900oC por 45 minutos e resfriadas em banho de sal nos parâmetros de 200oC (A), 170oC (B) e 140oC (C), e imediatamente as amostras foram reaquecidas para o processo de partição com temperatura de 400oC por 30 minutos. Neste trabalho, está sendo analisado o comportamento do ferro fundido nodular da série FE-45012 submetido ao processo de têmpera e partição e logo após o processo de tratamento criogênico com resfriamento a temperatura de -195,6o em nitrogênio líquido e também em processo sub zero no ultra freezer a temperatura de -70oC, e a verificação se a austenita retida continuará estável após a submissão destes processos. Após a aplicação do tratamento térmico de têmpera e partição, verificou-se a presença de martensita na microestrutura tanto em microscopia ótica quanto em microscopia eletrônica de varredura e, com a utilização da microssonda EDS, foram analisados semi quantitativamente regiões claramente apontadas como martensíticas com “ilhas” de austenita não sendo possível diferenciar pelos teores de carbono a migração de carbono da austenita para a martensita. A dureza e microdureza Vickers apresentou aumento de valores após a aplicação dos tratamentos térmicos têmpera e partição, têmpera e partição com sub zero e têmpera e partição com criogenia, comparando-se com o metal base. Após a aplicação do tratamento criogênico e sub zero verificou-se um aumento significativo da dureza apenas em relação ao parâmetro C de resfriamento a 140oC. Os resultados dos ensaios de impacto Charpy após os processos de tratamento sub zero e criogenia seguiram a tendência de valores similares nos parâmetros B e C. Os resultados obtidos no parâmetro A apresentaram comportamento em impacto iguais ou superiores ao metal base e superiores aos encontrados em B e C. As análises fractográfica dos corpos de provas submetidos ao ensaio de impacto Charpy apresentaram fraturas com morfologia frágil pelo mecanismo de clivagem. As fractografias analisadas em MEV detectaram alguns micro alvéolos coalescidos demonstrando a influência da austenita na microestrutura. É possível perceber que em praticamente todas as condições testadas o ferro fundido nodular da série FE-45012 melhorou suas propriedades mecânicas podendo ser criado uma janela de processos para a aplicabilidade deste material nas condições estudadas.
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Análise crítica dos acidentes do trabalho ocorridos durante a construção das plataformas P55 e P66 no polo naval do Rio Grande
(2016) Gomes, Liliane Ferreira; Real, Mauro de Vasconcellos
Com a reativação e desenvolvimento da indústria naval brasileira houve uma série de benefícios, entre eles, o incremento social com o aumento da oferta de postos de trabalho. Neste contexto surgiu o Polo Naval do Rio Grande, no Rio Grande do Sul. A construção do Polo Naval e Offshore começou em agosto de 2006, com as obras de instalação do dique seco sendo inaugurado em 2010. Dando início às construções de Plataformas para a Petrobras, iniciando com os projetos de construção da plataforma P55, seguida pela plataforma P66. Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma análise crítica dos acidentes de trabalho ocorridos durante a construção das Plataformas P55 e P66 no Polo Naval do Rio Grande, de 2009 a 2014. O intuito da análise foi consolidar os dados coletados para identificar os fatores de riscos presentes nas atividades da área naval e que geram os acidentes de trabalho. Para realizar está análise os dados destas ocorrências foram inseridos em planilhas eletrônicas em uma pasta de trabalho de forma a apresentar os indicadores e os dados de classificação dos acidentes de trabalho. A pasta de trabalho apresenta três planilhas de dados. Os dados coletados que fazem parte desta análise são: ano, mês, número de empregados, hora homem de exposição ao risco, número de acidentes com afastamento, taxa de frequência dos acidentes com afastamento, número de acidentes sem afastamento, taxa de frequência dos acidentes sem afastamento, fonte da lesão, natureza da lesão, situação geradora, atividade, parte do corpo atingida, função, tempo na função e tempo na empresa. Com base nestes dados foram gerados diversos gráficos, demonstrando a evolução dos acidentes do trabalho, seus indicadores e dados de classificação referente aos acidentes ocorridos na indústria naval.
