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Afundamentos momentâneos de tensão são fenômenos muito recorrentes em redes elétricas. Assim, os operadores do sistema elétrico exigem que as unidades geradoras permaneçam conectadas ao sistema de transmissão enquanto a tensão estiver dentro dos valores definidos pelos códigos de rede, evitando a perda súbita de grandes blocos de energia. Além da não desconexão, os códigos de rede atuais estabelecem que os geradores eólicos e fotovoltaicos auxiliem na recuperação da tensão através da injeção de corrente reativa de sequência positiva, aumentando a tensão no ponto de acoplamento comum. Os conversores eletrônicos possuem uma maior flexibilidade no controle de corrente em relação às máquinas síncronas convencionais possibilitando, por exemplo, sintetizar correntes desbalanceadas ou com componentes harmônicas específicas. Logo, o cálculo das correntes de referência pode ser modificado para atenuar outros problemas de qualidade da energia, durante a ocorrência de faltas. O presente trabalho avalia diferentes técnicas de controle de potência, ou seja, formas de calcular os valores de referência de corrente para injetar determinados valores de potência, com foco em sistemas trifásicos a três fios. Onde as mesmas serão comparadas com relação à oscilação de potência e perfil de corrente, de modo a estudar como estas estratégias podem atenuar os efeitos do afundamento para o conversor, reduzindo a flutuação de tensão e o ripple de corrente nos capacitores do barramento c.c.. Além disso, é investigado como estas estratégias afetam o suporte de tensão no ponto de acoplamento comum. Desta forma, são propostos equacionamentos que embasam as análises realizadas, onde as mesmas são validadas através de simulações computacionais. Dois estudos de caso são realizados, o primeiro de um sistema de geração eólico de 2(MW) para avaliar os efeitos para o conversor e o segundo de uma planta de geração de 118(MW) que possibilite investigar o suporte de tensão no ponto de conexão da usina.

A tarefa de modelagem de sistemas, na área da engenharia, algumas vezes apresenta falhas por serem sistemas grandes e com diversas funcionalidades. Devido ao grande número de estados possíveis, torna-se complexa a elaboração de um modelo único que represente o comportamento do sistema como um todo. Por isso, técnicas com um caráter modular tornam-se uma alternativa atraente para a modelagem de sistemas. No contexto de Sistemas a Eventos Discretos (SED), é possível modelar sistemas utilizando autômatos, rede de Petri, álgebra Max-plus, entre outros; e trabalhar com sistemas de filas, cliente - servidor, manufatura, tráfego, e diversos outros. Este trabalho propõe uma metodologia que aborda a modelagem, a implementação e a análise dos resultados, para modelar e analisar sistemas de forma modular por meio de autômatos estocásticos. Além disso, são utilizadas propriedades da cadeia de Markov e da teoria de filas que tornam possível a análise de sistemas com grande complexidade computacional. Dessa forma, a mesma metodologia de modelagem é utilizada para análise por método analítico e por simulação. Um dos principais resultados deste trabalho é a demonstração da eficiência dos autômatos modulares estocásticos, devido à facilidade e à redução dos erros na etapa da modelagem. A metodologia foi aplicada a um sistema de veículos guiados automatizados e também a um sistema cliente-servidor com impaciência.

A integridade do isolamento de equipamentos elétricos é de grande importância e um teste não invasivo para verificação desta integridade é o diagnóstico por Descargas Parciais (DP). Este tipo de diagnóstico pode ser feito até mesmo com o equipamento em operação. Falhas indesejadas no processo de fabricação dos dielétricos podem resultar em pequenas cavidades no material. Quando estas cavidades são expostas a um campo elétrico, ocorre um processo de ionização causando pequenas descargas elétricas localizadas, denominadas DP. A medição de DP realizada em campo geralmente possui um alto nível de ruído das mais diversas origens, tais como ondas de rádio, transientes dos dispositivos da eletrônica de potência e a própria eletrônica do sistema de medição da DP. O ruído é prejudicial ao sistema de processamento da DP, pois pode conduzir a uma determinação incorreta da amplitude da DP, uma falsa detecção ou uma falha em corretamente detectar a DP. Este trabalho de pesquisa apresenta um novo método de processamento de sinais para atenuação de ruídos em sinais de DP baseado no algoritmo Análise de Componentes Morfológicas (MCA), que utiliza dicionários sobrecompletos, representações esparsas e informações prévias do sinal. O MCA é baseado na premissa que os pulsos de DP e o ruído possuem diferentes morfologias e ambos estão superpostos, podendo ser separados analisando suas formas particulares. O método foi testado em sinais de DP sintéticos adicionados de ruído modulado em amplitude (AM), Gaussiano e impulsivo. O método também foi avaliado em sinais de DP medidos. O método MCA proporcionou resultados com elevada qualidade para sinais sintéticos contendo alto nível de ruído impulsivo e AM, com amplitude até superior à amplitude do pulso da DP. Já para o ruído Gaussiano, o método MCA obteve resultados adequados para baixos níveis deste ruído, todavia não obteve um desempenho eficiente para altos níveis. Considerando os sinais medidos, o método novamente apresentou resultados com alta qualidade para sinais contendo alto nível de ruído impulsivo e AM. Em todos os casos mencionados, o método MCA recuperou a forma de onda do pulso da DP com uma alta correlação cruzada, apresentou um baixo desvio na amplitude do pulso e proporcionou ganhos consideráveis na relação sinal-ruído.

