Análise dos modos de falha e seus efeitos (FMEA) aplicada a um secador industrial

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Construção de estações de metropolitano

O presente relatório de estágio enquadra-se no âmbito do Trabalho Final de Mestrado inserido no curso em Engenharia Civil, do perfil de Estruturas, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. Como tal, foi realizado um estágio com o período total de dezoito semanas, pela empresa OPWAY – Engenharia, integrado na obra pública do Prolongamento da Linha Vermelha do Metro de Lisboa relativo ao troço Gare do Oriente – Aeroporto, mais precisamente, nas Estações de Moscavide, Encarnação e Aeroporto. O trabalho desenvolve duas componentes distintas da área de Engenharia, nomeadamente; “Dimensionamento” e “Construção”. Em termos do campo “Dimensionamento” são apresentados os Capítulos 3 e 4, nos quais são tratados todos os aspectos inerentes ao dimensionamento dos elementos estruturais das contenções periféricas e internos, respectivamente, das estações alvo. Neste contexto, em ambos os casos são expostos temas como:” Acções”, “Modelos de Cálculo”, “Estados Limites” e “Verificação da Segurança”. Referente ao Capítulo 3 é desenvolvido, ainda, o assunto “Esforços/Deformações de Dimensionamento”. Estes capítulos foram desenvolvidos com base no estudo das Memórias Descritivas e dos Cálculos Justificativos das estruturas das três estações de metropolitano. Relativamente ao campo “Construção” são expostos os Capítulos 5, 6 e 7. O primeiro trata das alternativas de projecto mais relevantes sendo estas devidamente justificadas em termos de vantagens e desvantagens, em que, o segundo trabalha a evolução construtiva das estações durante o período de estágio. O Capítulo 7 descreve e desenvolve as actividades pessoais realizadas para com a obra enquanto estagiário. Os Capítulos 3, 4, 5 e 7 são complementados pelos Anexos I, II, III e IV, respectivamente. Os anexos são utilizados, igualmente, como pontos de referência para as peças desenhadas das estruturas das estações, projectos esses que são disponibilizados unicamente em suporte informático.

Construção de obras de arte sobre o rio de Coina

O presente relatório de estágio enquadra-se no âmbito do Trabalho Final de Mestrado inserido no curso em Engenharia Civil, do perfil de Estruturas, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. Como tal, foi realizado um estágio com o período total de vinte e quatro semanas, pela empresa LENA – Engenharia, integrado na obra pública da Subconcessão do Baixo Tejo – Estradas de Portugal, correspondente ao Trecho 4 – Laranjeiras - Coina, mais precisamente, nos Viadutos de Coina 2 e Pontão sobre o Rio de Coina. O trabalho desenvolve duas componentes distintas da área de Engenharia, nomeadamente: “Construção” e “Dimensionamento”. Nos Capítulos 1 e 2 é desenvolvido uma abordagem introdutória ao trabalho e apresentativa às obras de arte, respectivamente. Relativamente ao campo “Construção” são expostos os Capítulos 3, 4 e 5. O primeiro trata a evolução construtiva das obras de arte durante o período de estágio. O Capítulo 4 descreve e desenvolve as actividades pessoais realizadas para com a obra enquanto estagiário e as dificuldades e condicionamentos no processo de construção. O Capítulo 5 descreve as alterações técnicas em obra efectuadas no Pontão sobre o Rio de Coina. Em termos do campo “Dimensionamento” são apresentados os Capítulos 6 e 7, nos quais são tratados todos os aspectos inerentes ao dimensionamento dos elementos estruturais no Viaduto de Coina 2. No Capítulo 6 são expostos temas como: ”Acções”, “Estados Limites”, “Esforços” e “Verificação da Segurança” de elementos tais como: Tabuleiros, Pilares e Estacas. Referente ao Capítulo 7 é desenvolvido, ainda, a Análise Sísmica Longitudinal sem Sistemas de Isolamento Sísmico. Estes capítulos foram desenvolvidos com base no estudo das Memórias Descritivas e dos Cálculos Justificativos do viaduto. Quanto aos Capítulos 8 e 9, são expostos as conclusões do trabalho e bibliografias consultadas, respectivamente. Os Capítulos 2, 3, 4, 5 e 6 são complementados pelos Anexos I, II, III, IV e V, respectivamente. Os anexos são utilizados, igualmente, como pontos de referência para as peças desenhadas das estruturas dos viadutos.