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Análise da confiabilidade estatística no pilar manutenção planejada do TPM e sua utilização como ferramenta para o controle da disponibilidade dos processos de fabricação
(2022) Mohad, Felipe Terra; Gomes, Leonardo de Carvalho; Silva, Everton Rodrigues da
Baseado na constante busca pela competitividade, as empresas estão buscando o aumento de sua produtividade e confiabilidade de suas operações, principalmente em industrias de fabricação. Dentro das operações, a função manutenção tem papel importante nessa busca pela competitividade, pois busca manter seus equipamentos sempre no estado padrão de funcionamento. Um sistema de gestão da manutenção disseminado por várias décadas e implementado pelas empresas é a Manutenção Produtiva Total, do inglês Total Production Maintenance (TPM). Dentre os pilares do TPM, o mais significativo é Manutenção Planejada, onde atua no acompanhamento da vida útil e gestão das atividades de manutenção. A presente pesquisa busca analisar a contribuição da confiabilidade estatística para este pilar, a confiabilidade estatística é uma ferramenta estatística que visa demostrar o quanto um determinado componente pode operar dentro de suas funcionalidades sem que ocorra a falha. O trabalho consistiu em uma revisão da literatura e um estudo de caso de implementação da confiabilidade estatística na área de fabricação em uma das maiores empresas de fertilizantes do mundo, em uma planta localizada no sul do país. Também, foi realizada uma pesquisa qualitativa visando interpretar as informações relatadas pelos colaboradores sobre a influência da confiabilidade estatística no pilar manutenção planejada. Os resultados mostraram que a confiabilidade estatística pode ser usada como suporte ao pilar Manutenção Planejada, atuando na construção e atualização dos planos de manutenção planejada dos componentes, na gestão dos modos de falha dos equipamentos e no acompanhamento da vida útil dos equipamentos. Os resultados também mostram que existem alguns desafios que podem dificultar a implementação da confiabilidade estatística. Por fim, o estudo aponta uma influência positiva da utilização da confiabilidade estatística no pilar manutenção planejada, como uma ferramenta de auxílio na gestão da manutenção.
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Análise da contribuição e suporte da manutenção produtiva total para a indústria 4.0 na fabricação mecânica
(2024) Orselli, Lauro José Dória; Gomes, Leonardo de Carvalho; Baierle, Ismael Cristofer
O surgimento e a evolução das tecnologias digitais, na chamada 4a Revolução Industrial (I4.0), tornaram os processos produtivos (fabricação mecânica) e a interatividade entre todos os processos nas empresas mais ágeis. Porém, a dependência dessas novas tecnologias digitais também aumentou, gerando uma necessidade de manter os sistemas confiáveis a ponto de não falharem e comprometerem todo o funcionamento da empresa. A aplicação de uma gestão da manutenção nas tecnologias estruturantes da Industria 4.0, visa identificar e detectar as condições operacionais dos componentes, mitigar as falhas e desta forma melhorar a eficiência destas tecnologias. A Manutenção Produtiva Total (Total Production Maintenance - TPM), tem sido a metodologia de gestão mais disseminado para garantia dos equipamentos e sistemas das empresas, em conjunto com a aplicação das técnicas de manutenção preditivas. Desta forma o objetivo desta pesquisa é analisar a contribuição da metodologia do TPM no processo produtivo da indústria 4.0 na fabricação mecânica e nas tecnologias digitais que estruturam a Indústria 4.0. Para alcançar este objetivo foi realizada uma Revisão Sistemática da Literatura, visando demonstrar as contribuições do TPM para suportar as tecnologias digitais. Além desta proposição teórica, a pesquisa realizou estudos em empresas que utilizam as tecnologias digitais da Indústria 4.0 no processo produtivo para avaliar o cenário atual e as ações na gestão dos ativos de tecnologias digitais. Os resultados da RSL demonstraram que as atividades da metodologia do TPM que podem contribuir e suportar as tecnologias digitais, assim como a pesquisa de campo demonstrou que a utilização da manutenção produtiva total para suportar as tecnologias digitas é aplicável, que 100% das empresas que participaram das pesquisas utilizam manutenção corretiva; que as empresas que participaram da pesquisa não aplicam uma gestão da manutenção estruturada e que 100% das empresas que participaram da pesquisa entendem que a aplicação da metodologia do TPM aprimoraria o controle sobre a vida útil dos equipamentos, sobre a confiabilidade e sobre o desempenho destas empresas. A pesquisa em questão demonstra que o surgimento das novas tecnologias digitais (4a revolução industrial) também afetará a gestão de manutenção dos ativos que compõem estas tecnologias.