A medição de parâmetros e velocidade do ar em aplicações aeronáuticas tem alta criticidade pois falhas nos sistemas responsáveis (Air Data Systems - ADS) por tais parâmetros pode causar a morte de centenas de pessoas, como foi o caso do voo Air France 447 com 228 fatalidades. Para suprir a demanda de segurança necessária para aplicações aeronáuticas o presente trabalho busca aumentar a confiabilidade de Air Data Systems através da exploração de duas vertentes: a utilização de sensores de fluxo térmico para medir velocidade do ar (airspeed) e o desenvolvimento de um novo votador de sinais redundantes para ser utilizado no ADS. A utilização de sensores de fluxo térmico é explorada nesse trabalho através da integração do modelo de tais sensores em um modelo simplificado de ADS com redundância quádrupla seguida pela comparação de várias técnicas estabelecidas de votação simples. A nova proposta de votação de sinais presente aqui utiliza detecção de novidades baseada em reconhecimento de padrões e aprendizado de máquina e o desempenho desse votador proposto é comparado com um votador padrão em simulações de um ADS utilizando dados reais de entrada. Os resultados indicam que para falhas características de sensores de fluxo térmico o ADS tem o melhor desempenho ao utilizar um algoritmo de votação de sinais simples baseado no cálculo da saída como média das entradas redundantes mais próximas que respeitam um intervalo definido. Em relação ao votador proposto com detecção de novidades os resultados indicam que ele possui desempenho melhor que o votador padrão para casos em que a falha tem comportamento constante, crescente ou relacionado à derivada do valor medido. Para casos em que a falha tem comportamento proporcional ao valor medido o votador proposto tem desempenho inferior. Os resultados obtidos são um passo em direção à melhoria da confiabilidade de Air Data Systems e mostram aplicabilidade de reconhecimento de padrões para identificação de falhas, além de abrir caminho para outras pesquisas relacionadas ao tema.

O presente trabalho se destina ao estudo de novas formas de regularização baseada em informações extraídas do grafo de gabriel. São duas principais contribuições: primeiro, um estudo preliminar avalia como o grafo de gabriel pode ser utilizado na regularização de redes neurais RBF e como essa estrutura pode ser informativa. Características extraídas do grafo foram utilizadas remoção de funções radiais estimadas através do método CG-RBF, que também utiliza o grafo em sua construção. Segundo, é proposta uma nova abordagem de filtragem de ruído para um classificador construído com informações extraídas do grafo de gabriel, o CHIP-CLASS. Esse classificador não utiliza algoritmos de otimização ou definição de parâmetros pelo usuário. Trabalhos anteriores mostraram que classificadores eficientes podem ser construídos assim. No entanto, ainda há muito o que avançar no controle da capacidade desses classificadores. Os resultados mostram que um conjunto especial de vértices do grafo de gabriel é bastante informativo da região de separação entre classes e que a filtragem de amostras baseada em características do grafo pode ser utilizada para controlar a capacidade do modelo proposto.

O presente estudo propõe o desenvolvimento de um modelo transiente para simulação do sistema de arrefecimento de um motor a combustão interna de um veículo, a partir de um dado ciclo de velocidades previamente definido. De posse do modelo desenvolvido são, então estudadas três diferentes estratégias simples de controle de um eletro ventilador ativado por PWM (Pulse Width Modulation): lookup table, PID (Proporcional-IntegralDerivativo) e conceitos de lógica Fuzzy; a fim de auxiliar na eficiência energética do veículo, reduzindo a energia demandada do alternador. Os parâmetros de controle das estratégias estudadas são submetidos a um algoritmo de otimização com o intuito de encontrar a calibração mais eficiente para cada estratégia, mantendo a temperatura nos níveis aceitáveis de funcionamento do motor (definida no modelo dentro da faixa de 90 e 105°C), além de atingir os objetivos de eficiência energética do componente. Os resultados obtidos pelo ajuste de parâmetros de controle indicam redução da energia despendida pelo componente através da estratégia por conceitos de lógica Fuzzy de aproximadamente 85%, de tal forma que o nível final de energia obtido por essa estratégia se manteve abaixo do obtido pelas outras duas. A estratégia de controle por PID foi a que apresentou menor redução percentual dentre as estratégias simuladas.

