XVII SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT

 

ÍNDICE

 

 

1. Projetos de Pesquisa PIBIC e PROBIC

 

MODELAGEM DA IMPEDÂNCIA DA PELE BASEADA NO MÉTODO DO CIRCUITO EQUIVALENTE Guilherme Brunel Martins, Pedro Bertemes Filho, Airton Ramos........................................................................................	001
DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO E CONTROLE DE ELETRODOMÉSTICOS EM REDE DE COMUNICAÇÃO SEM FIO VIA INTERFACE VIRTUAL REMOTA Dr. Antonio Heronldo de Sousa , Ana Teruko Watanabe , Bruno Henrique Kikumoto de Paula, Luiz Ricardo de Lima........................................................................................................................................................................................	002
implementação dos critérios de acessibilidade no método de avaliação para ambientes e-learning. Avanilde Kemczinski, Willian Ferlin, Isabela Gasparini.......................................................................................................	003
Aços Rápidos: comportamento ao desgaste. César Edil da Costa, João Santos da Rocha, Julio Cesar G. Milan .......................................................................................	004
consolidação de ligas de Alumínio obtidas por metalurgia do pó. César Edil da Costa, Rodrigo Firmino da Silva, André Marcon Zanatta...............................................................................	005
COMPÓSITOS CERÂMICA/METAL OBTIDO POR OXIDAÇÃO DIRETA. César Edil da Costa, Sérgio Souza dos Santos Junior , Marilena Valadares Folgueras, Rodrigo Firmino da Silva..............	006
Estudos de estratégias de solução de problemas de otimização com restrições utilizando algoritmos genéticos. Eduardo Lenz Cardoso, Rafael da Cunha Schmidt................................................................................................................	007
INFLUÊNCIA DA OXIDAÇÃO TÉRMICA SOBRE A RESISTÊNCIA À CORROSÃO E À CORROSÃO-DESGASTE DE UM TITÂNIO COMERCIAL Enori Gemelli, Gilson Gabardo , Nelson Heriberto Almeida Camargo.................................................................................	008
RESISTÊNCIA AO DESGASTE DE AÇOS FERRAMENTA José Divo Bressan, André Luiz Leite......................................................................................................................................	009
RESISTÊNCIA AO DESGASTE DE AÇOS FERRAMENTA José Divo Bressan, Karina Lopez3..........................................................................................................................................	010
CARBONITRETAÇÃO À PLASMA DO METAL TITÂNIO E DA LIGA Ti6Al4V – ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO GRADIENTE DE TEMPERATURA NO PROCESSO. Luís César Fontana, André Kühl, Masahiro Tomiyama, Thomas Rafael da Rosa.................................................................	011
Controle digital do Conversor CC-CC para geração de plasma. Luis Cesar Fontana, Rafael Luís Klein , Marcello Mezaroba………......................................................................	012
NANOCOMPÓSITOS POLIMÉRICOS A PARTIR DE NANOTUBOS DE CARBONO. Jonas Bertholdi , Marcio Rodrigo Loos, Sérgio Henrique Pezzin, Sandro Campos Amico, Luiz Antonio Ferreira Coelho	013
ANÁLISE DO CICLO DE VIDA DE MATERIAIS POLIMÉRICOS. Luiz Veriano Dalla Valentina, Ana Claudia Franco , Roberta Tomasi Pires Hinz.................................................................	014
CARACTERIZAÇÃO DO CONCRETO CONVENCIONAL UTILIZANDO AREIA ARTIFICIAL BRITADA Helena Ravache Samy Pereira Schumacher, Luiz Veriano Dalla Valentina, Fernanda Aparecida João, Carine Cardoso dos Santos..................................................................................................................................................	015
CAR Fonte de alta tensão para um gerador de transientes rápidos. Marcello Mezaroba, Dr.; Neomar Giacomini, Eng.; Raphael Jorge Millnitz dos Santos .....................................................	016
Projeto de um conversor cc-cc flyback de 65w com entrada universal Marcello Mezaroba, Dr; Alessandro Luis Batschauer, Ms; Tiago Davi Curi Busarello........................................................	017
projeto DE UM SISTEMA DE MEDIÇÃO DE CORRENTE TRIFÁSICA. Marcello Mezaroba, Dr, Jonathan Domini Sperb , Vinícius Miranda Corrêa…....................................................................	018
ENGENHARIA DE SOFTWARE PARA REALIDADE VIRTUAL Marcelo da Silva Hounsell, Edgar Luís da Silva, Jéferson José de Miranda.........................................................................	019
Avaliação do uso de matérias primas alternativas e seu efeito na resistência a fratura de corpos cerâmicos Marilena Valadares Folgueras, Jaisson.Potrich dos Reis, Murillo Wehle.................................................................	020
INFLUÊNCIA DA DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA DE AREIAS UTILIZADAS NA FABRICAÇÃO DE ARGAMASSAS Marilena Valadares Folgueras, Tiago Schaefer, Sibelle Paula Corsari......................................................................	021
SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA: ASPECTOS DE ACOPLAMENTO TERMOMECÂNICO E MECÂNICA DO DANO CONTÍNUO – PRIMEIRA PARTE Miguel Vaz Júnior, Makhles Reuter Lange, Pablo Andrés Muñoz-Rojas..................................................................	022
CONSTRUÇÃO DE UMA CÂMARA DE PLASMA Milton José Cinelli, André Ricardo Popinhak, Luís César Fontana.........................................................................	023
Deposição de Filmes de CNx por Triodo Magnetron Sputtering. Luís César Fontana, Diego Alexandre Duarte, Milton José Cinelli..........................................................................	024
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE BIOCIMENTOS NANOESTRUTURADOS DE FOSFATO DE CÁLCIO. Nelson Heriberto Almeida Camargo, Juliana Francine de Aguiar, Enori Gemelli, Masahiro Tomiyama.............................	025
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE PÓS DE FOSFATO DE CÁLCIO E COMPÓSITOS FOSFATO DE CÁLCIO/Al2O3-α NANOESTRUTURADOS Nelson Heriberto Almeida Camargo,  Sarah Amin de Lima , Juliana Francine Aguiar, Enori Gemelli ..........................	026
OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA DE ESTRUTURAS TRIDIMENSIONAIS DE BARRAS E PÓRTICOS Pablo Andrés Muñoz Rojas, Marcos Roberto Cardoso, Eduardo Lenz Cardoso. .......................................................	027
INVESTIGAÇÃO  DA  DINÂMICA  DE  UM  MODELO  ECOLÓGICO  DISCRETO Paulo C. Rech , Cleiton Rosa............................................................................................................................	028
ANÁLISE NUMÉRICA DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR CONJUGADA (CONVECÇÃO/CONDUÇÃO) NO ESCOAMENTO DE POLÍMEROS EM CANAIS Paulo Sergio Berving Zdanski, Gleison Renan Inácio, Miguel Vaz Júnior...............................................................	029
DESENVOLVIMENTO DE UM CIRCUITO ADAPTATIVO DA IMPEDÂNCIA NEGATIVA A SER UTILIZADO NA FONTE DE CORRENTE EM TOMOGRAFIA DE IMPEDÂNCIA ELÉTRICA Pedro Bertemes Filho, Diego Bittencourt , Volney Coelho Vincence, Rodrigo Alécio Stiz..................................................	030
Um modelador de sólidos baseado em features usando STEP Roberto Ubertino Rosso Jr., Edward Boszczowski................................................................................................................	031
ESTUDO DO COMPORTAMENTO REOLÓGICO E PROCESSAMENTO POR INJEÇÃO DAS MISTURAS DE POLI(3-HIDROXIBUTIRATO) E POLI(3-HIDROXIBUTIRATO-co-3-HIDROXIVALERATO) COM POLI-CAPROLACTONA-TRIOL. João da Silva Jr; Katiusca Wessler; Sérgio Henrique Pezzin; Luiz Antônio Ferreira Coelho...............................................	032
DESENVOLVIMENTO NANOCOMPÓSITOS DE MATRIZ EPOXÍ REFORÇADOS COM NANOTUBOS DE CARBONO Maurício H. Nishida; Jonas Bertholdi, Marcio R. Loos;Sérgio Henrique Pezzin, Sandro Campos Amico,  Luiz A. F. Coelho.......................................................................................................................................................	033
USO DE RESÍDUO DE CONCRETO COMO AGREGADO EM BLOCOS PARA ALVENARIA E PAVIMENTO Sivaldo Leite Correia Gracieli Dientmann Marilena Valadares Folgueras Dachamir Hotza, Fabiana.............................	034
INVESTIGAÇÃO DA DINÂMICA DE UM MODELO ECONÔMICO DISCRETO Paulo Cesar Rech, Marcos João Correia.................................................................................................................................	035

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Projetos de Pesquisa PIBIC e PROBIC

 

 

MODELAGEM DA IMPEDÂNCIA DA PELE BASEADA NO MÉTODO DO CIRCUITO EQUIVALENTE¹

 

Guilherme Brunel Martins, Pedro Bertemes Filho, Airton Ramos

 

Palavras-chave: Impedância Elétrica, Impedância de Tecidos Biológicos, Simulação Numérica, Dispersão dielétrica.

 

Neste trabalho foi realizado um estudo da distribuição de sensibilidade na medição de impedância elétrica de transferência em um volume finito, homogêneo e isotrópico de um modelo elétrico da pele humana. Para tanto, foi utilizado o software PRÓTON desenvolvido pelo Grupo de Engenharia Biomédica da UDESC baseado no Método do Circuito Equivalente (MCE), que modela as propriedades elétricas de uma amostra de material biológico através de um circuito elétrico. No âmbito deste trabalho, além das simulações no programa PRÓTON, foram desenvolvidas vários programas em MatLab para análise dos resultados de simulação e geração de gráficos e figuras. As análises forneceram as distribuições de campo elétrico e sensibilidade em uma amostra de pele com 5 mm de espessura e com área de 3cm x 2cm. A malha de discretização foi construída com cerca de 3 milhões (50 x 201 x 301) de elementos cúbicos de aresta 100mm.  Foram adotados os valores de condutividade e constante dielétrica típicos da pele humana na freqüência de 1MHz. Os parâmetros que variaram nas simulações foram o diâmetro dos eletrodos e o espaçamento entre eletrodos. Nas diversas séries de simulações e análises que foram realizadas constatou-se que o diâmetro dos eletrodos (de 0.5 a 2.5 mm) afeta principalmente a distribuição de sensibilidade na região central da amostra, mas as variações com o diâmetro são insignificantes para eletrodos espaçados mais do que 3mm. Adicionalmente, o espaçamento entre eletrodos afeta também o valor absoluto da sensibilidade nas camadas mais próximas da superfície da pele. A sensibilidade diminui com o aumento da distância entre eletrodos. Além disso, constatou-se que para pequenos espaçamentos, existe uma profundidade a partir da qual não ocorre sensibilidade negativa na região central da amostra, onde os eletrodos estão posicionados. Essas informações são úteis no projeto de sistemas de eletrodos para medição de impedância de transferência usada na detecção de tumores de pele.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Elétrica– Centro de Ciências Tecnológicas  - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n - CEP 89223-100 - Joinville - SC.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Elétrica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/CNPq.