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Análise da corrosão de elementos de fixação em tubulações em uma indústria de fertilizantes
(2022) Souto, Jeferson Rodrigues; Biehl, Luciano Volcanoglo
A corrosão de parafusos, porcas e arruelas em uniões flangeadas de tubulações na indústria de fertilizantes trata-se de um grande problema que pode gerar indisponibilidade de equipamentos da fábrica, comprometer a segurança operacional, integridade ambiental, além de gerar alta improdutividade e prejuízos quando é necessário executar manutenção nas linhas. Diante disso, neste trabalho foi realizado uma análise sobre a corrosão apresentada nos elementos de fixação utilizados de aço carbono e especificado dois materiais alternativos para aplicação: revestidos com xylan 1070 e com xylan 1010. Os ensaios de corrosão foram realizados sob condições de serviço, permitindo, portanto, uma avaliação fidedigna da ação do meio corrosivo. Foram utilizadas inspeções visuais e análise da taxa de corrosão por perda de massa dos componentes. O ganho estimado com a troca dos materiais dos fixadores foi de cerca de 500 mil reais ao ano em função do aumento da vida útil dos componentes e consequente redução das paradas de planta, além dos ganhos indiretos gerados a partir da eliminação da corrosão e por consequência dos vazamentos existentes nas linhas.
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Análise da fragilização por baixa temperatura do aço 45NiCrMo16 modificado aplicado em componente aeronáutico
(2020) Schild, Fernando Henrique; Cunha, Pedro Henrique Costa Pereira da
Aços especiais utilizados em aeronaves tem alta significância no que se refere ao comprometimento mecânico e funcional, onde uma falha pode levar a catastróficas consequências. Em face do exposto, o estudo detalhado desses componentes juntamente com sua aplicação torna-se de extrema importância para a engenharia e o apontamento dos riscos envolvidos nas operações aéreas nos mais variados ambientes. O presente trabalho visa analisar a influência da baixa temperatura na resistência do material base de um parafuso utilizado em uma aeronave de asas rotativas. Para tanto foram realizados ensaios energia absorvida no impacto (Charpy-U) no metal base, nas temperaturas de 25 °C, 0 °C, -20 °C, -40 °C, com o objetivo de levantar a curva de transição dúctil-frágil. Adicionalmente foram realizados perfis de microdureza, análise química do metal de base, caracterização metalográfica (macrografia e micrografias) e espectroscopia de energia dispersiva com o auxílio do Microscópio Eletrônico de Varredura, e análises de fratura com a finalidade de complementar o estudo das características e comportamento mecânico do componente. Os resultados mostram uma queda em resistência ao impacto do componente em aplicações de baixa temperatura, o que pode restringir ou limitar determinadas aplicações, ou exigir proteções necessárias para a preservação da integridade do parafuso.
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Análise da fresagem do aço VC 131 com inserto redondo de PCBN
(2022) Camargo, André Guimarães; Amaral, Fábio Augusto Dornelles do; Medeiros, Jorge Luís Braz
Processos que envolvem a usinagem com equipamentos com Comando Numérico Computadorizado (CNC) juntamente com auxílio de softwares de Manufatura Assistida por Computador (CAM) voltados para o desenvolvimento de tecnologia envolvendo aços de difícil usinabilidade e ainda utilizando ferramentas com insertos de Nitreto Cúbico de Boro Policristalino (PCBN) e Metal Duro (MD) de geometria redonda, necessitam e possibilitam a realização de novas pesquisas. Neste contexto o objetivo principal deste trabalho é elaborar uma metodologia de usinagem utilizando software Edgecam para fazer a fresagem do aço VC 131 nos estados recozido/normalizado e temperado/revenido com inserto de PCBN e fazer comparação desses resultados e comportamentos com inserto MD. Além disso procura-se estudar os processos que envolvem a tecnologia de fresamento 3 eixos em aços endurecidos, compreender e investigar o desgaste do inserto utilizando como ferramenta as análises de rugosidade e de temperatura. Pode-se observar com os resultados um melhor desempenho no acabamento superficial e na durabilidade da usinagem com inserto de PCBN em relação ao inserto de MD, tanto para o aço VC 131 no estado recozido como para o estado temperado. Com a usinagem utilizando o inserto de PCBN no corpo de prova endurecido foi identificado os desgastes de flanco e de cratera, já na usinagem do corpo de prova recozido um desgaste de flanco com deformação plástica e adesão de material na superfície da aresta. Com o inserto de MD houve quebra da ferramenta no início do processo de usinagem corpo de prova endurecido, mostrando-se não indicado com os parâmetros adotados e do corpo de prova recozido foi identificado um desgaste de flanco que possibilitou três usinagens. O nível de vibração durante a usinagem foi o fator adotado para determinar o fim de cada ciclo preservando o conjunto do equipamento utilizado.