Diversos trabalhos no campo da microeletrônica possuem recursos energéticos extremamente limitados. Aplicações biomédicas, de identificação por rádio frequência (RFID) e redes de sensores sem fio podem ser citadas como exemplos desses sistemas. Nessas aplicações, o foco principal é o consumo de energia, em troca da performance geral do sistema.Dessa forma, têm-se a necessidade de designs com potências ultra-baixas (do inglês Ultra-low Power - ULP), que possibilitam esse processamento com um ultra-baixo consumo de energia. Uma das técnicas mais comuns para esse fim, é o uso de tensões de alimentação abaixo do limiar do transistor, devido a relação quadrática desta com o consumo de energia. Tendo em mente que essa metodologia precisa de um novo design dos circuitos existentes, novos fluxos de design flexíveis devem ser criados, permitindo aos projetistas gerarem bibliotecas de células padrão onde possam escolher a melhor relação entre o consumo de energia e a performance da aplicação destinada. Ao contrário da literatura, que aborda a manipulação dos parâmetros de forma separada, o presente trabalho tem como função apresentar um fluxo único, capaz de realizar a completa geração de uma biblioteca de células padrão para aplicações de potências ultra-baixas. O fluxo comporta a escolha da melhor tensão de alimentação e dos parâmetros iniciais para o dimensionamento, o design, a caracterização e verificação de todas as células que compõem a biblioteca. A validação do fluxo proposto foi realizada através de simulações realizadas com um processador ARM de código aberto, além de diversos circuitos de teste das plataformas ITC99 e EPFEL em uma tecnologia de fabricação de 130nm. O fluxo foi aplicado para gerar uma biblioteca para as tensões de 0, 25V e 0, 35V e os resultados dos testes indicam que o uso do fluxo habilita uma redução na potência dissipada em cerca de 98% para a primeira e de cerca de 95% para a última, enquanto que a performance degrada em, aproximadamente, um fator 100 e 35, respectivamente.

O mercado tem se desenvolvido em obras de grande porte nos seguimentos de obras públicas e privadas. Como o prazo de execução destas obras é quase sempre estrangulado seja por atraso no início da obra seja por necessidade de retorno rápido do capita investido, o processo de industrialização da estrutura de concreto armado tem se tornado cada vez mais a única opção disponível. O presente trabalho visa auxiliar a avaliação dos métodos de pré moldagem e pré fabricação de estrutura de concreto armado no que diz respeito ao custo, prazo e demais características principais de avaliação. Independente do método adotado, a avaliação das características do empreendimento deve ser feita de forma criteriosa e após o levantamento a correlação ao método de produção e a verificação de adequabilidade a cada processo produtivo. Para realização do estudo foi desenvolvido um empreendimento comercial hipotético. A estrutura do empreendimento teve seu custo estudado nos dois métodos de produção. Após a apresentação dos custos, foi feita uma comparação entre os processos para o empreendimento em questão. Em seguida foram apresentadas algumas vantagens e desvantagens de cada método. Para auxiliar trabalhos posteriores foi apresentada uma sugestão de itens a serem verificados quando da avaliação de empreendimentos para a escolha do método de produção mais adequado

