Projeto de um centro de roda para veículo de competição

A presente tese surgiu da cooperação entre a empresa Semog Racing e o Instituto Superior de Engenharia do Porto, no âmbito da unidade curricular de DPEST, englobado no 2º ano do Mestrado de Engenharia Mecânica, ramo de Construções Mecânicas. Esta dissertação tem como objetivo principal, o projeto de um novo centro de roda para substituir o existente num veículo de competição da Semog Racing. Este centro deverá ser dimensionado para suportar o peso do veículo e os esforços transmitidos à roda. Pretende-se igualmente que o novo modelo apresente um design apelativo e um baixo custo de produção para poder vir ser a comercializado. Na primeira fase, será estudado o centro de roda original fornecido pela Semog Racing. Este estudo engloba a modelação do componente através do software SolidWorks® e uma fase de simulações para diferentes condições de carregamento. O estudo será complementado com a realização de ensaios experimentais para validação do modelo numérico. A segunda fase é dedicada ao desenvolvimento do novo modelo de centro de roda, focando as características mecânicas e o design. Este tem como base o estudo numérico realizado para a roda original, tendo sempre como objetivo final garantir que o novo centro de roda cumpra todos os requisitos. O caminho seguido no processo de otimização é suportado em simulações numéricas pelo método dos elementos finitos, o qual permite aferir quais os pontos críticos a corrigir. No final, será apresentado um novo modelo de centro de roda capaz de suportar as cargas previstas de serviço, que apresente um baixo custo de fabrico e design apelativo.

Primeiro acto: música de cena

Deste "Primeiro Acto" fazem parte algumas das músicas que fui compondo para peças de teatro ao longo de vários anos. Como é evidente, a música de cena coexiste com a imagem e representação teatral e a elas está ligada duma forma inseparável. Contudo, pretendo que algumas das músicas possam ter autonomia suficiente para se apresentarem sozinhas como peças musicais independentes. Tal foi o propósito deste disco. A escolha dos trechos de música obedeceu a um critério musical e dramático que vagamente jogasse com dois mundos: a cidade e o circo. Passados cinco anos do lançamento do CD fui convidado pela Direcção do Festival Internacional de Teatro de Expressão Ibérica – FITEI para conceber e realizar um espectáculo, para o FITEI – 2005, com músicas e canções que fui fazendo para teatro ao longo dos anos. Servindo-me como base das músicas deste CD, juntando outras, e escrevendo um guião cénico de ligação das várias músicas, com novos arranjos instrumentais, juntaram-se dez músicos, quatro cantores e quatro bailarinos para realizar esse espectáculo que, além da sua estreia em 2005 no Teatro Rivoli, no Porto, foi apresentado também nas comemorações do Dia Mundial de Teatro de 2006 no Teatro Nacional D. Maria II. Os trechos musicais escolhidos fizeram parte dos seguintes espectáculos: "Hoje começa o Circo" de João Lóio, encenado por João Mota, pelo Grupo de Teatro Roda Viva, Porto,1978; "Mais um Dia", espectáculo musical de João Lóio, Porto,1987; "Dança de Roda" de Arthur Schnitzler, encenado por João Paulo Costa, pelo Grupo de Teatro " Os Comediantes", Porto, 1990; "Um certo Plume" de Henri Michaux, encenado por Adriano Luz no Teatro da Cornucópia, Lisboa, 1993; "Aurélio da Paz dos Reis", filme realizado por Manuel Faria de Almeida, Lisboa, 1995; "Edmond" de David Mamet, encenado por Adriano Luz no Teatro Nacional D. Maria II, Lisboa, 1996; "A pandilha" de Cândido Ferreira, encenado por Cândido Ferreira, pelo Teatro Experimental do Porto, Porto, 1996 (No final deste texto dá-se informação pormenorizada sobre as peças e filme dos quais estes trechos musicais fizeram parte).Gravado em Junho, Julho e Setembro de 2000, este CD tem a seguinte ficha técnica: Direccção Musical e Produção: João Lóio; Gravação: Fernando Rangel; Mistura: Fernando Rangel e João Lóio; Masterização: Fernando Rangel; Estúdio de Gravação: Fortes & Rangel, Porto; Desenho Gráfico: José Tavares; Fotografias: Jorge Gigante e José Tavares. O “PRIMEIRO ACTO” contou com a participação dos seguintes músicos: Flauta: Jorge Salgado; Saxofone Soprano: Fernanda Alves; Saxofone Alto: Rosa Oliveira; Saxofone Tenor: Mário Santos; Isabel Anjo; Saxofone Barítono: Mário Brito; Trompa: Bohdan Sebestick; Trombone: Vítor Faria; Tuba: Manuel Costa; Harpa : Ana Paula Miranda ; Acordeão: Arnaldo Fonseca ; Guitarras: Carlos Rocha; Baixo Acústico: Firmino Neiva; Piano: Carlos Azevedo; Helena Marinho; Paulino Garcia; Violinos: David Lloyd; Richard Tomes; Suzanna Lidegran; Viola: David Lloyd; Violoncelo: Miranda T. Adams; Contrabaixo: António Augusto Aguiar; Sintetizador: João Lóio ; Percussão : Mário Teixeira; Coro: Guilhermino Monteiro, Jorge Prendas, Rui Vilhena.