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Análise da interação solo-estrutura das estacas do cais público do Porto Novo do Porto do Rio Grande através do método dos elementos finitos
(2020) Nunes, Matheus de Lima; Real, Mauro de Vasconcellos; Fagundes, Diego de Freitas
Estruturas portuárias são normalmente de grande porte e estão submetidas a carregamentos de grande intensidade, como por exemplo os esforços causados por um guindaste portuário e de outros equipamentos utilizados durante uma operação portuária, ou então, os esforços de amarração dos navios. Portanto, para uma análise meticulosa dos esforços das estruturas portuárias com intuito de otimizar os projetos, torna-se essencial o uso de ferramentas computacionais e métodos numéricos avançados, como por exemplo, o Método dos Elementos Finitos. De acordo com a sistemática convencional de projeto estrutural, onde este é executado admitindo-se que os apoios da estrutura sejam indeslocáveis, com o cálculo das cargas nos elementos de fundação e o dimensionamento dos elementos estruturais sendo realizados com essa premissa. Com relação aos projetos de fundações, são desenvolvidos considerando-se os esforços obtidos a partir do projeto estrutural e as características do terreno no qual será construído. O Porto Novo do Porto do Rio Grande movimenta milhões de toneladas de materiais ao ano, se colocando como um dos principais portos do Brasil. Sua estrutura passou por duas etapas de modernização possibilitando a utilização de equipamentos portuários maiores e mais eficientes, operação com navios de maior capacidade de carga e maior quantidade de berços de atracação disponíveis para operação simultânea. Deste modo, este trabalho tem como objetivo geral deste trabalho será realizar uma análise de interação solo-estrutura utilizando como modelo estrutural a segunda etapa de modernização do Cais Público do Porto Novo do Porto do Rio Grande, simulando as diferentes combinações de ações que atuam durante uma operação portuária, salientando a combinação que gera a condição mais desfavorável para as estacas do cais. A partir dos resultados das combinações de carregamentos foram escolhidas as 10 piores situações de carregamentos para o cais e realizou-se a comparação entre os modelos de cálculo convencional e de interação solo-estrutura. As cinco primeiras piores situações de esforços ocorrem devido a utilização da sobrecarga vertical como carga variável principal. Já as cinco últimas piores situações de esforços são devido a utilização do carregamento do guindaste portuário, principal equipamento de movimentação do cais. Os resultados do modelo de interação solo-estrutura apresentaram uma redução dos valores de esforços axiais das estacas em relação ao modelo convencional de cálculo, em média a porcentagem da redução considerando diferenças de todas as 10 piores situações é igual a 2,19%.
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Análise da interação solo-estrutura em dolfins de amarração e atracação
(2018) Wegmann, Morgana Drieli; Real, Mauro de Vasconcellos; Alves, Antônio Marcos de Lima
O presente trabalho tem como objetivo analisar a influência da interação solo-estrutura nos elementos das fundações de um dolfim de amarração e atracação. Para estudo de caso, foi utilizado o projeto de três dolfins previstos para o Cais Norte do Estaleiro Rio Grande da cidade do Rio Grande/RS. Desse projeto foram retirados os modelos geométricos, os materiais utilizados e os carregamentos externos atuantes na estrutura. O dolfim analisado é composto por uma laje horizontal de concreto armado disposta sobre estacas metálicas inclinadas, sendo as estacas compostas cada uma por dois perfis W610x125 soldados lado a lado pelos seus flanges. Para considerar a interação solo- estrutura, foi utilizada como base a metodologia de Winkler (1867), a partir da teoria da flexão de viga assente sobre base elástica. A modelagem do solo foi realizada através do emprego de molas lineares horizontais ao longo do comprimento das estacas. Os valores de rigidezes das molas foram calculados a partir do coeficiente de reação horizontal do solo, o qual foi obtido pela retroanálise de uma prova de carga horizontal realizada na obra em estudo. Os modelos computacionais desenvolvidos no trabalho foram elaborados no software ANSYS em sua student edition. Foram utilizados os elementos Beam188 para modelar as estacas, Shell181 para a laje e Combin14 para as molas lineares. Os resultados do modelo que considera a interação solo-estrutura foram comparados com os resultados de modelos convencionais de projeto. Também foram analisados os resultados de diferentes cenários de carregamento, a fim de verificar a influência deste nas solicitações das estacas, quando considerada a interação solo-estrutura. A partir dos resultados obtidos, observou-se que, de forma geral, os esforços axiais nas estacas mais carregadas diminuíram quando considerada a interação solo-estrutura, sendo que para alguns tipos de carregamentos essa variação foi mais significativa do que para outros. Assim, pode-se concluir que a metodologia convencional de projeto para o tipo de estrutura analisada nesse trabalho continua sendo válida, pois fornece resultados a favor da segurança. Em contrapartida, a consideração da interação solo-estrutura apresentou solicitações menores nos elementos mais carregados da fundação, o que pode trazer vantagens econômicas ao projeto. Importante destacar que, para considerar a interação solo-estrutura em um projeto, é necessário obter valores confiáveis para os parâmetros do solo, já que esse tipo de análise é muito sensível em relação a esses parâmetros.