Os componentes de equipamentos estão muitas vezes sujeitos a esforços cíclicos, capazes de provocar falhas, mesmo quando submetidos apenas a deformações elásticas. A falha ocasionada nessa situação é definida como falha por fadiga mecânica. Os processos de fabricação são capazes de deformar plasticamente e induzir tensões nos materiais de diferentes formas, podendo afetar a capacidade do componente de resistir aos esforços cíclicos. Além da natureza do processo, os parâmetros utilizados na operação também são capazes de influenciar a resistência à fadiga mecânica do material. Neste trabalho foi avaliada a influência dos parâmetros de torneamento e do roleteamento, sobre a vida em fadiga e rugosidade do aço ABNT 4140 endurecido (40 HRC), além da influência do torneamento sobre as tensões residuais. O material foi usinado variando-se os valores de velocidade de corte, avanço e profundidade de usinagem. Além disso, o material também foi tratado superficialmente por meio do roleteamento sob parâmetros constantes. A vida em fadiga do material foi avaliada por meio do teste de fadiga por flexão rotativa. No caso das amostras torneadas, observou-se que os parâmetros de usinagem foram capazes de alterar o perfil das tensões residuais, sendo trativas e de maior intensidade para o maior valor de velocidade de corte e trativas em profundidades maiores para a condição de menor profundidade de usinagem e maior avanço. Foi possível perceber a influência dos parâmetros de torneamento utilizados sobre a resistência à fadiga do material, tanto para as amostras apenas torneadas como para as torneadas e roleteadas. Para a vida em fadiga das amostras torneadas, houve uma influência combinada do avanço com a profundidade de usinagem, pois a influência do aumento da profundidade de usinagem ocorre de maneira diferente para cada valor de avanço. Nas amostras roleteadas foi percebida a influência do avanço de torneamento sobre a vida em fadiga, que tendeu a ser maior para maiores avanços. O processo de roleteamento, por sua vez, foi capaz de influenciar todos os parâmetros avaliados, levando a uma redução na amplitude dos parâmetros de rugosidade e ao aumento da vida em fadiga.

O presente trabalho propõe um modelo matemático para simular o comportamento de um trocador de calor, do tipo tubos bitubular com escoamento em contracorrente e helicoidal, que atua em regime dinâmico. O trocador de calor é usado para condensar/resfriar dióxido de carbono (CO2) e aquecer água, sendo o componente do protótipo de uma bomba de calor solar, que objetiva o aquecimento de água para uso doméstico. A predição foi feita por meio de uma modelagem matemática usando a linguagem Fortran®. O modelo matemático utilizado foi do tipo fronteira móvel, e o escoamento foi considerado unidimensional, transiente e com perdas de carga ao longo do escoamento. O modelo de fronteira móvel foi confrontado com os dados experimentais obtidos em estudos na bomba de calor solar a CO2. Os resultados dessas comparações mostram que o modelo responde de forma similar aos testes experimentais, com desvio médio de 0,5% para as pressões de alta do ciclo e 4,8% para a temperatura de saída da água do resfriador.

Esse trabalho descreve o desenvolvimento de um procedimento computacional, utilizando-se pacote comercial da dinâmica dos fluidos computacional (CFD), para a análise do comportamento e desempenho de turbinas hidrocinéticas. Uma avaliação preliminar das características de desempenho de três perfis aerodinâmicos, a saber NACA 015, 0018 e 0020, é efetuada para selecionar o perfil mais adequado no projeto das pás de um rotor eficiente para turbinas hidrocinéticas. A seleção da geometria mais adequada de perfil aerodinâmico das pás do rotor está baseada em sua similaridade geométrica com os perfis de pás de turbinas eólicas de eixo vertical. A análise do comportamento fluidinâmico da configuração de rotor selecionada para a turbina hidrocinética utiliza um modelo de turbulência SST k-, que combina a equação de transporte da tensão de cisalhamento com uma formulação capaz de descrever o comportamento do fluido na região da camada limite. Uma turbina hidrocinética comercial é utilizada como exemplo de validação do procedimento computacional em CFD. A validação é efetuada por meio da comparação dos valores dos coeficientes de potência obtidos com o procedimento em CFD com os valores experimentais disponíveis na literatura. Então, efetua-se a análise do comportamento fluidodinâmico do rotor esférico-helicoidal modelado para turbinas hidrocinéticas sob variadas condições de escoamento. Curvas do coeficiente de potência e estimativas dos campos de velocidade do escoamento no domínio da turbina mostram o comportamento do rotor da turbina hidrocinética em diferentes condições de fluxo. Os resultados computacionais obtidos para a turbina hidrocinética fornecem informações relevantes sobre a potencialidade de aplicação e viabilidade de turbinas hidrocinéticas em condutos abertos.