⁴ Colaborador, Professor CCT/UDESC.

 

 

 

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO E CONTROLE DE ELETRODOMÉSTICOS EM REDE DE COMUNICAÇÃO SEM FIO VIA INTERFACE VIRTUAL REMOTA ¹

 

Dr. Antonio Heronldo de Sousa ² , Ana Teruko Watanabe ³, Bruno Henrique Kikumoto de Paula ⁴, Luiz Ricardo de Lima ⁵

 

Palavras-chave: Zigbee, Bluetooth, comunicação sem fio, eletrodomésticos

 

A idéia principal do projeto foi realizar o controle, parametrização e o monitoramento de eletrodomésticos via rede de comunicação sem fio, possibilitando a não obrigatoriedade da presença física do usuário junto aos eletrodomésticos. Isso é conseguido por meio da implementação de uma interface com usuário mais amigável em um equipamento do tipo PDA (Personal Digital Assistant), e pela modificação do hardware digital e do firmware presentes no eletrodoméstico. Várias vantagens são conseguidas como: aumento do nível de segurança, pela variedade de alarmes que podem ser recebidos pelo usuário, mesmo não estando próximo ao eletrodoméstico; aumento de funcionalidades, através de maior disponibilidade de recursos de hardware e software para execução de algoritmos mais sofisticados, que necessitam maior interação com o usuário e que são hospedados na CPU embarcada no eletrodoméstico, ou até mesmo pela criação de serviços no próprio PDA, gerando uma camada mais abstrata e personalizada com o usuário; conectividade entre eletrodomésticos, e de eletrodomésticos com outros equipamentos residenciais. Neste projeto em questão, foi utilizada uma máquina lavadora de roupas para se desenvolver as propostas estabelecidas, mas vale lembrar que todas as aplicações desenvolvidas neste trabalho podem e devem ser aplicados a outros tipos de equipamentos típicos em residências como por exemplo: forno de microondas, televisão, cafeteira, condicionadores de ar, refrigerador entre outros. Foram utilizados para implementação da rede sem fio os padrões de comunicação de radiofreqüência Bluetooth e Zigbee baseados na técnica de Espalhamento Espectral de Sinal (Spread Spectrum) que possuem boa imunidade a ruído e bons níveis de segurança. Foram realizadas comunicações ponto-a-ponto que apresentaram bom desempenho e funcionalidade. Este conceito de interação entre eletrodomésticos através de rede de comunicação sem fio vem apresentando um crescimento grande na indústria, fato este que justifica esta pesquisa. Além do software do PDA, o projeto gerou um protótipo de uma placa eletrônica, que acomoda o processador para controle do eletrodoméstico e os circuitos para comunicação sem fio.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

2 Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Elétrica – Centro de Ciências Tecnológicas - Centro Universitário Prof. Avelino Marcante s/n – Bom Retiro - CEP 89223-100 - Joinville-SC

³ Mestranda do Curso de Mestrado de Engenharia Elétrica – CCT/UDESC.

⁴ Acadêmico do Curso de Engenharia Elétrica - CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica PRIBIC/UDESC.

⁵ Acadêmico do Curso de Engenharia Elétrica - CCT/UDESC, bolsista do     PET/UDESC.       

  

 

implementação dos critérios de acessibilidade no método de avaliação para ambientes e-learning.¹

 

Avanilde Kemczinski², Willian Ferlin³, Isabela Gasparini⁴

 

Palavras-chave: Acessibilidade – E-learning – Avaliação

 

A acessibilidade representa o direito de o usuário ter acesso às informações seja ele portador de uma deficiência ou não. Neste contexto esta pesquisa buscou avaliar a aderência de um ambiente e-learning quanto aos aspectos de acessibilidade, focada na deficiência visual. Para realizar uma efetiva adequação dos critérios de acessibilidade foram levantados os principais fundamentos, padrões e ferramentas existentes para e-learning, avaliação e acessibilidade. O levantamento possibilitou à análise e customização dos critérios de acessibilidade já contemplados no Método de Avaliação para Ambientes E-learning – MA-AE. O processo de análise e customização permitiu adequação da metodologia de avaliação proposta eliminando o rigor técnico (foco no desenvolvedor) e favorecendo a autoria (professor) no ambiente e-learning. Todas as questões que compõem o sistema de avaliação foram analisadas segundo a visão do autor (professor). Nesta análise várias questões formam reformuladas, excluídas e incluídas para que os critérios de acessibilidade fossem atendidos e assim garantir que o conteúdo das questões fosse de fácil interpretação para o usuário (professor). A incorporação dos critérios de acessibilidade no MA-AE tem como resultado verificar se o ambiente e-learning auxilia o autor no desenvolvimento de conteúdos acessíveis. Espera-se com a ferramenta de avaliação (MA-AE) facilitar a utilização de ambientes e-learning tanto para o professor (autor) quanto para os aprendizes com necessidades especiais visuais.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professora do Departamento de Ciência da Computação – Centro de Ciências Tecnológicas – Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n – Bairro Bom Retiro – CEP 89223-100 – Joinville – SC.

³ Acadêmico do Curso de Bacharelado em Ciência da Computação – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/CNPq.

⁴ Professora do Departamento de Ciência da Computação – CCT/UDESC

 

 

 

Aços Rápidos: comportamento ao desgaste¹

 

César Edil da Costa², João Santos da Rocha³, Julio Cesar G. Milan^4.

 

Palavras-chave: Aço rápido, tratamentos térmicos, metalurgia do pó, desgaste

 

Nos dias de hoje notamos que as empresas relacionadas com a usinagem, se deparam com um problema, o custo das ferramentas de usinagem. Vendo este ponto, decidimos montar um trabalho com base nesta questão, trabalhando com ferramentas de aço rápido. Nosso trabalho esta dedicado na produção de incertos de aço rápido HSS M3 para testes de desgaste, esse material apresenta boas propriedades mecânicas, como elevada dureza boa tenacidade e resistência ao desgaste. A produção dos insertos foi através da técnica da metalurgia do pó, sendo que posteriormente foram sinterizados a uma temperatura de 1270 ºC por duas horas, seguido dos tratamentos térmicos de tempera, duplo revenido e nitretação. A tempera foi realizada a 1200 ºC durante uma hora e foi resfriada em óleo a 80 ºC. O revenido foi aplicado a uma temperatura de 560 ºC durante duas horas. O Processo de nitretação consistiu em colocar o inserto dentro de uma caixa de alumínio com material chamado Turbonit K20, e levar ao forno com uma temperatura de 560 ºC durante um tempo variado, sendo que analisamos uma faixa de variação de 3h, 5h, 7h e 10. Após os tratamentos térmicos realizou-se um ensaio de desgastes para medir a profundidade da pista obtida durante o ensaio através da qual podemos medir o desgaste obtido no inserto. Os resultados obtidos demonstram viabilidade do desenvolvimento de aços rápidos com elevada resistência ao desgaste.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n - Bairro Bom Retiro - Joinville-SC - CEP 89223-100.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/UDESC.

⁴ Professores CCT/UDESC.

 

 

consolidação de ligas de Alumínio obtidas por metalurgia do pó.¹

César Edil da Costa², Rodrigo Firmino da Silva³, André Marcon Zanatta⁴.

 

Palavras-chave: Compósito Matriz Metálica, Alumínio, Tratamento Térmico, Propriedades Mecânicas.

 

Este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito do tratamento térmico – T1 e T6 em compósitos de matriz de alumínio. Os corpos de prova utilizados foram de liga de alumínio AA2124, obtida por Ligação Mecânica, e compósitos de matriz de alumínio reforçado com partículas cerâmicas e intermetálicos. Foram obtidos por técnicas convencionais de metalurgia do pó e em seguida extrudados a quente. Foram obtidas barras extrudadas com 5 milímetros de diâmetro. A caracterização mecânica foi realizada através de ensaios de tração e dureza, realizados antes e depois do tratamento térmico de solubilização e envelhecimento artificial. A identificação dos mecanismos de fratura entre o reforço e a matriz foi feita por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A consolidação por extrusão a quente e os tratamentos térmicos se mostraram eficientes na formação interfaces entre a matriz e o reforço. Essa interface possui papel fundamental na otimização das propriedades dos compósitos em relação às ligas.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n - Bairro Bom Retiro – Joinville - SC-Brasil, CEP 89223-100.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/UDESC.

⁴ Acadêmico do Curso de Mestrado em Ciência e Engenharia dos Materiais – CCT/UDESC.

 

 

 

COMPÓSITOS CERÂMICA/METAL OBTIDO POR OXIDAÇÃO DIRETA.¹

 

César Edil da Costa², Sérgio Souza dos Santos Junior³ , Marilena Valadares Folgueras ⁴, Rodrigo Firmino da Silva⁵

 

Palavras-chave: oxidação direta, compósitos, alumina, alumínio.

 

Com o intuito de obter materiais compósitos por oxidação direta de metais, foram desenvolvidos estudos empregando diferentes condições de infiltração e considerando a possibilidade de utilização de diferentes ligas de alumínio e dopantes. Para isto, as preformas cerâmicas de alumina foram obtidas por compactação uniaxial e pelo método de colagem por barbotina, na geometria retangular. Como material infiltrante foram utilizados ligas de alumínio com diferentes conteúdos de silício e magnésio (liga Al-10Si-3Mg foi a mais utilizada) obtidos por metalurgia do pó. Como dopante foram utilizados magnésio puro e óxido de magnésio. O dopante foi colocado entre a preforma e a liga infiltrante, para favorecer as condições de fluidez do material e retardar a oxidação do metal. O processo foi levado a uma atmosfera oxidante a uma temperatura de 1100ºC (em forno mufla), por um tempo de 24 horas. As avaliações dos resultados foram feitas e as amostras analisadas mostraram uma infiltração não uniforme na preforma de alumina, podendo ser causada pela geometria retangular das amostras. . Nos compósitos obtidos, o infiltrante oxidou-se quase 100% restando pequenos veios de Al residual. 

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas  - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n - Bairro Bom Retiro – Joinville - SC-Brasil, CEP 89223-100.

³ Acadêmica do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/CNPq.

⁴ Professores CCT/UDESC.

⁵ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC.