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Análise da relação dos parâmetros de corte com a qualidade superficial e desgaste da ferramenta de metal duro com tripla camada de revestimento no torneamento a seco do aço SAE 4140
(2020) Borges, Gisele da Costa; Amaral, Fábio Augusto Dornelles do; Biehl, Luciano Volcanoglo
O presente trabalho visa encontrar as melhores condições de torneamento cilíndrico externo a seco para um aço SAE 4140 recozido, utilizando-se pastilhas de metal duro sinuosas com revestimento triplo. Foram realizados ensaios de usinagem em um torno mecânico universal, aplicando-se velocidades de 160m/min e 250m/min, avanços de corte de 0,100mm/rev e 0,316mm/rev para cada velocidade e profundidade de 1mm. A definição dos parâmetros se baseou nos diferentes mecanismos de desgaste que operam principalmente após o desgaste de flanco superior a 0,3mm. O desgaste da ferramenta foi avaliado através de um microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura (MEV) e a rugosidade dos corpos de prova medida com o auxílio de um rugosímetro. Foi possível constatar que os mecanismos de desgaste de adesão, abrasão e lascamento da superfície de flanco foram predominantes e que o desgaste que mais se destacou foi o da superfície de flanco secundária. Em relação a influência dos parâmetros de corte, a combinação da velocidade de corte a 160m/min e avanço, 0,100mm/rev gerou o menor desgaste de largura de flanco, 0,237 mm, enquanto o aumento da velocidade para 250m/min com mesmo avanço garantiu a menor rugosidade, 0,81 μm. O ensaio usando os parâmetros mais elevados levou a quebra da ferramenta em 1 minuto e 30 segundos.
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Análise das condições operacionais do porto do Rio Grande utilizando a técnica de simulação
(2008) Lemke, Natalia; Lima, Milton Luiz Paiva de
Este trabalho teve como propósito realizar uma análise da operação do Porto do Rio Grande, através da técnica de Simulação, com o auxílio dosoftwareArena. O estudo foi feito para o terminal público Porto Novo e para os terminais de iniciativa privada do Superporto, os quais são: Bianchini, Bunge Alimentos, Copesul, Petrobrás, Tecon, Tergrasa, Termasa e Trevo Operadora. Nos terminais que possuem mais de um local de atracação, foram efetuadas duas análises: para o sistema íntegro, e para cada berço separadamente. Esta dissertação apresentou ainda como objetivo, comparar os resultados obtidos pela técnica de Teoria de Filas com a técnica de Simulação, as quais são utilizadas em modelagem de sistemas. Para tal, utilizaram-se os resultados fornecidos por Duarte (2007), que em sua dissertação de mestrado, realizou a análise operacional do Porto do Rio Grande, através do método de Teoria de Filas. Primeiramente, foram averiguados os dados de movimentação de navios do porto, durante os anos de 2004, 2005 e 2006, os quais foram fornecidos pela Superintendência do Porto do Rio Grande (SUPRG). Em seguida, analisaram-se os intervalos entre as chegadas de navios, e os tempos de cada atendimento, com intuito de representar estes dados através de uma determinada distribuição estatística. Especificamente, para o terminal Tecon, foram realizadas análises mensais dos processos de chegada e de atendimento, com a finalidade de estimar a demanda para os próximos anos, pois este terminal passará a operar com mais um berço de atracação. Posteriormente, construíram-se fluxogramas de simulação, para cada situação, de acordo com o número de locais de atracação, onde foram aplicados os valores estatísticos corretos que representaram os dados de chegada e deatendimento. Para cada simulação, o programa Arena forneceu inúmeros resultados, entre eles, o índice de congestionamento. Como um dos principais resultados, constatou-se que o terminal Tecon apresentou consideráveis reduções em termos de congestionamento, nas simulações realizadas para o ano de 2009, em que este terminal contará com mais um local de atracação.