A integridade superficial corresponde a um conjunto de características da superfície e da camada subsuperficial que tem grande influência sobre o desempenho funcional de componentes mecânicos em condições de desgaste, corrosão e fadiga, e é determinada pelos processos de fabricação empregados. Assim, tratamentos superficiais são utilizados junto a esses processos para a produção de uma integridade superficial adequada à função desejada. O roleteamento é um dos tratamentos superficiais que atuam pela deformação plástica a frio da superfície e da camada subsuperficial e o presente trabalho desenvolveu um estudo sobre a influência de alguns de seus parâmetros (pressão, velocidade, avanço e número de passes) sobre determinadas características da integridade superficial (rugosidade, microdureza superficial e subsuperficial e microestrutura) dos aços-carbono ABNT 1020, 1065 e 1080. Observou-se uma melhora significativa do acabamento após o roleteamento, porém a elevação da pressão (especialmente com a redução do teor de carbono) e do avanço (especialmente com o aumento do teor de carbono) causou um aumento da rugosidade. O aumento do número de passes, por sua vez, melhorou, em alguns casos, o acabamento. Em relação à microdureza da superfície após o roleteamento, sua elevação foi observada apenas no aço ABNT 1080. Além disso, o roleteamento em todas as condições avaliadas promoveu um aumento da microdureza da camada subsuperficial e da profundidade afetada em relação ao que foi encontrado nos corpos de prova apenas torneados. Entretanto, a elevação da pressão aumentou ainda mais a microdureza e a profundidade afetada, o aumento da velocidade reduziu ou não alterou a microdureza e a profundidade afetada e foram observadas influências variadas para o avanço e o número de passes. A análise microestrutural, por fim, mostrou que o aumento do teor de carbono implica em uma redução da deformação da camada subsuperficial provocada pelo roleteamento. Verificou-se nos aços ABNT 1020 e 1065 uma elevação da deformação com o aumento da pressão e uma redução desta com o aumento da velocidade e do avanço. O número de passes, por outro lado, afetou apenas a camada subsuperficial de aço ABNT 1020.

Os motores brushless estão cada vez mais presentes em nossas vidas e para tirar o melhor proveito dos mesmos é importante conhecer o seu desempenho. O objetivo desse trabalho é criar uma metodologia de caracterização experimental deste tipo de motor. Como metodologia, foram feitas pesquisas acerca de trabalhos semelhantes, foi construída uma bancada de testes e um sistema de aquisição para obter os dados. As variáveis medidas foram: rotação, torque, temperatura, corrente e tensão. Além de possuir um servo motor que atua como freio tipo prony para variar a carga aplicada ao sistema. Os resultados obtidos possibilitaram a análise de funcionamento do motor. Também foi possível a concepção de um modelo matemático que representa o sistema, utilizando as informações obtidas e as equações presentes na literatura. Foi possível concluir que a bancada e a metodologia utilizada foram válidas, e que o ESC (controlador eletrônico de velocidade) é um grande limitador de eficiência dos motores.

O ensaio de desaceleração livre descrito no Brasil pela normativa ABNT NBR 10312 consiste em deixar que o veículo role livremente em um determinado intervalo de velocidade. Desta forma é possível estimar a força de resistência ao deslocamento (FRD) total do veículo, correspondente à soma de todas as forças resistivas individuais. Contudo, tal método permite avaliar somente o veículo como um todo, tornando difícil a análise de subsistemas individualmente. Mais ainda, ele é influenciável por variáveis externas não controláveis, como temperatura ambiente, umidade relativa do ar, velocidade e direção do vento, o que agrega alta incerteza à metodologia. Outro ponto negativo é a dependência de condições ambientais específicas que podem representar atrasos e aumento de custos no desenvolvimento de um projeto. Por isso, o trabalho consiste em avaliar duas metodologias que têm o potencial de superar totalmente ou parte dessas dificuldades, sendo uma experimental e outra virtual. A primeira consiste em medir a força de resistência de cada subsistema individualmente, nas quatro principais fontes de resistência: linha de transmissão, pneus, freios e aerodinâmica. Já a segunda estima a FRD através de um modelo virtual. Para testá-las, foram selecionados três veículos de diferentes segmentos e dois tipos de pneu para cada. Cada um dos conjuntos foi testado conforme norma a fim de se obter resultados de referência. Também, cada tipo de pneu foi medido no dinamômetro de resistência ao rolamento antes e depois dos ensaios de referência para se avaliar o comportamento do pneu novo e amaciado. Em seguida, todos veículos foram avaliados pela metodologia de fracionamento das forças resistivas. Então, com auxílio do programa comercial Adams/Car R , um modelo virtual de cada veículo foi testado. Finalmente, os resultados foram analisados nos ciclos de condução da norma ABNT 6601 para obter os valores de energia demandada. Verificou-se que o método de fracionamento das forças é válido, visto que para dois dos três veículos as curvas de desaceleração geradas por cada ensaio se mostraram próximas. Em média, o desvio dos resultados foi de 1%, com pico de 2,03%, valor satisfatório considerando que a incerteza do método padrão normalmente é superior a 10%. O mesmo não foi evidenciado no método virtual, na qual os testes variaram de 0,02% a 5,71% na energia demandada, sem apresentar um padrão e sempre indicando valores inferiores ao real. Ao final, concluiu-se que a metodologia de fracionamento da FRD é válida e útil pois possui maior repetitividade que o método da Norma ABNT 10312 uma vez que é realizado em ambientes controlados. Ainda, tem a vantagem de evidenciar a parcela de cada subsistema do veículo, facilitando o desenvolvimento de componentes individuais. Por fim, o método virtual não se mostrou viável através do programa utilizado por apresentar uma disperção de resultados alta e valores distantes dos experimentais, reforçando que não se pode eliminar o teste físico.