 

 

 

Estudos de estratégias de solução de problemas de otimização com restrições utilizando algoritmos genéticos.¹

 

Eduardo Lenz Cardoso², Rafael da Cunha Schmidt³

 

Palavras-chave: otimização – algoritmo genético – restrição não-linear

 

Tendo o objetivo de aprimorar conhecimento e enriquecer as ferramentas utilizadas pelo Laboratório de Mecânica Computacional, LAMEC, realizou-se um estudo a cerca das modificações de algoritmos genéticos para consideração de problemas restritos, como os encontrados nos problemas de engenharia. Após extensa revisão bibliográfica, optou-se por implementar e comparar  as propostas de Carlos A. Coello Coello e de Kalyanmoy Deb. Para isto, foram criados algoritmos de solução com torneios baseados nas duas alternativas. Através de Coello obteve-se melhores resultados devido a robustez da proposta que é baseada em dominância de indivíduos sobre os outros e por este motivo analisa todas as possibilidades dos referidos pontos. Por outro lado Deb tem uma proposta mais simples que retira a análise das restrições quando os pontos são viáveis, analisando os pontos apenas pelo valor do objetivo, o que o torna mais eficiente, porém menos eficaz que a alternativa de Coello. Os métodos estudados foram comparados por meio de diversos problemas de teste presentes na literatura.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas – Campus Universitário Avelino Marcante, s/n - CEP 89223-100 - Joinville - SC.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/CNPq.

 

 

 

 

INFLUÊNCIA DA OXIDAÇÃO TÉRMICA SOBRE A RESISTÊNCIA À CORROSÃO E À CORROSÃO-DESGASTE DE UM TITÂNIO COMERCIAL.¹

 

Enori Gemelli², Gilson Gabardo³ , Nelson Heriberto Almeida Camargo⁴

 

Palavras-chave: Titânio, oxidação, corrosão-desgaste, propriedades de superfície.

 

O titânio é um dos poucos metais biocompatíveis que apresenta contato direto com o osso (ósseo-integração), sem a presença de uma membrana envoltória de tecido fibroso, devido à camada de óxido de titânio que se forma naturalmente. No entanto, essa camada passiva é muito fina permitindo uma certa dissolução iônica. Para limitar a dissolução iônica optou-se pela formação de uma camada de óxido por oxidação térmica. Esse tratamento também teve por objetivo aumentar a rugosidade superficial a fim de melhorar a osseo-integração. Portanto, esse estudo consistiu em analisar a influência da oxidação térmica sobre as propriedades de superfície do titânio comercial. Os ensaios de oxidação foram realizados entre 300 e 700 °C em atmosfera de ar ambiente durante 5 e 24 horas. Os óxidos formados foram avaliados por ensaios de microdureza Vickers, corrosão-desgaste, aderência Rockwell C e rugosidade superficial. As análises por difração de raios-X e análise térmica mostraram que a cristalização do filme passivo de óxido ocorre aproximadamente a 276 ^oC. A estrutura cristalina do filme de óxido é composta de anatásia entre 276 °C e 457 ^oC, anatásia e rutilo entre 457 °C e 718 ^oC e rutilo após 718 ^oC. Os filmes de óxidos formados entre 600 e 650 ^oC apresentam os melhores resultados de resistência à corrosão desgaste, boa aderência e rugosidade de superfície que varia entre 0,32 e 0,40 mm. A dureza do filme de óxido aumenta com a temperatura e tempo de oxidação atingindo o valor máximo de aproximadamente 11000 MPa sobre as amostras oxidadas 24 horas a 700^oC.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/DEM/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas – Campus Universitário, s/n, Bom Retiro, CEP 89223-100 - Joinville - SC.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/UDESC.

⁴ Professor do Departamento de Engenharia Mecânica - CCT/UDESC.

 

 

RESISTÊNCIA AO DESGASTE DE AÇOS FERRAMENTA¹

 

José Divo Bressan², André Luiz Leite³

 

Palavra chaves: Desgaste, aços ferramenta, pino, disco.

 

O presente trabalho investiga a resistência ao desgaste de aços ferramenta para aplicação em ferramental nos processos de forjamento a frio e estampagem de chapas metálicas. Os testes de desgaste por abrasão e/ou deslizamento foram realizados num equipamento do tipo pino-sobre-disco cujos pinos ou esferas foram de aço AISI 52100 nitretado a plasma e revestido com alumina e ensaiados contra discos de chapa de aço ABNT 1005.

A resistência ao desgaste dos aços, esfera e discos, foi avaliada por meio do ensaio do tipo pino-sobre-disco, empregando-se uma velocidade de deslizamento de 0.455 m/s , cargas normais de 20 N e 30 N, distância total percorrida de 3000m e temperatura ambiente com umidade recorbertas com alumina, Al₂O₃, pelo processo MOCVD e os discos foram de chapa de aço 1005 com diâmetro de 62 mm e espessura de 2,88 mm, ensaiados como recebido.

Da análise dos gráficos experimentais da força de atrito e do coeficiente de atrito versus distância percorrida observa-se que ocorreu variação do coeficiente de atrito em função do tempo de teste para os discos de aço 1005 e esfera de aço 52100 nitretado a plasma e revestido com alumina. Os resultados preliminares da instrumentação e operação do tribômetro do tipo pino-sobre-disco foram excelentes. O coeficiente de atrito médio variou com a distância percorrida, em geral, diminuindo com a distância percorrida. O coeficiente de atrito médio para a carga de 30 N foi de  m = 1,05 e para a carga de 20 N foi m = 0,80. Para a carga de 5,2 N o coeficiente de atrito foi de apenas m = 0,26. O coeficiente de atrito oscilou instantaneamente com amplitude média de 0,2 para carga de 30 N e amplitude de 0,1 para a carga de 20 N.

Da análise dos gráficos experimentais de volume perdido versus distância percorrida, observa-se que a taxa de perda de volume é maior no inicio do desgaste, depois no geral, a taxa de desgaste diminui até o fim do ensaio. As maiores taxas de desgaste foram obtidas com carga de 30 N, atingindo o valor de 0,0018 mm³/m para a esfera e 0,0825 mm³/m para o disco; e as menores taras de desgaste foram obtidas com carga de 5 N, atingindo um valor de 0,00009 mm³/m para a esfera e 0,00009 mm³/m para o disco. O volume total perdido divergiu bastante em alguns casos para uma mesma carga, sendo determinante para essa diferença a taxa de desgaste inicial, que também foi diferente para a maioria dos ensaios com mesma carga.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Mecânica –Centro de Ciências Tecnológicas - UDESC - Joinville – 89223-100  - SC, Brasil.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de  iniciação científica do PIBIC/CNPq.

 

 

RESISTÊNCIA AO DESGASTE DE AÇOS FERRAMENTA¹

 

José Divo Bressan², Karina Lopez³

 

Palavra chaves: Desgaste, aços ferramenta, pino, disco.

 

O presente trabalho investigou o ensaio de atrito e desgaste de aços para aplicação em ferramental de corte e conformação de chapas e forjamento a frio. Os testes de atrito e desgaste por deslizamento e/ou abrasão foram realizados num equipamento do tipo pino-sobre-disco cujos pinos foram esferas de aço AISI 52100 nitretado a plasma e revestido com alumina e ensaiados contra discos de chapa de aço ABNT 1005. O trabalho tratou também do ensaio de fratura para obtenção da tenacidade do aço Villares D2. Em relação ao ensaio de fratura não foi possível concluir definitivamente os resultados obtidos até o momento. O valor provisório obtido com ensaio de um corpo de prova de aço VD2 foi 24,5 Mpa.m^1/2. A resistência ao desgaste dos aços, esfera e discos, foi avaliada por meio do ensaio do tipo pino-sobre-disco, empregando-se uma velocidade de deslizamento de 0.455 m/s , cargas normais de 5N, 20 N e 30 N, distância total percorrida de 3000m e temperatura ambiente com umidade recobertas com alumina, Al₂O₃, pelo processo MOCVD e os discos foram de chapa de aço 1005 com diâmetro de 62 mm e espessura de 2,88 mm, ensaiados como recebido. Da análise dos gráficos experimentais dos ensaios de desgaste realizados no tribômetro automatizado pino-sobre-disco, apresentando o coeficiente de atrito e do volume perdido medido versus distância de deslizamento de esfera de aço 52100 nitretado a plasma e revestidos com filme de alumina por MOCVD contra discos de aço 1005, pode-se concluir com as seguintes afirmações : O registro on-line do coeficiente de atrito e da força de atrito permite uma análise quantitativa mais precisa da evolução do atrito e dos mecanismos de desgaste, O coeficiente de atrito oscilou instantaneamente com amplitude média de 0,2 para carga de 30 N e amplitude de 0,1 para a carga de 20 N, O coeficiente de atrito médio variou com a distância percorrida, em geral, diminuindo com a distância percorrida. O coeficiente de atrito médio para a carga de 30 N foi de m = 1,05 e para a carga de 20 N foi de m = 0,80. Para a carga de 5,2 N o coeficiente de atrito foi de m = 0,26 , O coeficiente de atrito instantâneo mostrou grandes amplitudes das oscilações instantâneas no início do ensaio, amortecendo as oscilações no final aos 2800 m de distância percorrida, Essas oscilações no coeficiente de atrito estão possivelmente associadas as mudanças nas rugosidades e dureza na pista durante o processo de desgaste. As taxas de desgaste da esfera foram respectivamente de 1,11x10^-4 mm³/m e 9,4x10^-4 mm³/m para as cargas de 20 N e 30 N. As taxas de desgaste dos discos foram respectivamente de 0,40x10^-2 mm³/m e 1,17x10^-2 mm³/m para as cargas de 20 N e 30 N.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas - UDESC - Joinville – 89223-100  - SC, Brasil.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PIBIC/CNPq.

 

 

 

CARBONITRETAÇÃO À PLASMA DO METAL TITÂNIO E DA LIGA Ti₆Al₄V – ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO GRADIENTE DE TEMPERATURA NO PROCESSO.¹

 

Luís César Fontana², André Kühl³, Masahiro Tomiyama⁴, Thomas Rafael da Rosa⁵.

 

Palavras-chave: cabonitretação – plasma – titânio

 

O metal titânio apresenta excelentes propriedades como alta resistência mecânica, resistência à fadiga e à corrosão.  Porém, o titânio apresenta baixas propriedades tribológicas o que reduz o número de possibilidades de aplicações. Com o objetivo de melhorar estas propriedades é realizado um processo de carbonitretação à plasma do titânio e feito um estudo das diferentes camadas de carbonitretos formados em relação ao gradiente de temperatura aplicado no processo. As amostras de titânio foram confeccionadas conforme a necessidade de estudo, lixadas e posteriormente polidas até o grau ótico e submetidas ao tratamento térmico.  A amostra foi colocada em um porta-amostra dentro do reator e foram fixados termopares para medição do gradiente de temperatura em três pontos distintos. O sistema foi submetido à baixa pressão através de uma bomba mecânica que produz vácuo na ordem de 10^-2 torr e então ocorreu a aplicação de uma atmosfera especifica contendo nitrogênio e carbono. O plasma foi gerado através de uma diferença de potencial, o tratamento realizou-se a temperatura de 700ºC durante três horas e para atingir a temperatura máxima estabelecida foi utilizado um sistema de descarga de catodo oco com um anteparo metálico para confinamento do plasma.  Após as amostras serem tratadas, ocorreu a caracterização das mesmas onde ensaios de microdurezas, difração de raio x e microscopia eletrônica de varredura foram realizados. Pode-se então afirmar que a carbonitretação é um método eficiente e viável para o endurecimento superficial e para a melhoria das propriedades tribológicas do titânio, também é possível verificar que os ensaios de microdurezas realizadas atingiram valores na ordem de 2500 HV em torno de cinco vezes mais do que a dureza do substrato de titânio e que em temperaturas mais elevadas a formação de camadas de nitretos de titânio é relativamente maior do que em regiões onde a temperatura é menor formando fases de TiN e Ti₂N.