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Análise das falhas em poka-yokes no processo de fabricação de uma empresa sistemista automotiva
(2020) Malheiro, Magno Gilmar Borges; Gomes, Leonardo de Carvalho
A competitividade no mercado atual fez com que as empresas desenvolvessem cada vez mais uma qualidade assegurada. Estas ações proporcionaram, além de uma maior competitividade, uma redução de custos em geral, tanto internos quanto externos. Os dispositivos poka-yokes foram desenvolvidos justamente para essa finalidade, ou seja, para eliminar defeitos. Porém, os poka-yokes também estão suscetíveis a falhas. A presente dissertação tem como objetivo a análise das falhas em dispositivos poka-yokes e suas causas, utilizados no processo de fabricação em uma empresa sistemista de componentes automotivos. As análises da pesquisa decorreram de uma análise técnica de poka-yokes e uma pesquisa qualitativa (descrição, análise e interpretação dos dados coletados) envolvendo quatro funcionários com funções hierárquicas diferentes. Em seguida, foram realizadas as discussões dos resultados e as conclusões. Os resultados mostraram as falhas dos poka-yokes para o estudo em questão, bem como suas causas (ações externas, efeitos da falta de calibração, calibração incorreta e vida útil). A presente pesquisa confirmou que os poka-yokes, por se tratarem de dispositivos de medição em sua essência, devem ser tratados como tal, sendo testados, validados e calibrados periodicamente para manterem a confiabilidade. A testagem dos poka-yokes devem seguir uma periodicidade e podem ser testados através do conceito “peça coelho”. A presente pesquisa também apresentou sugestões de contramedidas para evitar as falhas nos poka-yokes estudados.
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Análise das propriedades mecânicas e microestruturais de um aço estrutural microligado com V-Nb-Ti após tratamento subzero e tratamento criogênico profundo
(2019) Grohs, Felipe Sette; Medeiros, Jorge Luís Braz
Tem sido crescente o emprego de aços microligados conformados através de processos termomecânicos controlados (TMCP), pois conferem ao material uma microestrutura refinada que oferece alta resistência mecânica e tenacidade à fratura. O aço microligado com V-Nb-Ti, alvo deste estudo, é largamente utilizado na indústria naval e offshore na construção de cascos e estruturas de navios e plataformas. Tais aços permitem utilizar espessuras menores, tornando o projeto mais eficiente e reduzindo os custos envolvidos na construção. Essa pesquisa visa avaliar o efeito dos tratamentos térmicos criogênicos nas propriedades mecânicas dos aços microligados objetivando avaliar a utilização deles em todo tipo de ambiente enfrentado por embarcações offshore pelo mundo. Para a realização dessa pesquisa foram comparados dois tipos de tratamentos térmicos: o tratamento subzero, feito com utilização de um Ultrafreezer com temperatura de -80 °C, e o tratamento criogênico profundo, através da submersão da amostra em nitrogênio líquido a -196 °C. Posteriormente elas tiveram sua microestrutura analisada através de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por dispersão ótica (EDS) e difração de raio-X (DRX). Suas propriedades mecânicas foram testadas por meio de ensaio de tração e de microdureza Vickers. Os resultados mostraram que a microestrutura do material demonstrou um leve refinamento de grão resultante dos tratamentos, o que pode ter refletido no incremento de 3% na microdureza na amostra com tratamento subzero e 6% na amostra com tratamento criogênico profundo. O mesmo não foi observado no ensaio de tração, onde não foi observado aumento das tensões de escoamento e ruptura decorrentes dos tratamentos. Através da difração de raios-X foi possível observar a não presença de austenita retida no material, tanto nas amostras sem tratamento quanto nas amostras tratadas, fazendo com que não houvessem alterações ou precipitações de fases devido à criogenia. Visto isso, pode- se concluir que a exposição do aço estrutural microligado ao Nb-V-Ti descrito nesse trabalho não sofre alterações significantes quanto à sua microestrutura nem tão pouco quanto às suas propriedades mecânicas.
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Análise de confiabilidade das fundações da obra de ampliação do cais do terminal de contêineres do porto de Rio Grande (RS) aplicando metodologia bayesiana
(2013) Amadori, Thiago; Alves, Antônio Marcos de Lima; Real, Mauro de Vasconcellos
As obras de engenharia possuem incertezas oriundas das mais diversas fontes. Desde fatores humanos durante a execução, até incertezas quanto às propriedades mecânicas dos materiais empregados, passando por modelos matemáticos que não reproduzem por inteiro as condições físicas reais. Além disso, a hipótese do risco de ruína ser nulo em uma obra de engenharia é um conceito ultrapassado. Este entendimento requer uma análise mais realista quanto às probabilidades reais de falha das estruturas. Neste contexto, este trabalho apresenta uma metodologia de cálculo que procura inserir algumas incertezas ao cálculo do estaqueamento de um cais de porto, e calcula a probabilidade de ruína desta estrutura. Para a inserção das incertezas, são utilizados dados observados durante a execução do estaqueamento, os quais, através de simulações matemáticas e aplicação da análise estatística Bayesiana, permitem uma atualização da previsão da capacidade de carga das estacas. Esta atualização se dá por meio de distribuições de probabilidade “à priori” e “à posteriori”. A distribuição “à priori” consiste no cálculo da capacidade de carga das estacas utilizando-se métodos semi-empíricos baseados em resultados de ensaios SPT (Standard Penetration Test). Já a distribuição “à posteriori” é obtida pela combinação da distribuição “à priori” e de uma função de verossimilhança, através da análise estatística Bayesiana. A função de verossimilhança, por sua vez, é obtida através de fórmulas dinâmicas de cálculo de resistência do solo, com a inserção de dados observados durante a cravação. Quanto ao cálculo da probabilidade de ruína da estrutura, esta é mensurada através de uma análise de confiabilidade, comparando-se as resistências com as cargas solicitantes da estrutura. Com isso, é calculada a probabilidade de falha da estrutura antes e depois da atualização da resistência do solo, assim como a verificação do ganho de confiabilidade advindo desta atualização. O estudo realiza-se no estaqueamento em água da obra do Berço III do Terminal de Contêineres de Rio Grande, TECON-RG, cujo projeto contempla um aumento de 250 metros lineares de cais, totalizando 300 estacas analisadas.