A crescente preocupação com os impactos ambientais das atividades do setor automobilístico têm aumentado a regulamentação governamental em relação ao consumo de combustível e redução de emissões, principalmente na Europa, pioneira na implementação de tais regulamentações. Dessa forma, a indústria automotiva vem desenvolvendo estratégias para se adaptar a esses novos requisitos, e nesse sentido, o uso de sistemas start-stop nos veículos vem aumentando. Este sistema visa reduzir as emissões e o consumo de combustível, desligando o motor em condições de marcha lenta com o veículo estacionário, seja em sinais de trânsito ou engarrafamentos. Tal sistema, mais amplamente aplicado para veículos de passageiros, também foi introduzido para veículos médios, como ônibus e caminhões médios com rotas urbanas. Um grande desafio na implementação start-stop, no entanto, é a alteração das tensões aplicadas aos principais componentes do motor, como pistão, anéis de pistão e bronzinas, pois a variação de temperatura e o fornecimento de lubrificação para eles é intermitente com o desligamento cíclico do motor. Como os testes de durabilidade de tais componentes usando bancadas dinamométricas comuns são extremamente caros e demorados, novas estratégias de teste têm sido exploradas recentemente. Neste trabalho, o principal objetivo foi ajudar na instalação de uma bancada de testes de bronzinas desenvolvida pela Daimler AG, simulando a operação de seus motores de médio porte MDEG, e analisar seus primeiros resultados. O banco de provas é basicamente composto de cilindros hidráulicos simulando a forca da combustão e um virabrequim acionado por um motor elétrico. Os primeiros testes, discutidos neste trabalho, mostram as dificuldades de desenvolver novos métodos de teste, como problemas no sistema de condicionamento de óleo, o desenvolvimento de um programa de operação similar a motores de combustão e as medições de desgaste, bem como a falta de capacidade de aquisição de dados de teste. No entanto, o trabalho mostra o potencial de tal banco de testes depois de os obstáculos explorados serem superados, como uma maneira rápida e simples de testar bronzinas e, possivelmente, outros componentes principais do motor. Além disso, o trabalho sugere que a associação deste experimento com ferramentas computacionais pode fornecer resultados ainda mais completos, contribuindo ainda mais para o desenvolvimento de motores capazes de suportar a implementação de sistemas start-stop.

Neste trabalho aplicou-se a metodologia Taguchi para a identificação dos níveis dos parâmetros de entrada (revestimento, velocidade de corte e avanço) que geram o melhor resultado nos parâmetros de saída: força de avanço (F) e acabamento superficial (Ra), durante a furação do aço ABNT 4340. Para isso, foram realizados furos a seco em amostras preparadas deste aço, seguindo o arranjo ortogonal L16 sugerido pela metodologia Taguchi em um centro de usinagem vertical. As ferramentas utilizadas foram brocas helicoidais de aço rápido ABNT M2, diâmetro de 6 mm, padrão DIN 338, revestidas pela técnica PVD e não revestidas. As ferramentas (revestidas e não revestidas), a velocidade de corte (c) e avanço () foram selecionadas como parâmetros de controle. Os valores médios de rugosidade na superfície dos furos acabados foram medidos utilizando um rugosímetro. Os valores médios de força de avanço foram obtidos durante os ensaios de furação por meio de um dinamômetro piezelétrico montado no centro de usinagem. Estes dados foram analisados no software Minitab 17 configurado para a função menor é melhor de Taguchi. A análise de variância (ANOVA) foi empregada para determinar os fatores de controle que mais afetam o acabamento superficial (Ra) e a força de avanço (F). As brocas revestidas a base de TiN, TiNAl e TiNAl-M (multicamadas) foram analisadas no microscópio eletrônico de varredura (MEV) e as espessuras médias das camadas observadas foram 2,752, 3,545 e 3,340 µm respectivamente. Para o acabamento superficial (Ra), os revestimentos foram os fatores mais impactantes (71,9%) para a redução deste parâmetro. Apesar do revestimento TiNAl-M (comercialmente Balinit Pertura) ter sido apontado pela metodologia Taguchi como o de melhor desempenho, os revestimentos no geral obtiveram resultados próximos. A velocidade de corte (c) e o avanço (), não apresentaram contribuição significativa nas condições ensaiadas (13,8% e 0,5% respectivamente). Para a força de avanço (F), a presença do revestimento foi tão impactante quanto o avanço (38,9% e 35,0% respectivamente) e a velocidade de corte (12,8%) não apresentou contribuição significativa. O revestimento à base de TiN foi apontado pela metodologia Taguchi como o de melhor desempenho, acompanhado da menor taxa de avanço e menor velocidade de corte para a redução da força de avanço (F). A confirmação dos resultados foi necessária apenas para a rugosidade superficial (Ra) que juntamente com os resultados obtidos para F, comprovaram a eficiência da metodologia Taguchi.