 

¹ Projeto de Pesquisa – CCT/UDESC

² Orientador, Professor do Departamento de Física – Centro de Ciências Tecnológicas

³ Acadêmico do curso de Licenciatura em Física – bolsista de iniciação científica do PIBIC/CCT

⁴ Professor do Departamento de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC

⁵ Mestrando em Ciência e Engenharia dos Materiais – CCT/UDESC – Departamento de Mecânica

 

 

Controle digital do Conversor CC-CC para geração de plasma.¹

 

Luis Cesar Fontana², Rafael Luís Klein³ , Marcello Mezaroba⁴

 

Palavras-chave: Plasma – Fonte – Conversor

 

O tratamento superficial de materiais é um processo largamente utilizado na indústria para melhorar características como resistência ao desgaste, resistência à corrosão, condutividade entre outras. O tratamento superficial por plasma é um processo físico não poluente, que apresenta vantagens tecnológicas, principalmente no controle dos parâmetros, permitindo maior reprodutibilidade em relação aos processos que utilizam agentes químicos. Para implementação do processo de tratamento, são necessários uma atmosfera controlada e alguns equipamentos auxiliares, dos quais destaca-se a fonte de alimentação capaz de atuar eficazmente na contenção de arcos voltaicos decorrentes da instabilidade eletromagnética gerada pelo plasma durante o processo. Desta maneira, propõe-se à utilização de um conversor CC-CC isolado, alimentado a partir da rede elétrica monofásica utilizando um conversor CA-CC, com um sistema permanente de controle de corrente e tensão de saída visando a eliminação de arcos voltaicos, comutação suave para reduzir as perdas de comutação e uma interface microcontrolada contendo display alfanumérico, um teclado e comunicação serial RS232, permitindo que um software supervisório monitore e realize as intervenções necessárias no conversor remotamente. O sistema de controle de corrente mostrou-se eficaz na contenção de arcos. Com a utilização do controlador de corrente, a ocorrência de arcos e seus efeitos nocivos ao processo foram minimizados e, com isso, eliminou-se a possibilidade de danificar a fonte e o material em tratamento. A interface desenvolvida mostrou-se de fácil aprendizado e intuitiva, proporcionando ao usuário a operação da fonte de forma rápida e clara.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Física – Centro de Ciências Tecnológicas - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante S/N - Bairro Bom Retiro - Joinville - SC - Brasil - CEP: 89223 - 100 - CX. Postal 631

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Elétrica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PIBIC/CNPq

⁴ Professor do Departamento de Engenharia Elétrica CCT/UDESC.

 

 

NANOCOMPÓSITOS POLIMÉRICOS A PARTIR DE NANOTUBOS DE CARBONO¹.

 

Jonas Bertholdi³ , Marcio Rodrigo Loos⁶, Sérgio Henrique Pezzin⁴, Sandro Campos Amico⁵, Luiz Antonio Ferreira Coelho²

 

Palavras-chave: nanocompósitos - epóxi – dispersão

 

Com o objetivo de desenvolver nanocompósitos de matrizes poliméricas reforçados com nanotubos de carbono de parede simples, com base no que é apresentado na literatura, desenvolveu-se uma rota própria e a partir daí, realizaram-se vários experimentos, através deles procurou-se a melhor rota para a produção de nossos nanocompósitos, bem como adequá-la à nossas possibilidades de fabricação no laboratório. Vimos como parâmetros envolvidos no processo de fabricação dos compósitos influenciam na variação das propriedades dos compósitos produzidos, dentre os mais importantes estão à quantidade de solvente, tempo de sonificação, tempo e temperatura de degaseificação, estequiometria do processo, bem como tempo e temperatura de cura. Vimos que a adição de vácuo no processo de cura é inefetivo, mas que temperatura de cura é um dos fatores fundamentais para cura dos compósitos. As caracterizações das amostras produzidas foram feitas no Laboratório de Caracterização Mecânica do Centro de Ciências Tecnológicas – CCT, da Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC, onde foram feitos os ensaios de tração, dilatometria, viscosimetria, análise termogravimétrica, difração por infravermelho e microscopia de varredura eletrônica, devido, foram utilizados os Laboratório de Caracterização da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, onde foram feitos ensaios de compressão, flexão três pontas, impacto (IZOD). Conseguimos com a rota adotada variações muito pequenas nas propriedades, isto não era esperado uma vez que esperávamos variações significativas na maioria das propriedades, mas acredita-se que, com alguns ajustes na rota de produção podemos alcançar resultados significativamente melhores que os já obtidos.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Matemática – Centro de Ciências Tecnológicas - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n - Bairro Bom Retiro - CEP 89223-100 - Joinville - SC.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/CNPq.

⁴ Professor do Departamento de Ciências Básicas e Sociais – DCBS - Centro de Ciências Tecnológicas - CCT/UDESC.

⁵ Professor da UFRGS

⁶ Acadêmico do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Materiais da UDESC.

 

 

ANÁLISE DO CICLO DE VIDA DE MATERIAIS POLIMÉRICOS.¹

 

Luiz Veriano Dalla Valentina², Ana Claudia Franco³ , Roberta Tomasi Pires Hinz⁴.

 

Palavras-chave: Análise do Ciclo de Vida, Polímeros.

 

A preocupação constante com a qualidade ambiental deve ser uma responsabilidade coletiva, o que inclui a adoção de práticas de produção e consumo sustentáveis. O objetivo deste trabelho é realizar uma reflexão sobre Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), como uma ferramenta para o desenvolvimento sustentável do meio ambiente. Informações relativas a ACV foram levantadas para conscientizar o meio empresarial e científico quanto à aplicação desta ferramenta no propósito de preservar o meio ambiente e ainda diminuir os custos operacionais, de forma a obter produtos com melhor relação custo-benefício, através de processos e operações com desempenhos ambientais desejáveis. Particularmente no caso dos polímeros provenientes de recursos naturais não-renováveis, os quais geram produtos que podem ser, na maioria dos casos, facilmente reciclados, é imprescindível ter-se uma conscientização ambiental para elaborar planejamentos adequados que envolvam todo ciclo industrial.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Doutor em Engenharia de Produção pela UFSC, professor do Departamento de Engenharia  Mecânica e do  Programa de Mestrado de Ciências e Engenharia de Materiais da UDESC.

³ Acadêmica do Curso Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PIBIC/CNPq.

⁴ Especialista em Gestão Empresarial e Mestranda em Ciência e Engenharia de Materiais pela UDESC, coordenadora e professora do Curso de Tecnologia em Gestão da Qualidade e Produtividade da SOCIESC.

 

 

CARACTERIZAÇÃO DO CONCRETO CONVENCIONAL UTILIZANDO AREIA ARTIFICIAL BRITADA ¹

 

Helena Ravache Samy Pereira Schumacher², Luiz Veriano Dalla Valentina³, Fernanda Aparecida João⁴, Carine Cardoso dos Santos⁵.     

 

Palavras-chave: Concreto, agregado miúdo, pó de pedra, britagem de rocha.

 

O agregado miúdo utilizado na produção do concreto é, na maioria das vezes, a areia natural obtida a partir da extração em leitos de rios. A produção da areia natural é ambientalmente problemática, já que a dragagem de depósitos de leitos de rios apresenta impactos ambientais significativos e de razoável extensão. Diante desta situação, surge a preocupação em encontrar materiais alternativos que possuam viabilidade técnica e econômica. Destes materiais, podem ser citadas as frações finas produzidas em pedreiras como o pó de pedra. A caracterização da areia natural proveniente de leito de rio, e do pó de pedra é fundamental, pois seus diversos processos de formação, naturais ou artificiais, determinam características próprias como mineralogia, granulometria, forma e textura superficial dos grãos. Através da análise de experimentos foram obtidos resultados de caracterização do concreto convencional.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Mestranda, Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC

³ Doutor em Engenharia de Produção pela UFSC, professor do Departamento de Engenharia        Mecânica e do  Programa de Mestrado de Ciências e Engenharia de Materiais da UDESC.

⁴ Graduanda do Curso Engenharia Civil – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PIBIC/CNPq.

⁵ Graduanda do Curso Engenharia Civil – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PIBIC/CNPq.

 

 

CAR Fonte de alta tensão para um gerador de transientes rápidos. ¹

 

Marcello Mezaroba, Dr. ²; Neomar Giacomini, Eng. ³; Raphael Jorge Millnitz dos Santos ⁴.

 

Palavras-chave: fonte de alta tensão, conversor flyback, efeitos parasitas em transformadores, técnicas de enrolamento de transformadores.

 

Com a necessidade de se ter uma fonte isolada de alta tensão para alimentar um gerador de transientes rápidos foi estudado e implementado um conversor isolado do tipo Flyback que, a princípio, apresenta inúmeras vantagens em relação a outras estruturas. Uma das vantagens seria a utilização de poucos estágios de processamento de energia, o que ocasionaria em menos componentes na confecção do protótipo. O conversor projetado apresenta uma tensão de entrada de 220V a 60Hz, potência de 100W, com rendimento esperado da estrutura de 80%, freqüência de comutação de 50kHz e saída com cinco diferentes níveis de tensão (250, 500, 1k, 2k e 4kV), selecionáveis através de um divisor resistivo. O controle da estrutura é feito através do circuito integrado UC3844 com PWM e controle em corrente. Na confecção do transformador flyback foi utilizado o núcleo EE55 da Thornton.  Devido ao fato de existir um elevado número de espiras no secundário, alguns efeitos indesejados, como indutância e capacitância parasitas, surgiram no transformador, distorcendo os sinais de corrente e tensão. Tais efeitos levaram ao estudo de técnicas de enrolamento para minimização destes efeitos. Com a aplicação destas técnicas surgiram melhoras significativas, porém não foram suficientes para fazer com que o controle conseguisse operar adequadamente, pois com a existência de picos de corrente, o controle de proteção atuava e interrompia a operação. Atualmente este projeto está sendo modificado para operar com saídas de menor tensão, que serão associadas para fornecer os níveis de tensão desejados, eliminando assim os efeitos parasitas.

 

¹ Projeto de Pesquisa Centro de Ciências Tecnológicas /UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Elétrica - Centro de Ciências Tecnológicas - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n - Bom Retiro - Joinville/SC - CEP 89223-100 - fone: (47) 4009-7200

³ Mestrando em Engenharia Elétrica - CCT/UDESC

⁴ Acadêmico do Curso de Engenharia Elétrica - CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PIBIC/CNPq.