Wells turbine: fiberglass flanges

A introdução desta tese começa por realizar um enquadramento do projecto em mão, apresentando a central de energia das ondas em que se encontram os componentes em fibra de vidro a projectar. Esta central usa o princípio de variação de coluna de água, e encontra-se localizada na ilha do Pico, Açores. São de seguida apresentados os objectivos deste trabalho, que consistem na selecção de materiais de fabrico dos componentes, desenvolvimento de uma metodologia para projectar juntas aparafusadas em materiais compósitos, dimensionamento e comparação de duas juntas concorrentes em materiais compósitos: junta solicitada à tracção e junta solicitada ao corte, validação da análise e estudo das causas dos vários tipos de falha destas juntas. A parte I deste trabalho é o resultado da pesquisa bibliográfica efectuada para levar a cabo os objectivos definidos. Assim, começa por se fazer uma descrição dos materiais e processos de fabrico que mais se adequam ao presente projecto, nomeadamente fibra de vidro, resinas, tecidos, impregnação manual, RTM e infusão por vácuo. Daqui resultou que os materiais mais adequados para esta aplicação são fibra de vidro do tipo E e resina polyester devido ao seu baixo custo e larga utilização em aplicações estruturais marinhas. O processo de fabrico mais eficiente é a infusão por vácuo devido á sua vocação para pequenas séries de produção, a poupança que permite em termos de mão-de-obra, a complacência com normas de emissão de voláteis e as boas propriedades das partes produzidas. No capítulo II da parte I são discutidos os tópicos relacionados com juntas em materiais compósitos. Da pesquisa levada a cabo conclui-se que as grandes vantagens das juntas aparafusadas são a sua facilidade de montagem e desmontagem, facilidade de inspecção e capacidade de ligar quaisquer tipos de materiais. Quanto à furação de compósitos é importante referir a necessidade de utilizar ferramentas resistentes e parâmetros de maquinação que minimizem o dano infligido aos laminados. Isto é possível através da selecção de ferramentas com passos baixos que reduzam igualmente a dimensão do seu centro estático responsável pela força axial exercida sobre o laminado - principal factor causador de dano. Devem-se igualmente utilizar baixas velocidades de avanço e elevadas velocidades de rotação. É importante salientar a importância da realização de pré-furação, de utilização de um prato de suporte na superfície de saída do laminado e a existência de ferramentas especialmente concebidas para a furação de compósitos. Para detectar e quantificar o dano existente num furo destacam-se os métodos de inspecção ultrasónica e a radiografia. Quanto aos parâmetros que influenciaram o comportamento de juntas aparafusadas destacam-se os rácios largura/diâmetro, distância ao bordo/diâmetro, espessura/diâmetro, pré-tensão, fricção, sequência de empilhamento e respectivas proporções, dimensão das anilhas e folga entre o parafuso e o furo. A pesquisa efectuada visando metodologias de projecto fiáveis ditou a necessidade de utilizar métodos que permitiram determinar o parafuso mais carregado de uma junta, efectuar o cálculo de tensões no mesmo, e ainda métodos que permitam determinar a primeira falha que ocorre no laminado bem como a falha final no mesmo. O capítulo III da primeira parte descreve os métodos de análise de tensões necessários para as metodologias de projecto utilizadas. Aqui é apresentada a teoria clássica da laminação, um método para determinação do parafuso mais carregado, um método analítico baseado na teoria da elasticidade anisotrópica de um corpo e o método dos elementos finitos. O método para determinar o parafuso mais carregado - análise global - consiste num modelo bidimensional de elementos finitos em que 2 laminados coincidentes são modelados com elementos lineares de casca com 4 nós, sendo a extremidade de um laminado restringida em todos os graus de liberdade e a extremidade oposta do segundo laminado carregada com a carga pretendida. Os laminados são ligados através de elementos mola que simulam os parafusos, sendo a sua constante de rigidez previamente calculada para este fim. O método analítico modela o contacto assumindo uma distribuição de pressão cosinoidal ao longo de metade do furo, e é válido para laminados simétricos e quasi-isotrópicos. O método dos elementos finitos é o que mais factores permite ter em conta, sendo os modelos tridimensionais com um elemento por camada os que melhor modelam o estado de tensões experienciado por uma junta aparafusada em materiais compósitos. O tópico de análise de falha é abordado no capítulo 4 da primeira parte. Aqui são apresentados os resultados do world wide failure exercice que compara vários critérios de falha existentes até 2004, fazendo-se referência a desenvolvimentos recentes que têm ocorrido nesta área. O critério de Puck surge como aquele que permite previsões de falha mais exactas. O critério de falha de Hashin 3D foi o escolhido para o presente trabalho, devido à sua facilidade de implementação num modelo de elementos finitos, à sua capacidade para detectar modos de falha subcríticos e à sua utilização em trabalhos anteriores que apresentaram previsões de falha muito próximas dos dados experimentais. Também neste capítulo se apresentaram os vários tipos de falha de uma junta aparafusada em materiais compósitos, apresentando as causas de cada uma. Por fim, na última secção, apresenta-se o método de dano progressivo que se desenvolveu para prever a primeira falha final do laminado. Este é muito interessante tendo permitido previsões de falha muito próximas dos resultados experimentais em trabalhos anteriores. Este método é iterativo e encontra-se dividido em 3 passos: Análise de tensões, análise de falha utilizando o critério de Hashin 3D e degradação de propriedades, de acordo com o tipo de falha detectada. Para além dos passos referidos, existe ainda um quarto responsável pelo fim da análise que consiste na aferição da existência ou não de falha final e respectivo tipo de falha (por pressão de contacto, por tensão ou por esforços de corte). No capítulo V da primeira parte é apresentado o resultado de uma pesquisa das normas de teste necessárias para obter as propriedades dos materiais requeridas para a aplicação dos métodos descritos neste trabalho. A parte II deste trabalho consiste na aplicação dos métodos apresentados na parte I ao caso concreto em estudo. Os softwares Microsoft Excel, Matlab e ANSYS foram utilizados para este fim. A junta começa por ser dimensionada estimando a espessura necessária do componente e o número e características dos parafusos. De seguida foi feita uma análise global à flange em estudo determinando a força suportada pelo parafuso mais carregado. Após esta análise desenvolveu-se um modelo tridimensional de elementos finitos da zona em que se encontra o parafuso mais carregado, utilizando elementos sólidos lineares e isoparamétricos de 8 nós e uma malha gerada pelo método directo. Aplicou-se a este modelo o algoritmo de dano progressivo descrito na primeira parte. Começou por se incluir explicitamente o parafuso, anilhas, pré-tensão e a modelação dos vários contactos com fricção posteriormente simplificado o modelo restringindo radialmente os nós da porção carregada do furo, excluindo os factores mencionados inicialmente. Procurou-se validar o modelo utilizando o método de cálculo de tensões descrito na primeira parte, desenvolvendo um programa em Matlab para o efeito. Tal não foi possível tendo-se incluído a tentativa realizada em anexo. Para efeitos de dimensionamento, desenvolveu-se um modelo de elementos finitos de duas dimensões da junta em causa, utilizando elementos de casca lineares de quatro nós isoparamétricos com uma espessura unitária. Através da análise de tensões efectuada com este modelo, e utilizando um método combinado programado em linguagem paramétrica, foi possível dimensionar as duas juntas concorrentes pretendidas. Este método combinado consistiu no cálculo de tensões em pontos localizados sobre uma curva característica e utilização de um critério de falha quadrático para cálculo da espessura necessária para a junta. O dimensionamento ditou que a junta solicitada à tensão necessita de pelo menos 127% das camadas e do custo de uma junta solicitada ao corte equivalente.