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Análise de confiabilidade das fundações do cais do estaleiro honório bicalho no porto de Rio Grande (RS) aplicando metodologia bayesiana
(2015) Luzzardi, Francisco Jose Von Ameln; Alves, Antônio Marcos de Lima
As incertezas existentes na Engenharia, de um modo geral, são provenientes de diversos fatores, tais como as aproximações e limitações dos modelos matemáticos utilizados, o conhecimento limitado das propriedades dos materiais, bem como a heterogeneidade dos mesmos. Também os ensaios para a determinação de parâmetros dependem de equipamentos, de procedimentos e de mão de obra que geram imprecisões em seus resultados. Enfim, existem diversas situações que propiciam a diferença entre os resultados calculados e os encontrados na prática. Assim, é necessária uma margem de segurança, com o objetivo de eliminar as possíveis incertezas. Porém, a tendência atual da Engenharia é tratar o Fator de Segurança não como um valor determinístico, mas sim em conjunto com uma “probabilidade de ruína” da estrutura. O presente trabalho busca determinar esta probabilidade de ruína na fundação do cais do estaleiro Honório Bicalho, no Porto Novo da cidade de Rio Grande, RS, empregando análise estatística Bayesiana. Na análise foi determinada a distribuição probabilística da capacidade de carga estática prevista pelos métodos semi-empíricos de Aoki & Velloso e de Décourt & Quaresma, utilizando-se os dados provenientes do ensaio de SPT (Standart Penetration Test), denominada de distribuição “a priori”. Com os dados de controle de cravação das estacas (negas medidas ao final da cravação e Ensaios de Carregamento Dinâmico), e adotando a fórmula dinâmica dos Dinamarqueses, foi definida uma distribuição probabilística de capacidade observada, chamada de “função de verossimilhança”. Com os resultados das distribuições “a priori” e função de verossimilhança, aplicando a metodologia Bayesiana foi determinada a distribuição de capacidade “a posteriori”, que consiste em uma atualização das previsões “a priori” com base em dados medidos ou observados. Combinando as distribuições de capacidade com a distribuição probabilística de solicitações sobre as estacas, foram determinados os índices de confiabilidade e as probabilidades de ruína da estrutura, antes e depois da atualização. Os resultados foram comparados com resultados de Prova de Carga Estática realizada na obra. De uma forma geral, observou-se um ganho de confiabilidade na obra através do emprego da metodologia Bayesiana de análise.
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Análise de confiabilidade das fundações do cais modernizado do porto novo de rio grande (rs) aplicando metodologia bayesiana
(2016) Beloni, Aline de Viegas; Real, Mauro de Vasconcellos; Alves, Antônio Marcos de Lima
O objetivo deste trabalho é apresentar a aplicação de um procedimento de atualização da previsão da capacidade de carga geotécnica de estacas, tomando como base os registros documentados durante a execução das estacas. Essa atualização é obtida através da aplicação dos conceitos da análise bayesiana. A incerteza dos parâmetros é modelada por distribuições de probabilidade “a priori” e “a posteriori”. Para obtenção da distribuição “a priori” foram utilizados métodos semi-empíricos de previsão da capacidade de carga das estacas baseados em resultados de ensaios SPT (Standard Penetration Test), adaptados para incluir a variabilidade dos resultados do ensaio. A estimativa da distribuição “a posteriori” foi realizada através da atualização da distribuição “a priori”, utilizando uma função de máxima verossimilhança baseada nos dados disponíveis em registros de cravação e na aplicação de uma fórmula dinâmica. Além disso, determinou-se o índice de confiabilidade e a probabilidade de falha da estrutura, confrontando-se as resistências com as solicitações, antes e depois da atualização da capacidade de carga. Aplicou-se o procedimento em um estaqueamento em água da obra de remodelação do Porto Novo, em Rio Grande, RS.