               

 

Projeto de um conversor cc-cc flyback de 65w com entrada universaL¹

 

Marcello Mezaroba, Dr²; Alessandro Luis Batschauer, Ms⁴; Tiago Davi Curi Busarello³.

 

Palavras-chave: características do flyback, saídas simétricas.

 

Com o objetivo de alimentar circuitos de comando e controle de projetos em desenvolvimento no laboratório de Eletrônica de Potência do Centro de Ciências Tecnológicas da Universidade do Estado de Santa Catarina viu-se a necessidade de projetar um conversor CC-CC. Inicialmente foram avaliados quais eram as especificações exigidas por tais projetos. Essas especificações eram saídas simétricas de 15V com 1A de corrente, saída de 5V – 1A e saída de 12V – 100mA. Exigia-se também que este conversor garantisse uma boa isolação com a rede elétrica. Após analisar estas exigências escolheu-se a topologia flyback de conversores CC-CC. Esta escolha se deu pelo fato da topologia flyback apresentar as características de isolação da entrada com a saída, possibilitar usar várias saídas, operar como abaixador ou elevador de tensão, alterar a razão cíclica através da relação de transformação entre outras. Deu-se início então aos cálculos dos valores dos componentes atendendo as exigências. Depois de concluído os cálculos iniciou-se a montagem do conversor com rigorosos testes de seus estágios. Ao concluir a montagem, o conversor ainda passou por testes com carga nominal com trabalho excessivo para garantir o perfeito funcionamento e prever possíveis danos. Atualmente este conversor esta sendo utilizado pelos projetos em desenvolvimento e poderá ser utilizado ainda por outros projetos que exija as características que este conversor apresenta.

 

¹ Projeto de Pesquisa Centro de Ciências Tecnológicas /UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Elétrica – Centro de Ciências Tecnológicas - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n – Bairro Bom Retiro – Joinville/SC - CEP 89223-100 – fone (47) 4009-7200

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Elétrica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PIBIC/CNPq.

⁴ Professor CCT/UDESC

 

 

projeto DE UM SISTEMA DE MEDIÇÃO DE CORRENTE TRIFÁSICA.¹

 

Marcello Mezaroba, Dr², Jonathan Domini Sperb³ , Vinícius Miranda Corrêa⁴

 

Palavras-chave: medição – corrente elétrica – sensor hall

 

Em sistemas de acionamento elétrico, uma das grandezas que precisa ser monitorada ou controlada é a corrente elétrica. Os sinais de corrente elétrica são obtidos por meio de sensores, conhecidos como sensores de corrente. O objetivo foi construir um circuito que realize a medição de corrente elétrica possibilitando que a interface de leitura desses valores seja feita através de um processador de sinal digital. A medição é feita através de sensores de efeito Hall que são capazes de medir correntes com freqüências variáveis desde zero (Corrente Contínua) até correntes com freqüência da ordem de centenas de kHz. O circuito possui duas saídas em tensão proporcionais à corrente a ser medida. Uma saída apresenta o valor instantâneo da corrente medida e na outra temos uma tensão DC proporcional ao valor eficaz da onda. Para a medição de valores eficazes, foi utilizado um conversor RMS, o AD736, podendo medir o valor real, independentemente da forma de onda e possibilitando a leitura de formas de onda de diferentes tipos. Neste trabalho, o sistema deverá medir corrente com até 100 A de pico em rede trifásica, mas as escala de medição pode ser facilmente modificada com a substituição de alguns componentes. A saída é em baixa impedância facilitando o interfaceamento de leitura dos dados medidos. Foram feitos testes com o circuito em cargas lineares e não-lineares comparando os valores medidos com os valores reais. O circuito obteve resultados satisfatórios com uma boa precisão nas medidas.

 

¹ Projeto de Pesquisa do LEPO – Laboratório de Eletrônica de Potência – CCT/UDESC.

² Orientador,  Professor do Departamento de Engenharia Elétrica – Centro de Ciências Tecnológicas – Campus Universitário Prof. Avelino Mercante s/n – Bairro Bom Retiro – Joinville/SC –

CEP 89223-100 – fone (47) 4009-7200

³ Mestrando do Curso de Engenharia Elétrica – CCT/UDESC

⁴ Acadêmico do Curso de Engenharia Elétrica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PIBIC/CNPq.

 

 

ENGENHARIA DE SOFTWARE PARA REALIDADE VIRTUAL¹

 

Marcelo da Silva Hounsell², Edgar Luís da Silva³, Jéferson José de Miranda⁴

 

Palavras-chave: Realidade Virtual, Ambientes Virtuais, Educação, Treinamento.

 

O presente projeto desenvolveu investigações e iniciativas com o intuito de conceber uma abordagem de Engenharia de Software (ES) para Realidade Virtual (RV) com foco no Processo Ensino-Aprendizagem (PEA), através da investigação quanto às diferenças entre Ambientes Virtuais voltados à Educação (AVEd) e Ambientes Virtuais voltados ao Treinamento (AVTr), visando o melhor aproveitamento da tecnologia de RV para cada uma das ênfases. Inicialmente foi efetuada uma pesquisa sobre RV na educação e no treinamento, onde foram encontradas na literatura diferenças conceituais e elementos característicos específicos para cada um destes tipos de AV’s. Depois de feito este levantamento conceitual de AVEd e AVTr, foi proposto um conjunto mínimo de elementos que aparecem em ambas as ênfases de forma diferenciada, totalizando 25 características que foram sub-divididas em 4 categorias: conteúdo, modelo pedagógico, modelo de comunicação e avaliação. Estas características foram então avaliadas em 37 AV’s disponíveis na literatura sendo 21 auto denominados como AVEd e, 16 como AVTr. Com base na freqüência das características nestes AV´s, definiu-se quatro faixas para tipificar a importância destas características em: necessárias, desejáveis, usuais e, opcionais. Com esta tipificação, observou-se que para caracterizar um AVEd, 80% das características foram identificadas como necessárias; 12% como desejáveis; nenhuma como usual e; 8% não obtiveram resultados suficiêntes para comprovação, e; para caracterizar um AVTr, 44% das características propostas foram identificadas como necessárias; 32% como desejáveis; 20% como usuais e; 4% não obtiveram resultados suficiêntes para comprovação. Com base nestes dados, é possível afirmar que a grande maioria das caracteristicas identificadas por este trabalho (92% para AVEd e 76% para AVTr), são necessárias e desejáveis para caracterizar as respectivas ênfases em um AV’s. Ponderando-se a importância das diversas características, pôde-se ainda propor dois “índices” que são capazes de indicar o quanto um AV tem de recursos voltados à Educação e ao Treinamento. A definição destes elementos que melhor caracterizam um AVEd e/ou AVTr, possibilitou adaptar a M² de forma a facilitar a concepção e desenvolvimento destas ênfases, permitindo objetividade no foco em que se deseja atingir para a concepção de novos Ambientes Virtuais de Aprendizagem.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Docente do Departamento de Ciência da Computação – Centro de Ciências Tecnológicas – CCT/UDESC.

³ Acadêmico do Curso de Ciência da Computação – CCT/UDESC, Participante Voluntário.

⁴ Acadêmico do Curso de Ciência da Computação – CCT/UDESC, bolsista de Iniciação Científica do PIBIC/UDESC.

 

 

Avaliação do uso de matérias primas alternativas e seu efeito na resistência a fratura de corpos cerâmicos ¹

 

Marilena Valadares Folgueras², Jaisson.Potrich dos Reis ³, Murillo Wehle.⁴

 

Palavras-chave: cerâmica estrutura, sinterização, argilas, reciclagem

 

A incorporação de subprodutos industriais na composição de materiais cerâmicos tornou-se uma prática comum. Esta ação beneficia as empresas, que passam a trabalhar com matérias primas alternativas de menor custo, além de possibilitar a destinação de seus próprios subprodutos. Dentro desta filosofia o objetivo deste trabalho foi estudar a adição de escória de alto-forno e vidro reciclado, proveniente de uma empresa de reciclagem do sul do estado de Santa Catarina, em combinação com argilas. Os resíduos foram previamente caracterizados e posteriormente foram formuladas misturas contendo entre  10 e 30% em peso de cada um destes dois resíduos combinados com uma argila comercial. Foram construidas curvas de gresificação para cada resíduo, avaliando algumas propriedades tecnológicas como absorção de água, retração linear, densidade aparente e tensão de ruptura em função da temperatura de sinterização. Os resultados obtidos mostram que os dois resíduos podem ser incorporados já que melhoram as propriedades dos materiais produzidos.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientadora, Docente do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas – CCT/UDESC.

³ Aluno do programa de Pós Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais – CCT/UDESC.

⁴ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de Iniciação Científica do PROBIC/UDESC.

 

 

INFLUÊNCIA DA DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA DE AREIAS UTILIZADAS NA FABRICAÇÃO DE ARGAMASSAS¹

 

Marilena Valadares Folgueras², Tiago Schaefer ³, Sibelle Paula Corsari⁴

 

Palavras-chave: Argamassa, delineamento de experimentos

 

As ferramentas estatísticas podem ser utilizadas para o estudo de produção de argamassas, onde vários fatores de processamento e parâmetros associados à definição do traço podem ser considerados. Na primeira etapa deste trabalho foi desenvolvido um estudo avaliando a influência fator água cimento, traço, teor de finos na areia, e a eficiência do uso de técnicas de delineamento Fatorial na avaliação do efeito de cada variável e de suas interações. A areia empregada foi processada em laboratório para permitir o controle dos teores de areia fina, areia média e areia grossa. Os níveis definidos para os experimentos foram 1/9 (Fino/Grosso) e 6/3. Os traços considerados foram 1:3 e 1:2,5 e os fatores água cimento de 0,55 e 0,6. Os valores definidos para cada variável foram determinados com base em testes de consistência das argamassas produzidas, sendo que foi observado que nas condições consideradas, os limites mínimos e máximos para cada variável são bastante próximos, ou seja, o intervalo de validade do modelo elaborado é bastante limitado. Nesta etapa do trabalho foram realizados experimentos considerando as mesmas variáveis, sendo considerado o uso de aditivos como uma alternativa para ampliar o intervalo de validade do modelo e para verificar a influência do uso de aditivos no controle das propriedades das argamassas obtidas. Os resultados mostraram que o uso de aditivos não garante a ampliação do intervalo de validade do modelo, mas sim o deslocamento do mesmo.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientadora, Docente do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas – CCT/UDESC.

³ Aluno do programa de Pós Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais – CCT/UDESC.

⁴ Acadêmica do Curso de Engenharia Civil – CCT/UDESC, bolsista de Iniciação Científica do PROBIC/UDESC.