Características do trabalho prático e presença de conceções acerca da ciência nos novos manuais escolares para o 6.º ano de escolaridade

A presente investigação foi centrada na análise dos manuais de Ciências da Natureza do 5.º ano editados em 2010, e teve como objetivos: Identificar o tipo de trabalho prático presente; Identificar o tipo de trabalho laboratorial quanto ao seu grau de exigência concetual; Verificar a presença de ideias acerca da natureza da ciência; Comparar as conceções assumidas pelos autores com o teor dos seus manuais; Comparar os resultados obtidos com o de outros estudos similares. A investigação foi de natureza qualitativa, recorrendo-se à análise documental (no caso dos manuais) e ao inquérito (no caso dos autores). Os instrumentos foram, respetivamente, grelhas de análise (I, II e III) e um questionário. A Grelha I foi usada para efetuar o levantamento do tipo de trabalho prático presente nos manuais escolares em estudo; a Grelha II para uma análise do tipo de trabalho laboratorial em função do seu grau de exigência concetual; a Grelha III para apurar aspetos acerca da natureza da ciência neles contemplados. A aplicação de um questionário aos autores dos manuais permitiu identificar as conceções assumidas pelos mesmos acerca do trabalho prático, do trabalho laboratorial e da natureza da ciência, e verificar se as mesmas se encontravam traduzidas no manual pelo qual foram responsáveis. Apesar de se verificar alguma diferenciação qualitativa dos manuais analisados, os resultados revelam uma incidência do trabalho prático de natureza laboratorial, com a finalidade de ilustrar uma teoria anteriormente apresentada, ignorando propostas de mais elevado grau de exigência concetual. Também é dada pouca ênfase a aspetos relacionados com a natureza da ciência. Assinale-se que os autores justificam as suas opções com base no nível etário dos alunos e revelam desconhecer, de forma coerente, alguma tipologia de classificação do trabalho prático e laboratorial. Os resultados são semelhantes aos de outros estudos anteriores. Este estudo visa assim ajudar os professores na avaliação dos manuais com que trabalham ou a adotar no futuro, despertando-os para alguns dos aspetos que devem ter em conta na avaliação da sua qualidade.

How foam-like is the shear-induced lamellar phase of an ionic liquid crystal?

Philosophical Magazine Letters Volume 88, Issue 9-10, 2008 Special Issue: Solid and Liquid Foams. In commemoration of Manuel Amaral Fortes

Via verde coronária e enfarte agudo do miocárdio: tempo médio entre a admissão no serviço de urgência central e a reperfusão por angioplastia primária

Mestrado em Tecnologia de Diagnóstico e Intervenção Cardiovascular - Ramo de especialização: Intervenção Cardiovascular