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Análise de confiabilidade de vigas portuárias de concreto protendido
(2014) Rocha, Rafael Gonzales; Real, Mauro de Vasconcellos
O objetivo do presente trabalho é avaliar a confiabilidade estrutural nos projetos de vigas portuárias de concreto protendido, conforme os critérios da NBR 6118/2014. O estudo é aplicado ao projeto de vigas protendidas de estruturas portuárias, devido à necessidade de se verificar a influência da variação dos parâmetros de projeto sobre a segurança da estrutura. Será verificada a confiabilidade em relação ao estado limite último de flexão. Inicialmente desenvolveu-se um modelo para análise de estruturas portuárias de concreto, aplicável a seções transversais retangulares e “T”. Tal modelo foi validado confrontando os resultados obtidos com dados experimentais pré-existentes. Posteriormente procedeu-se a avaliação da probabilidade de falha segundo o método de confiabilidade de primeira ordem (FORM – First Order Reliability Method). Para avaliação da confiabilidade utilizou-se rotinas computacionais desenvolvidas pelos Professores Márcio Wrague Moura e Mauro de Vasconcellos Real, com base nas planilhas desenvolvidas por Low e Tang (2008). Depois de calculado o índice de confiabilidade foram realizados estudos paramétricos com vistas a observar a variação deste frente a três variáveis aleatórias: resistência característica à compressão do concreto; resistência característica de ruptura por tração da armadura ativa; relação entre carga permanente e carga total. Este estudo permite estimar a sensibilidade do nível de segurança do projeto em relação às variáveis aleatórias consideradas no modelo. Em função dos dados observados se verificou que a maior variação no índice de confiabilidade ocorreu frente à variação da relação entre carga permanente e carga total, porém, destaca-se a importância da analise conjunta das variáveis envolvidas no processo, bem como a relevância de uma análise detalhada da confiabilidade frente à variação da resistência característica de ruptura a tração da armadura ativa.
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Análise de confiabilidade do cais do Porto Velho - Rio Grande/RS através de ferramentas de equilíbrio limite e elementos finitos
(2022) Silva Neta, Luiza Antiqueira da; Fagundes, Diego de Freitas; Alves, Antônio Marcos de Lima
O presente estudo analisa a estabilidade global do Cais do Porto Velho, estrutura pertencente ao complexo portuário da cidade do Rio Grande no Rio Grande do Sul. A estrutura em questão trata-se de um cais de gravidade com extensão de 640 m, sendo que nos últimos anos esta estrutura vem apresentando deslocamentos excessivos em um trecho de 150 m compreendido entre os cabeços 09 e 13. Assim, tem-se como proposta avaliar o Cais do Porto Velho através de análises determinísticas e probabilísticas. A análise determinística é uma das análises mais difundidas no ramo da engenharia, a partir desta metodologia define-se o fator de segurança como a relação entre os esforços resistentes e os esforços solicitantes, este tipo de análise não leva em conta a variabilidade do material ou mesmo dos esforços. Em contrapartida, a análise probabilística não somente considera esta variabilidade dos parâmetros analisados como também permite estimar a probabilidade de falha e o índice de confiabilidade da estrutura. Cinco cenários de estudo foram analisados utilizando o software de Equilíbrio Limite SLIDE 2D e software de Elementos Finitos PLAXIS 2D. A análise da confiabilidade foi desenvolvida a partir dos métodos de Monte Carlo, FOSM e Estimativas Pontuais. Para compreender como a variabilidade do solo influencia no fator de segurança, cada cenário foi analisado quatro vezes, de modo que em cada uma destas análises foram utilizados coeficientes de variação baixos, médios e altos. Com base nos resultados destas análises, foram encontrados índices de confiabilidade entre 4,78 e 3,28. Além disto, observou-se que a perda do solo de proteção da base do enrocamento provoca uma diminuição média de 18% sobre o valor do fator de segurança e 17% do índice de confiabilidade. Além disto, foi possível verificar a convergência entre os resultados dos Método de Monte Carlo, FOSM e Estimativas Pontuais. A comparação entre os resultados do Método de Equilíbrio Limite e o MEF é possível, mas com ressalvas já que houve divergência entre os resultados dos valores dos fatores de segurança nos mesmos, porém, observou-se que o valor do índice de confiabilidade é semelhante. Também foi possível notar que conforme é considerado uma maior variabilidade dos parâmetros, percebe-se uma redução do valor do índice de confiabilidade e um aumento da probabilidade de falha.