 

 

SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA: ASPECTOS DE ACOPLAMENTO TERMOMECÂNICO E MECÂNICA DO DANO CONTÍNUO – PRIMEIRA PARTE ¹

 

Miguel Vaz Júnior², Makhles Reuter Lange³, Pablo Andrés Muñoz-Rojas⁴

 

Palavras-Chave: Elementos Finitos – Volumes Finitos – Condução de Calor

 

A deformação plástica do material que ocorre durante um processo de conformação mecânica gera uma certa quantidade de energia térmica. Esta energia é conduzida pelo material através do mecanismo de transferência de calor conhecido por “condução de calor”. O fenômeno da condução de calor bidimensional em regime transiente, de que trata a primeira parte do projeto, é muito comum em problemas de engenharia. No modelamento numérico deste tipo de problema, muitas vezes, utiliza-se a placa plana de largura infinita como modelo de validação da solução numérica. Dois importantes métodos analíticos constituem a solução do problema de validação: (i) a solução aproximada da placa plana com convecção e (ii) o método da capacitância global. Na avaliação dos erros envolvidos na solução numérica desse problema utilizou-se o método de Volumes Finitos (MVF) e o de Elementos Finitos (MEF). Após a obtenção do modelo matemático que descreve o problema físico, faz-se a discretização e implementação das equações. As soluções numéricas tanto para o MVF quanto para o MEF foram comparadas com as analíticas, segundo os esquemas de integração no tempo mais comuns. Dentre os esquemas utilizados, o método de Crank-Nicholson foi o que apresentou menores erros. Além disso, foi constatado que a convergência desse com o refino da malha independe do incremento de tempo utilizado. Os esquemas Implícito e de Galerkin convergem mais rapidamente com o refino da malha e diminuição do incremento de tempo. Na comparação entre os MVF e MEF, constatou-se que a diferença entre os erros de ambos métodos está na ordem de 10^-14 . Apesar da diferença entre as soluções ser pequena, verificou-se um pequeno aumento com o aumento do tempo para os esquemas Implícito e de Crank-Nicholson, entretanto, essa oscilou em torno de zero para o esquema de Galerkin.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas – Campus Universitário Prof. Avelino Marcante – 89223-100 Joinville-SC.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/UDESC.

⁴ Professor CCT/UDESC.

 

 

CONSTRUÇÃO DE UMA CÂMARA DE PLASMA.¹

 

Milton José Cinelli ², André Ricardo Popinhak³, Luís César Fontana⁴

 

Palavras Chave: Câmara de vácuo, Plasma, Aço Inoxidável.

 

Os processos a plasma (tratamentos termoquímicos, deposição de filmes,...) são utilizados de forma intensa na indústria devido as suas vantagens obtidas no sentido de melhorar as propriedades mecânicas de peças para suas devidas aplicações. Entretanto para se obter tais processos é necessário um recipiente (câmara de vácuo) onde se reduza sua pressão interna (< 10^-2 Torr) utilizando-se bombas de vácuo. A estrutura da câmara deve resistir aos esforços ocasionados pela diferença de pressão entre as partes interna e externa que estará submetida evitando o colapso. Nesse trabalho foi projetado e modelado em 3D uma câmara de vácuo com seus acessórios: flanges, passantes elétricos, tampões, entre outros com auxilio do software SolidWorks. O dimensionamento foi realizado seguindo a norma americana ASME de Vasos de Pressão, levando em conta as propriedades de todos os componentes para que satisfaça as condições mínimas de um sistema de vácuo como: a estanqueidade e a baixa pressão de vapor dos materiais utilizados. Foram realizado simulações numéricas de resistência mecânica do aço-inox 304 para duas diferentes formas geométricas dos tampões, onde a forma toro-esférica apresenta melhor distribuição das tensões em relação a forma plana, podendo neste caso ser construída com uma menor quantidade de material, baixando o custo de fabricação.    

 

¹ Projeto de Pesquisa IC - CCT / UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Física - CCT / UDESC - Campus Universitário Professor Avelino Marcante s/n - Bairro Bom Retiro - CEP 89223-100 - Joinville-SC.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica - CCT / UDESC. Bolsista de iniciação científica PROBIC / UDESC.

⁴ Colaborador, Professor do Departamento de Física - CCT / UDESC - Campus Universitário Professor Avelino Marcante s/n - Bairro Bom Retiro - CEP 89223-100 - Joinville-SC

 

 

 

 

Deposição de Filmes de CN_x por Triodo Magnetron Sputtering.¹

 

Luís César Fontana², Diego Alexandre Duarte³, Milton José Cinelli⁴

 

Palavras Chave: Plasma, Magnetron Sputtering, Filmes Finos

 

O sistema Triodo Magnetron Sputtering (TMS) tem se mostrado uma ferramenta eficiente e versátil para a deposição de filmes de vários elementos e ligas. Este sistema difere do magnetron sputtering convencional pela introdução de um terceiro eletrodo, mais especificamente uma grade (tela) entre o alvo e o substrato. O ajuste da distância tela-alvo permite variar independentemente a voltagem e a corrente no alvo. Dessa forma é possível variar a razão de deposição independentemente da energia dos átomos que se depositam. Entre as ligas depositadas por sputtering, tem crescido o interesse na produção de filmes de C_xN_y devido às suas propriedades de elevada dureza e elasticidade, assim como pelas suas propriedades elétricas. Neste trabalho foi realizado um estudo da produção de filmes finos de C_xN_y por TMS, utilizando um alvo de grafite, variando a concentração de N₂ na atmosfera do plasma (Ar+N₂).

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT / UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Física - CCT / UDESC - Campus Universitário Professor Avelino Marcante s/n - Bairro Bom Retiro - CEP 89223-100 - Joinville-SC.

³ Acadêmico do Curso de Licenciatura Plena em Física - CCT / UDESC. Bolsista de iniciação científica PROBIC / UDESC.

⁴ Participante - Professor do Departamento de Física - CCT / UDESC.

 

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE BIOCIMENTOS NANOESTRUTURADOS DE FOSFATO DE CÁLCIO. ¹

 

Nelson Heriberto Almeida Camargo², Juliana Francine de Aguiar³, Enori Gemelli⁴, Masahiro Tomiyama⁵

 

Palavras-chave: Síntese – Biocimento – Caracterização – Nanoestruturados

 

Os objetivos deste trabalho são a síntese e a caracterização de biocimentos nanoestruturados de fosfato de cálcio pelo método via úmida, pela reação de dissolução-precipitação envolvendo fase sólida/liquida de CaO e ácido fosfórico, para formação de fosfato de cálcio. Os biocimentos estudados foram sintetizados partindo da composição Ca/P = 1,4; 1,5; 1,6; 1,7 e 1,8 molares. A síntese de biocimentos nanoestruturados, formados pela composição Ca/P, tem despertado grande interesse em aplicações médico-odontológicas. Isso se deve pela capacidade de moldagem e endurecimento que esses biomateriais apresentam quando misturados à água. Os biocimentos de fosfatos de cálcio apresentam boa hidratação, favorecem a habitação óssea precoce, a reabsorção, a osteointegração e a osteoindução do tecido ósseo para o interior da estrutura do biocimento hidratado, favorecendo a regeneração e a reconstituição do tecido ósseo. Os resultados apresentados estão relacionados à síntese e às caracterizações morfológica, mineralógica e do comportamento térmico para as diferentes composições de biocimentos. Foi possível verificar que o método de síntese via úmida, permitiu a obtenção de pós nanoestruturados de fosfato de cálcio. A calcinação a 900ºC/2h, forneceu os pós de biocimentos nanoestruturados formados por fosfato de cálcio e hidroxiapatita.

 

¹     Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

²     Orientador, Professor do Departamento de Engenharia de Materiais – Centro de Ciências Tecnológicas – Campus Universitário, s/n – CEP 89.223-100 - Joinville - SC.

³     Acadêmica do Curso de Licenciatura Plena em Física – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/UDESC.

⁴     Professores CCT/UDESC.

 

 

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE PÓS DE FOSFATO DE CÁLCIO E COMPÓSITOS FOSFATO DE CÁLCIO/Al2O3-α NANOESTRUTURADOS¹

 

Nelson Heriberto Almeida Camargo ², Sarah Amin de Lima ³, Juliana Francine Aguiar ⁴, Enori Gemelli ⁵.

 

Palavras chave: Fosfato de Cálcio, Compósito, Biomaterial, Caracterização.

 

Os materiais nanoestruturados são constituídos de pelo menos uma das fases com dimensão nanométrica. Estes nanomateriais são promissores em aplicações no setor aeroespacial, biomédico, automobilístico, nuclear e químico devido às novas características de propriedades e performance que estes nanomateriais vem apresentando. No decorrer dos últimos anos, constatou-se que as cerâmicas nanoestruturadas e microporosas destacam-se na substituição e regeneração de tecidos ósseos, principalmente as cerâmicas formadas pela composição Ca/P, os fosfatos de cálcio e compósitos. Estas cerâmicas vêm tomando um espaço importante em aplicações biomédicas em razão de suas características mineralógicas semelhantes às apatitas da estrutura óssea do esqueleto humano, e também por apresentarem boa biocompatibilidade. O objetivo deste trabalho concentrou-se no método de síntese e caracterização de pós nanoestruturados de fosfato de cálcio e compósitos reforçados com nano-partículas de Al2O3-α sol-gel, nas concentrações de 5%, 10% e 15% em volume. Os resultados apresentados estão relacionados à caracterização morfológica, mineralógica e do comportamento térmico.

 

¹ - Projeto de Pesquisa CCT/UDESC

² – Orientador; Professor do Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) e do Programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PGCEM) - Centro de Ciências Tecnológicas, Campus Universitário – Bairro Bom Retiro, 89.223-100 – Joinville – SC.

³ - Acadêmica do curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação do PROBIC/UDESC.

⁴ - Acadêmica do curso de Física – CCT/UDESC, bolsista de iniciação do PROBIC/UDESC.

⁵ - Professor do Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) e do Programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PGCEM).

 

 

OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA DE ESTRUTURAS TRIDIMENSIONAIS DE BARRAS E PÓRTICOS^[1]

 

Pablo Andrés Muñoz Rojas², Marcos Roberto Cardoso³, Eduardo Lenz Cardoso⁴.

 

Palavras-chave: Otimização Topológica, Pórtico, Barra, Elementos Finitos.