À medida que a qualidade dos veículos melhora, os clientes exigem freios mais silenciosos. As reclamações de clientes resultam em custos de garantia significativos, motivando a necessidade de estudar o ruído dos freios nas fases iniciais do projeto. Durante a frenagem, o atrito entre as pastilhas e o disco de freio pode induzir uma instabilidade dinâmica no sistema. Essa instabilidade pode irradiar ruído, comumente conhecido como squeal. O squeal em freios a disco tem sido uma questão desafiadora para muitos engenheiros e pesquisadores devido à sua imensa complexidade. Essa instabilidade dinâmica está ligada a um modo de vibrar instável do sistema. Esse modo pode ser identificado durante a extração de autovalores complexos porque a parte real do autovalor correspondente é positiva. Esse método de elementos finitos (MEF), conhecido como Análise de Autovalores Complexos (CEA), também pode ser usado para interpretar resultados de testes, simular modificações na geometria ou nas propriedades dos materiais além de explorar ideias inovadoras. O objetivo deste trabalho é investigar a correlação desse método numérico com resultados experimentais. Além disso, uma mudança de geometria é proposta no modelo para eliminar um modo instável. No final, a eficácia dessa modificação é avaliada com o teste de ruído em dinamômetro. A máxima variação encontrada entre a frequência natural amortecida do autovalor instável e a frequência do squeal foi de 2,4%. Tratase de uma boa correlação entre o modelo de elementos finitos e os testes experimentais, comprovando que essa abordagem pode ser aplicada ao projeto de sistemas de freio a disco. Entretanto, a quantidade de modos instáveis previstos no modelo é superestimada e requer ao menos um teste experimental, em dinamômetro ou em veículo, para que se possa confirmar qual ou quais dos autovalores com parte real positiva serão de fato excitados nas condições operacionais do sistema de freio.

Os revestimentos DLC (carbono tipo diamante) são filmes finos formados por carbono de ligações sp2 e sp3 em diferentes proporções e têm por características principais seu baixo coeficiente de atrito, alta dureza, inércia química, compatibilidade biológica, transparência óptica e também isolamento elétrico. O filme DLC amorfo tetraédrico não hidrogenado (ta-C) é composto de grandes proporções de ligações sp3 que melhoram estas propriedades. Este trabalho propõe um aprofundamento no estudo do coeficiente de atrito e do desgaste mecânico do revestimento de carbono amorfo tetraédrico (ta-C) DLC em contato com material cerâmico (Si3N4), a fim de avaliar o seu comportamento e compará-lo com o substrato sem revestimento (aço ABNT 52100) em contato com o mesmo material. Para reduzir o efeito negativo de contaminantes em óleos lubrificantes, ou mesmo, reduzir o atrito em situações de difícil lubrificação, o revestimento DLC pode ser aplicado nas superfícies de materiais a seco, com redução do coeficiente de atrito, alta resistência ao desgaste por deslizamento e aumento de durabilidade dos componentes. Estudou-se o efeito do revestimento superficial ta-C/DLC na resistência ao atrito e desgaste a partir de ensaios realizados em um tribômetro pino sobre disco em ambiente seco e temperatura ambiente. O revestimento superficial foi produzido com filmes de ta-C/DLC depositado pelo método à base PVD (Deposição física a vapor) evaporação por arco catódico com ~ 1,5 m de espessura sobre substrato de aço ABNT 52100. O comportamento do atrito e do desgaste do filme de DLC, e também do aço ABNT 52100 sem o revestimento de DLC foram avaliados contra esferas de nitreto de silício (Si3N4) com pressão de contato, e movimento relativo. Realizou-se a caracterização do filme de DLC antes do ensaio tribológico a partir da MEV, EDS, ensaio de riscamento, perfilometria, nanoindentação e espectroscopia Raman. Em seguida, as superfícies desgastadas do corpo e contracorpo foram analisadas por meio da perfilometria e MEV. Os resultados de atrito e desgaste para o filme de ta-C/DLC à seco em contato com o nitreto de silício (Si3N4) foram muito significativos, com valores de atrito entre 0,03 e 0,05 para alta carga e baixa carga, respectivamente, indicando também, desgaste abrasivo brando. Já a superfície de aço AISI 52100 em contato com o nitreto de silício (Si3N4) obteve valores de coeficiente de atrito maiores para as mesmas condições (entre 0,65 e 0,825) e desgaste severo.