Sistema de treino para ciclistas

No trabalho é desenvolvido um sistema de treino para ciclistas. O sistema de treino é constituído por uma bicicleta de ―Spinning‖, um travão accionado electricamente, e por um sensor de velocidade, utilizado para medir a velocidade de rotação da roda de inércia. Nos primeiros capítulos encontra-se o estudo dos vários conceitos que envolvem o sistema de treino. É realizado um estudo sobre as principais forças que actuam numa bicicleta. Outro conceito estudado é o filtro Kalman (FK). Este será importante para o controlo do sistema de treino. O modelo do sistema de treino está dividido em duas partes. A primeira corresponde ao sistema mecânico, e a segunda o sistema de controlo e actuação. Este é constituído por um sensor de velocidade, uma unidade de estimação e o sistema de actuação do travão da bicicleta. A unidade de estimação é composta por conjunto de filtros de Kalman que estima a velocidade, a aceleração e a posição necessárias ao cálculo da força resistente ao movimento do conjunto ciclista bicicleta. Os resultados da simulação do sistema mostram que o sistema de treino modelado apresenta um desempenho bastante razoável. A estimação efectuada pelos filtros dos valores da velocidade, da aceleração e da posição do ciclista, permite a unidade de controlo do sistema calcular o valor da força resistente ao movimento.

Diagnóstico remoto de defeitos em cargas acopladas a um motor de indução

A variação do binário de uma carga acoplada ao motor de indução desencadeia uma série de fenómenos internos conducentes a um novo ponto de funcionamento. No caso de um dente partido numa roda dentada de um redutor de velocidade, quando acionada, este tipo de defeito produz um aumento de binário sempre que a zona de defeito é sujeita à ação de engrenamento. Assim, pode afirmar-se que este tipo de defeito produz uma interferência periódica com frequência igual à frequência de rotação da roda dentada que possui o dente partido. Neste artigo apresenta-se uma abordagem teórica dos fenómenos internos do motor de indução na presença de uma interferência periódica da carga mecânica revelando a presença de frequências caraterísticas na corrente absorvida. Uma metodologia de diagnóstico remoto, baseada nos parâmetros de alimentação de um motor, que possibilite monitorizar o funcionamento sem uso de sensores dedicados, tem necessariamente de se apoiar nas grandezas elétricas de alimentação da máquina que, direta ou indiretamente, fornecem informação que poderá ser analisada utilizando software de aquisição e processamento de sinal. Uma metodologia de diagnóstico remoto, baseada nos parâmetros de alimentação de um motor, que possibilite monitorizar o funcionamento sem uso de sensores dedicados, tem necessariamente de se apoiar nas grandezas elétricas de alimentação da máquina que, direta ou indiretamente, fornecem informação que poderá ser analisada utilizando software de aquisição e processamento de sinal. Uma metodologia de diagnóstico remoto, baseada nos parâmetros de alimentação de um motor, que possibilite monitorizar o funcionamento sem uso de sensores dedicados, tem necessariamente de se apoiar nas grandezas elétricas de alimentação da máquina que, direta ou indiretamente, fornecem informação que poderá ser analisada utilizando software de aquisição e processamento de sinal. Dado que a tensão de alimentação do motor é imposta pela rede, pode aceitar-se que esta não contém informação útil ao diagnóstico, embora o seu valor possa sofrer influência da variação da corrente absorvida pelo motor, através das quedas de tensão que esta produz. Considerando a tensão de alimentação trifásica equilibrada e constante, a corrente elétrica absorvida é, de facto, a única variável direta disponível para análise, mas o seu conhecimento permite determinar um conjunto de variáveis que podem fornecer indicações úteis sobre o estado de funcionamento do próprio motor e da carga associada.

Melhoria da eficiência energética nos ascensores: a recuperação de energia

A presente tese descreve diferentes soluções que permitem a reutilização da energia recuperada em ascensores eléctricos de roda de aderência dotados de conversores electrónicos de frequência e dessa forma contribuir para a melhoria da eficiência energética nos ascensores. Nos ascensores, a energia potencial é constantemente transferida enquanto a cabina está em movimento. Se a cabina se estiver a movimentar em sentido descendente com plena carga, ou em sentido ascendente, mas vazia, o motor estará em modo gerador. Quando a cabina se movimenta em sentido descendente, e o peso na cabina é superior ao peso do contrapeso, então o binário do motor encontra-se em sentido contrário à velocidade, isto é, o motor está a travar, havendo lugar à recuperação de energia. Igualmente, se a cabina subir vazia, também se poderá recuperar energia eléctrica. A energia acumulada em forma de energia potencial nas pessoas e no contrapeso pode ser recuperada, dado que o motor estará a funcionar como um gerador. De modo a estudar a viabilidade técnica e económica das diferentes soluções foram realizadas medições a uma amostra representativa de ascensores eléctricos de roda de aderência. Esta amostra é constituída por 39 ascensores que estão instalados em diferentes tipos de edifícios e que pertencem a diferentes categorias de utilização, de acordo com a norma VDI 4707:2009. Para cada ascensor foi medida a energia consumida e a energia gerada para uma manobra completa – a descida e a subida da cabina sem carga. A partir das medições, e com base na norma VDI 4707:2009 foram calculados os valores anualizados de energia eléctrica consumidos e produzidos por cada ascensor. A partir das 5 hipóteses identificadas para a utilização da energia recuperada (carregamento de bateria para alimentação dos circuitos em stand-by; carregamento de supercondensador para alimentação dos circuitos em stand-by; carregamento de supercondensador para alimentar o barramento DC; reinjecção da energia no barramento DC de um conjunto de ascensores em grupo; reinjecção da energia na rede eléctrica do edifício onde o ascensor está instalado) foi realizada a avaliação técnica e a avaliação económico-financeira para cada um dos ascensores. Por último, foi desenvolvido um simulador que permite definir a solução de recuperação de energia que seja técnica e economicamente mais viável, para um dado ascensor eléctrico de roda de aderência instalado, mediante a introdução dos parâmetros técnicos do ascensor em avaliação.