 

Uma das áreas mais complexas da engenharia mecânica é a relacionada a projetos estruturais. Essa é uma área que exige, conjuntamente, conhecimento aprimorado em mecânica dos sólidos e experiência prática, para poder projetar adequadamente estruturas que suportem o carregamento a elas imposto, sem que ocorram falhas no processo. O método dos elementos finitos, aplicado a projetos estruturais, é uma poderosa ferramenta que vem sendo agregada aos pré-requisitos de um bom projetista mecânico. Tendo em vista esse contexto, este projeto tem o objetivo de desenvolver um programa capaz de calcular e otimizar estruturas de barras e pórticos no espaço. Como etapa inicial, estudou-se a formulação de um elemento de pórtico, para posteriormente implementá-la em um programa de cálculo e otimização de barras (otimizax2), previamente desenvolvido no Laboratório de Mecânica Computacional do DEM. Como resultado dessa primeira etapa, foi desenvolvido um programa para cálculo de estruturas formadas por elementos de pórtico no espaço (pórtico_3D), o qual foi validado por comparação com o programa comercial ANSYS®. A última etapa consistiu em adaptar as rotinas desenvolvidas no programa pórtico_3D para implementá-las no programa otimizax2. Adicionalmente, foi necessário desenvolver e implementar novas rotinas de análise de sensibilidade, que mostraram considerável complexidade por envolver derivadas de produtos vetoriais, associados com a orientação dos cossenos diretores. Para tanto, fez-se uso de álgebra simbólica, exportando o resultado para um código FORTRAN. Para efetuar a otimização, acrescentou-se à estratégia de programação linear seqüencial (SLP), previamente existente no programa otimizax2, a possibilidade de utilizar o método das assintotas móveis (MMA), cuja implementação foi desenvolvida pelo professor Eduardo Lenz Cardoso. O resultado foi à obtenção de um programa (otimizax2-pórtico) capaz de calcular e otimizar estruturas de pórticos tridimensionais.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas   - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n - Bairro Bom Retiro - Joinville-SC.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/UDESC.

⁴ Professor CCT/UDESC.

 

INVESTIGAÇÃO  DA  DINÂMICA  DE  UM  MODELO  ECOLÓGICO  DISCRETO¹

 

Paulo C. Rech ², Cleiton Rosa³

 

Palavras-chave:  quase-periodicidade  -  expoente  de  Lyapunov  -  espaço  de parâmetros

 

Com o objetivo de realizar um estudo analítico-numérico de um mapa aplicado a Biologia, foi feita a caracterização, tanto analítica quanto numérica, de alguns estados assintóticos do sistema.  Foram utilizados para tal diagramas nos  espaço  de  fase  e  dos  parâmetros,  diagramas  de  bifurcação,  e  expoentes de Lyapunov.  Inicialmente foram fixados alguns parâmetros do mapa, de um total de seis, deixando apenas dois deles "soltos".  Os pontos fixos (também ditos  pontos  de  período  1)  e  os  de  período  2  foram  determinados  analiticamente tendo  sido  feita  a  análise  de  estabilidade  linear  para  determinar as  regiões  de  estabilidade  no  espaço  de  parâmetros.   Mostramos  então  que um  dos  pontos  fixos  perde  sua  estabilidade  para  pontos  ao  longo  de  uma certa  linha  no  espaço  de  parâmetros,  em  favor  de  uma  órbita  que é uma curva fechada invariante.  O tipo de bifurcação a ´ı envolvida  é a denominada bifurcação  de  Naimark-Sacker,  caracterizada  por  ter  autovalores  complexo- conjugados, de módulo igual a 1, associados `a matriz Jacobiana do sistema. Tudo isso  foi  feito  analiticamente.   Investigação  numérica  também  foi  efetuada e mostramos que os resultados obtidos numericamente confirmam os resultados  analíticos.  Programas na linguagem  FORTRAN  foram  escritos para tal fim, com vários gráficos sendo construído usando GNUPLOT.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas   - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n - Bairro Bom Retiro - Joinville-SC.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/UDESC.

⁴ Professor CCT/UDESC.

 

 

ANÁLISE NUMÉRICA DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR CONJUGADA (CONVECÇÃO/CONDUÇÃO) NO ESCOAMENTO DE POLÍMEROS EM CANAIS1

 

Paulo Sergio Berving Zdanski², Gleison Renan Inácio³, Miguel Vaz Júnior⁴

 

Palavras-chave: Transferência de calor conjugada; Fluidos não-Newtonianos; Injeção de polímeros; Simulação numérica.

 

Considere o escoamento permanente de um polímero fundido no interior de canais cujas paredes externas são refrigeradas por um fluido arrefecedor (água). A transferência de calor neste processo envolve os mecanismos da convecção (polímero) e condução (paredes sólidas do canal). O entendimento físico deste tipo de problema tem interesse prático sob vários aspectos, dentre os quais, a determinação dos parâmetros críticos na entrada do escoamento que podem conduzir à formação de uma camada de polímero solidificada junto às paredes do canal durante a fase de injeção. O estudo numérico deste tipo de problema acoplado (troca de calor conjugada) foi o escopo da presente pesquisa. Desta forma, a análise numérica realizada contempla uma solução acoplada para a determinação dos campos de velocidade, pressão e temperatura, sujeita aos efeitos do resfriamento das paredes do canal. O escoamento no interior do canal foi tratado como bidimensional, laminar e incompressível. A condução de calor através das paredes do molde foi considerada unidimensional em meio isotrópico com condutividade térmica constante. A técnica numérica utilizada para obtenção das equações discretas consistiu no método de volumes finitos, sendo também utilizado para fins comparativos um código em diferenças finitas. O comportamento não-Newtoniano do polímero foi modelado utilizando-se a equação constitutiva conhecida como lei de Cross. Tal relação modela o comportamento reológico do polímero comercial Poliacetal POM-M90-44. O acoplamento numérico entre os problemas de convecção no fluido e condução no sólido foi efetuado através da obtenção de uma equação discreta para determinação da temperatura na interface sólido/fluido. Dentre os principais resultados do projeto destaca-se a obtenção de uma correlação entre a temperatura crítica de entrada do polímero e o número de Reynolds, no que diz respeito à análise da possibilidade de formação de uma camada sólida de polímero devido ao resfriamento do molde.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Docente do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas – CCT/UDESC.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica –CCT/UDESC, bolsista de Iniciação Científica do PROBIC/UDESC.

⁴ Docente do Departamento de Engenharia Mecânica – Centro de Ciências Tecnológicas – CCT/UDESC.

 

 

DESENVOLVIMENTO DE UM CIRCUITO ADAPTATIVO DA IMPEDÂNCIA NEGATIVA A SER UTILIZADO NA FONTE DE CORRENTE EM TOMOGRAFIA DE IMPEDÂNCIA ELÉTRICA¹

 

Pedro Bertemes Filho², Diego Bittencourt³ , Volney Coelho Vincence⁴, Rodrigo Alécio Stiz ⁵

 

Palavras-chave: Fonte de Corrente AC, Conversor de Impedância, Tomografia de Impedância Elétrica.

 

A Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) é um método novo de imagem médica, usando para isso medições de impedância elétrica do objeto sob estudo. Tem sido verificado que a precisão nas medições afeta a qualidade das imagens. Isso ocorre, pois pequenas variações na amplitude da corrente injetada no paciente e imprecisões na leitura dos potenciais geram erros significativos nas imagens. Na instrumentação, a capacitância parasita é a causa principal destes erros, reduzindo significantemente a resposta em freqüência dos circuitos fonte de corrente e amplificador de medição do potencial. O objetivo principal do projeto é aumentar a precisão das medições em sistemas TIE, reduzindo os efeitos da capacitância parasita através de um circuito detector automático de fase. Especificamente, foi desenvolvida uma bancada virtual e experimental contendo um Multiplicador Analógico AD734, Conversor Capacitância-Tensão (CCT) CC, uma Fonte de Corrente Howland, um Filtro RC e um Circuito Linearizador. Também, foi desenvolvido um Conversor de Impedância (GIC de Antoniou) com ajuste automático de fase através de um Microcontrolador (PIC 16F627 da Microchip) e um Potenciômetro Digital de 8 bits. Com o objetivo de verificar a funcionalidade do circuito completo, diferentes valores de capacitância, no intervalo de 0 à 1 nF, foram conectadas na saída da fonte de corrente. Os circuitos de linearização e o conversor GIC são ajustados de modo que a tensão na carga (saída da fonte de corrente) esteja em fase com a corrente, gerando uma tensão CC de 5 Volts pelo circuito CCT. Os resultados experimentais mostraram tensões de 4,98 e 3,80 V para defasagens de 0 e 26 graus, respectivamente. O ajuste microprocessado mostrou-se eficiente para valores de capacitância parasita entre 0 e 4 nF. Conclui-se que o circuito de compensação automático usando GIC microcontrolado pode aumentar significantemente a precisão das medições de impedância e, consequentemente, aumentar a qualidade das imagens TIE.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Engenharia Elétrica– Centro de Ciências Tecnológicas - Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n - CEP 89223-100 - Joinville - SC.

³ Acadêmico do Curso de Engenharia Elétrica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PROBIC/CNPq.

⁴ Colaborador, Professor CCT/UDESC.

⁵ Acadêmico do Mestrado Profissional em Engenharia Elétrica – CCT/UDESC.

 

 

 

Um modelador de sólidos baseado em features usando STEP .¹

 

Roberto Ubertino Rosso Jr.², Edward Boszczowski³

 

Palavras-chave: Step – Step-NC – XML –  Features – Modelador Geométrico de Sólidos

 

Os formatos STEP e STEP-NC têm o objetivo de fornecer um mecanismo neutro capaz de descrever produtos de engenharia. Já o XML é uma linguagem de marcação usada como padrão para representação de dados e troca de informações no ambiente Web e entre muitos programas desktop. Ambas as tecnologias são padrões neutros, o que as faz independentes de fabricante e promovem um papel importante na redução de custos para as empresas fabricantes de CAD, pois a troca de informações fica facilitada e não é preciso investir tanto dinheiro e tempo quanto outrora era necessário para a leitura dessas informações entre sistemas CAD de diferentes fabricantes. Dessa forma a presente pesquisa visa desenvolver um modelador geométrico que tenha muitos dos constructos dos sistemas CAD como superfícies, sólidos entre outros e possa salvá-los no formato STEP-NC, em sua forma XML, a qual é um dos formatos que o padrão aceita, verificando dessa forma a adequabilidade e aderência a estes padrões definidos. Para isso muito já foi trabalhado, e, até agora já foi desenvolvido o programa (modelador), com interface, a qual já apresenta algumas das funcionalidades CAD como modelagem de sólidos, criação de curvas bezier, além de algumas features, as quais representam características de engenharia e são definidos no formato STEP-NC. Juntamente a isso já foi montada a estrutura e implementada a gravação de dados em XML conforme o padrão. Assim a pesquisa continua com a implementação de features e a gravação delas em formato XML, para ter um CAD mais completo e uma verificação completa dos padrões de acordo com os objetivos da pesquisa.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Ciência da Computação – Centro de Ciências Tecnológicas – Campus Universitário Prof. Avelino Marcante s/n – Bairro Bom Retiro – CEP 89223-100 – Joinville – SC.

³ Acadêmico do Curso de Bacharelado em Ciência da Computação – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PIBIC/Udesc.