Emissão de poluentes e consumo de combustíveis fósseis são dois temas extremamente importantes discutidos em todos os setores de engenharia do mundo. Devido à grande dependência da humanidade aos combustíveis fósseis, viu-se necessário o desenvolvimento de novas alternativas para os meios de produção de energia, buscando novas soluções(renováveis) para produção e utilização da mesma com objetivo de reduzir os danos causados ao meio ambiente. No mercado automobilístico, a decisão é otimizar o sistema Powertrain para conseguir aprovação de projetos para o mercado global, dentre eles, os projetos elétricos híbridos vêm se mostrando uma condição muito promissora devido a facilidade de adaptação e controle. Analisando o significado da palavra híbrido, tem-se que veículo híbrido é uma associação que possui duas ou mais fontes de energia Uma convencional (motor de combustão interna) e uma adicional (elétrica, hidráulica, cinética, pneumática, etc.). Para se utilizar a segunda fonte, é necessário converter a energia produzida para o conjunto, de forma a criar uma associação dinâmica no sistema. A pesquisa consistirá na análise comparativa de diversas formas de hibridização (twomode hybrid, Parallel hybrid, Power-Split hybrid, Series hybrid, Series- Parallel hybrid). Serão analisados os parâmetros globais de desempenho dos veículos tais como consumo e potência (MCI), assim como uma análise de dirigibilidade do veículo, mostrando quais os intervalos de entrega de torque em função do pedal de acelerador utilizado. O intuito principal é utilizar o motor elétrico em condições de baixa carga do MCI, de forma a reduzir o consumo de combustível, assim como melhorar o conforto na relação de trocas de marcha associando a entrega de torque da máquina elétrica durante a abertura da embreagem. Para tal, foram feitas medições de um veículo real utilizando o software ETAS INCA e UCEs abertas em testes de dinamômetro no ciclo especificado. Utilizando-se o software GT-Suite, é possível desenvolver um modelo a partir dos dados experimentais. Após a validação do modelo de correlação, um novo conceito híbrido foi desenvolvido. Concluí-se que o modelo híbrido desenvolvido foi obteve uma melhora entre 8 e 12% de consumo de combustível no ciclo se comparado a medição e modelo de correlação, além de uma melhora de dirigibilidade dado o perfil de velocidade em troca de marcha.

Os crescentes aumentos das emissões de poluentes exigem às indústrias a procurar novas tecnologias focadas no máximo aproveitamento dos recursos naturais com redução dos níveis de contaminação. No setor automotivo, apesar de não ser uma tecnologia atual, o uso de motores com sistema de ignição com pré-câmara se projeta como uma solução adequada para a produção de potência reduzindo o nível de contaminação e o consumo de combustível, uma vez que o sistema permite ganhos significativos nos parâmetros da combustão que possibilitam o uso de misturas pobres no motor. O sistema de ignição com pré-câmara consiste na instalação de uma pequena câmara de combustão adicional, ou pré-câmara, interconectada através de canais de conexão com a câmara principal. Neste sistema, a combustão se inicia, através de uma centelha eléctrica, na pré-câmara, onde a pressão e a temperatura aumentam, promovendo a formação de jatos de chama, os quais são direcionados para a câmara principal. No sistema de ignição com pré-câmara, além da proporção ar/combustível, a geometria da pré-câmara é um dos parâmetros mais importantes, uma vez que influencia diretamente nas características da combustão e nas emissões gasosas do motor. Neste trabalho se analisa detalhadamente o desempenho de um motor de combustão interna equipado com sistema de ignição com pré-câmara operando com carga homogênea, variando o volume interno da pré-câmara e o diâmetro, quantidade e disposição dos canais de interconexão. Os resultados indicam que o aumento do volume interno da pré-câmara é o parâmetro que mais influencia no processo de combustão, uma vez que afeta diretamente a capacidade de liberação de energia e na velocidade da combustão. Por outro lado, o adequado dimensionamento, distribuição e disposição dos canais de interconexão, possibilitam pequenos ganhos em termos de eficiência da combustão e permitem uma adequada distribuição dos jatos na câmara principal.