 

 

ESTUDO DO COMPORTAMENTO REOLÓGICO E PROCESSAMENTO POR INJEÇÃO DAS MISTURAS DE POLI(3-HIDROXIBUTIRATO) E POLI(3-HIDROXIBUTIRATO-co-3-HIDROXIVALERATO) COM POLI-CAPROLACTONA-TRIOL. ¹

 

João da Silva Jr²; Katiusca Wessler³; Sérgio Henrique Pezzin⁴; Luiz Antônio Ferreira Coelho.⁴

 

Palavras-chave: processamento – polímero – caracterização

 

Vários estudos estão sendo realizados com intuito de melhorar o processamento do P(3HB). Uma das estratégias utilizadas pelos pesquisadores é a adição de um plastificante. Plastificantes são utilizados para modificar as propriedades mecânicas de produtos e melhorar a processabilidade da composição. Em geral, um plastificante diminui a temperatura de transição vítrea (T_g), o módulo de elasticidade e aumenta o alongamento, a resistência ao impacto e a resistência ao cisalhamento de produtos poliméricos (FIGULY, 2003). Este trabalho tem como objetivo melhorar o processamento e otimizar as propriedades mecânicas dos polímeros biodegradáveis poli(3-hidroxibutirato), P(3HB), e poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato), P(3HB-co-3HV), utilizando poli(ε-caprolactona) triol (PCL-T). Nesta parte do projeto, trata-se do estudo do comportamento reológico e das propriedades mecânicas das amostras de PHB/PCL-T 900, PHB/PCL-T 300, PHBV/PCL-T900 e PHBV/PCL-T 300, otimizar o processamento por injeção destes materiais com o auxílio da PCL-T que pode agir como um plastificante e auxiliar de fluxo e estudar as propriedades mecânicas. O processamento de moldagem por injeção foi realizado em uma máquina BATTENFDELD BA 250/50 PLUS, comando UNILOG 1020 com fuso de diâmetro 22 mm. Foram moldadas as misturas de composição PHB 100%, PHB 95% e PHB 90%, foi observado nos ensaios de tração que com a adição de PCL-T as propriedades dos polímeros melhoraram, ou seja, adicionando-se PCL-T a polímero aumentava sua resistência à ruptura e aumentava seu alongamento de ruptura, porém não se deixou de se comportar como um material frágil. Contudo observou-se que a mistura PHB 90% apresentou sua tensão máxima semelhante a do PHB puro.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Acadêmico do curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, bolsista de iniciação cientifica do PIBIC/CNPq.

³ Acadêmica do Curso de Mestrado de Ciências e Engenharia de Materiais – CCT/UDESC, bolsista do Mestrado de Ciências e Engenharia de Materiais do PIBIC/CNPq.

⁴ Orientador, Professor do Departamento do Mestrado de Ciências e Engenharia de Materiais - Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC - Centro de Ciências Tecnológicas –

CEP 631 – 89223-100 Joinville-SC, Brasil.

 

 

DESENVOLVIMENTO NANOCOMPÓSITOS DE MATRIZ EPOXÍ REFORÇADOS COM NANOTUBOS DE CARBONO¹

 

Maurício H. Nishida²; Jonas Bertholdi², Marcio R. Loos³;Sérgio Henrique Pezzin⁴, Sandro Campos Amico⁵,  Luiz A. F. Coelho⁴.

 

Palavras chave: Nanocompósitos; Nanotubo de carbono; Epóxi.

 

Com a evolução dos materiais a fim de obter cada vez mais características bem definidas e buscando o maior e/ou melhor rendimento para cada aplicação, foi realizado o estudo da influencia da quantidade de nanotubos de carmono dispersos na matriz de epóxi. A resina epóxi escolhida para o estudo foi a Araldite GY 251 (baseada em diglicidil éter de bisfenol A, DGEBA), juntamente com o endurecedor Aradur HY 956 (à base de amina), ambos fabricados pela Huntsman e fornecidos pela Maxepoxi. Os nanotubos de carbono de parede simples (NC) usados foi doado pelo Laboratório de Materiais Cerâmicos da UFRGS (LACER) e também fornecido pela Fundação de Desenvolvimento da Pesquisa (FUNDEP/UFMG). Foram preparados nanocompósitos com frações de 0,1 e 0,25% m/m e também amostras sem NC, para posterior comparação. As amostras obtidas foram caracterizadas por: espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho, para avaliar possíveis mudanças no espectro, provocadas por reações ou interações moleculares nas amostras; viscosimetria, conferindo a variação de viscosidade das misturas de resina epóxi e acetona, com e sem NC; ensaios mecânicos de tração, compressão, flexão e impacto, a fim de avaliar sua resistência mecânica; microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise dinâmico-mecânica (DMA), difração de raios X (DRX), para verificar o grau de cristalinidade. Na viscosidade os resultados mostraram que com a adição de 0,1% m/m de NC, a viscosidade teve aumentos na faixa de 8-12% , comparando com o epóxi puro. E para a mistura de 0,25% m/m de NC teve um resulatado inesperado, causando uma diminuição da viscosidade. Para espectroscopia de absorção no infravermelho indicaram que a adição de NC não ocasionou o surgimento de novas bandas de absorção, ou o deslocamento. Na analise termogravimétrica, de um modo geral, o uso de NC não melhorou a estabilidade térmica dos nanocompósitos. No DSC, a mobilidade das cadeias poliméricas teve uma maior restrição nos compósitos com 0,1% m/m de NC. A adição de 0,25% m/m de NC não teve um efeito pronunciado na mobilidade das cadeias poliméricas. Na DMA, as amostras preparadas com maior teor de NC apresentaram uma maior resistência à deformação. No ensaio de tração, a resistência máxima aumentou 8 e 7% para os nanocompósitos com 0,1 e 0,25% m/m de NC, respectivamente. O módulo de compressão apresentou um aumento de 8%, independente do teor de NC. O uso de NC causou uma queda de até 27% na resistência ao impacto. No MEV, pouca diferença foi observada no modo de fratura das amostras.

 

¹  Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC, PIBIC.

³ Acadêmico do Curso Mestrado em Ciências e Engenharia de Materiais – CCT/UDESC.

⁴ Professor Orientador – DMAT – PGCEM.                                                                                                                                                                                         

⁵ Professor da UFRGS

 

 

USO DE RESÍDUO DE CONCRETO COMO AGREGADO EM BLOCOS PARA ALVENARIA E PAVIMENTO¹

 

Sivaldo Leite Correia^2, Gracieli Dientmann³, Marilena Valadares Folgueras⁴, Dachamir Hotza⁵, Fabiana Lovatto de Sousa⁶

 

Palavras-chave: Resíduo de concreto; Projeto fatorial completo; Propriedades físicas; Propriedades mecânicas; microestrutura.

 

Lamas constituídas por resíduos de concreto contendo cimento Portland são geradas durante o processo de limpeza das sobras de caminhões betoneira e outros equipamentos produtores de concreto. Este projeto de pesquisa tem por objetivo investigar as características físico-químicas e as possíveis aplicações de agregados provenientes de resíduos de concretos. Procura-se avaliar a possibilidade de se utilizar lamas contendo resíduo de concreto em composições para a obtenção de novos materiais com propriedades de concreto estrutural, de alvenaria e pavimento. A investigação foi realizada utilizando um projeto fatorial completo 32 acoplado com técnicas de metodologia de superfícies de resposta. Misturas de concreto foram preparadas usando o resíduo de concreto como substituto do agregado fino, em teores (níveis) de 10%, 15% e 20 % (em massa), para os níveis água/cimento de 0,4, 0,5 e 0,6, obtendo nove composições. Corpos-de-prova no estado fresco e endurecido (curado a 7, 28 e 90 dias) foram preparados para medida das propriedades de processamento, físicas e mecânicas. No estado fresco foi medido o índice de consistência para avaliar as características de processo e uso do material durante sua aplicação. As propriedades do concreto no estado endurecido foram medidas: resistência a compressão (7, 28 e 90 dias), absorção de água, retração linear de secagem e densidade aparente. Com os resultados da caracterização, foram calculados modelos de regressão relacionando cada propriedade com os teores de resíduo de concreto como agregado fino e as diferentes relações água/cimento. Tais modelos foram usados para delimitar a gama de composições que permite produzir um concreto com características para aplicação em estruturas, alvenaria e pavimento (restrições nas propriedades finais), sujeito a restrições impostas pelas exigências do processo de uso. Os resultados são confrontados com as análises de difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), para investigar os efeitos de cada fase presente nas propriedades finais. Foi possível concluir que é viável usar resíduos de concretos provenientes de caminhões betoneiras e equipamentos produtores de concretos como agregado fino em concretos estruturais, de alvenaria e pavimento.

 

1 Projeto de Pesquisa CCT/UDESC

2 Orientador, Professor do Departamento de Ciências Básicas e Sociais – DCBS/CCT – Campus Universitário Prof. Avelino Marcante, s/n – Bairro Bom Retiro – Joinville – SC. CEP: 89223-100.

3 Acadêmica do Curso de Engenharia Civil – CCT/UDESC, bolsista PIBIC/CNPq.

4 Professora do Departamento de Engenharia Mecânica – CCT/UDESC.

5 Professor do Departamento de Engenharia Química – EQA/UFSC.

6 Engenheira Civil, Mestranda do Programa de Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais – PGCEM/CCT

 

 

INVESTIGAÇÃO DA DINÂMICA DE UM MODELO ECONÔMICO DISCRETO1

 

Paulo Cesar Rech2, Marcos João Correia3

 

Palavras-chave: Espaço de fase, espaço de parâmetros, expoentes de Lyapunov, bifurcação de Naimark-Sacker.

 

Neste trabalho consideramos um mapa bidimensional que tem aplicação na economia, e que é a representação matemática (modelo) da competição entre duas empresas na produção de um determinado produto. Começamos com estudos teóricos sobre sistemas discretos, mais especificamente sobre Teoria de Estabilidade Linear de Sistemas Dinâmicos Discretos. O objetivo principal da pesquisa foi estudar a dinâmica do modelo. Para isso foi primeiramente feito um estudo analítico, o qual permitiu a determinação dos pontos fixos do mapa e o estudo da estabilidade, com consequente classificação dos tipos de bifurcações presentes. Mostramos então que um dos pontos fixos do mapa é desestabilizado via uma bifurcação de Naimark-Sacker, também conhecida como bifurcação de Hopf. No que se refere às periodicidades mais altas, o estudo foi essencialmente numérico, em virtude do grau dos polinômios gerados ser alto, com consequente inexistência de soluções analíticas. Foram utilizados então programas em linguagem FORTRAN para geração de dados (séries temporais), que permitiram construir vários gráficos para análise do modelo, bem como também obter resultados que corroboraram os resultados analíticos obtidos para os pontos fixos. No decorrer desta investigação numérica foram devidamente interpretados gráficos tipo diagramas de bifurcação, diagramas do espaço de fase e do espaço de parâmetros, bem como também envolvendo expoentes de Lyapunov. Todos construídos utilizando GNUPLOT.

 

¹ Projeto de Pesquisa CCT/UDESC.

² Orientador, Professor do Departamento de Física – Centro de Ciências Tecnológicas.

³ Acadêmico do Curso de Licenciatura Plena em Física – CCT/UDESC, bolsista de iniciação científica do PIBIC/CNPq.