15 resultados para Modelos de elementos finitos
em RUN (Repositório da Universidade Nova de Lisboa) - FCT (Faculdade de Cienecias e Technologia), Universidade Nova de Lisboa (UNL), Portugal
Resumo:
Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Mecnica
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Dissertao apresentada na Faculdade de Cincias e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obteno do grau de Mestre em Engenharia Mecnica
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A mquina eltrica de relutncia comutada (MERC) , inerentemente, um conversor eletromecnico de velocidade varivel, facilmente controlado atravs dos instantes de excitao e desexcitao do circuito magntico partilhado pelas fases. A sua robustez e simplicidade construtiva (s enrolamentos concentrados no estator), flexibilidade de controlo, bom rendimento numa gama alargada de velocidades, a sua fiabilidade e tolerncia a defeitos fazem desta mquina uma opo vlida para sistemas de converso de energia caraterizados por baixas velocidades. A tendncia crescente de instalar turbinas elicas em offshore, para alm dos desafios econmicos e tecnolgicos que levanta, torna a fiabilidade e a tolerncia a defeitos, requisitos de vital importncia. Neste contexto, a potencial aplicao da MERC a geradores elicos sem recurso a caixa de velocidades, j que esta penaliza o custo, o volume e a fiabilidade do sistema, serviu de motivao a este trabalho. Nesta dissertao apresentam-se, numa perspetiva comparativa, diferentes paradigmas construtivos da MERC para o funcionamento gerador em regime de baixas velocidades, caraterstico dos aproveitamentos de energias renovveis. Para o efeito, formularam-se leis de escala apropriadas a anlises dimensionais de topologias diferenciadas pelas caratersticas dos circuitos eltrico e magntico e do seu posicionamento relativo. Estes modelos de escala permitiram introduzir constrangimentos fsicos e dos materiais que condicionam o projeto da mquina, como a saturao magntica e limites de temperatura. Das anlises dimensionais e validao com elementos finitos, elegeu-se uma estrutura magntica modular com caminhos de fluxo curtos que foi comparada com um prottipo de MERC regular, previsto para equipar um gerador elico. Quando comparadas as duas topologias, assumindo dimenses idnticas, a modular apresentou um significativo ganho de potncia especfica mantendo bons nveis de rendimento. Pretende-se assim alargar a discusso do projeto das MERC, geralmente confinado a topologias regulares, a um contexto mais abrangente que inclua novos paradigmas construtivos.
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Dissertao apresentada na Faculdade de Cincias e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obteno do grau de Mestre em Engenharia Mecnica
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Dissertao apresentada na Faculdade de Cincias e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obteno do grau de Mestre em Engenharia Mecnica
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Dissertao para obteno do grau de Mestre em Engenharia Mecnica
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Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Mecnica
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Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Mecnica
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De modo a eliminar a propagao de fissuras ocorridas em condutas de evacuao de produtos da combusto de turbinas a gs utilizadas para propulso naval, neste estudo feita a avaliao de diferentes geometrias alternativas para a estrutura mencionada, assim como se avalia a possibilidade de substituio local, nas zonas crticas, do material actualmente utilizado na conduta por uma nova liga de alta resistncia. A possibilidade de utilizar um novo ao inoxidvel austentico Cr-Mn, de alta resistncia (ThyssenKrupp, 2009), est a ser estudada e alguns resultados experimentais efectuados a este material, obtidos a temperatura ambiente e a alta temperatura, so apresentados. Este trabalho pode ser dividido em duas partes principais. Uma primeira parte onde se apresenta a anlise experimental realizada e uma segunda parte, que trata a simulao numrica da conduta por elementos finitos. Na anlise experimental foram realizados ensaios de traco uniaxial, ensaios de dureza e de caracterizao geomtrica do cordo de soldadura de ligaes soldadas de tipo topo a topo entre o ao AISI 316L e o ao Cr-Mn. Alguns dos resultados experimentais obtidos em provetes soldados com combinaes dos materiais de base, ao AISI316L e Cr-Mn, a 24C e 350C, so: a tenso de cedncia do ao Cr-Mn cerca de 66% e 35% mais elevada que a obtida para o ao AISI 316L, a 24 e 350C, respectivamente; a tenso de rotura tambm 33% e 19% mais elevada que o ao AISI 316L, para as mesmas temperaturas. Os ensaios de dureza revelam valores mdios que esto de acordo com as propriedades mecnicas obtidas temperatura ambiente. Tendo como referncia os resultados experimentais obtidos para as propriedades mecnicas dos materiais, assim como a distribuio de temperaturas e de presso interna devido aos gases resultantes da combusto, foi feita a simulao numrica de diferentes geometrias da conduta, tendo sido determinado o nvel das tenses presentes na superfcie da conduta. A distribuio de temperatura e presso introduzidas nas anlises numricas foram calculadas e verificada a sua validade por comparao com os resultados obtidos por (Cruz, 2009). Os resultados das anlises numricas sugerem que a alterao da geometria actual da conduta pode ser benfica uma vez que as tenses principais mximas induzidas na estrutura podem diminuir mais de 26%, quando comparadas com as tenses termomecnicas induzidas na geometria actual da conduta.
Resumo:
Esta dissertao teve como principais objectivos determinar a resistncia fadiga de instrumentos endodnticos de Nquel-Titnio sujeitos a polimento electroltico e tratamento trmicopor autoclave, assim como estudar o comportamento estrutural dos instrumentos, atravs de anlise numrica pelo mtodo dos elementos finitos, quando sujeitos curvatura em trs regies distintas. Vinte e dois instrumentos Hyflex (Coltene, Switzerland), com dois tamanhos diferentes (.04/20 e .06/20), foram divididos em 3 grupos: Grupo I, 4 instrumentos (dois de cada tamanho) sem qualquer tipo de tratamento trmico ou superficial; Grupo II, 12 instrumentos (seis de cada tamanho) submetidos a polimento electroltico; Grupo III, 6 instrumentos (trs de cada tamanho) submetidos a polimento electroltico e tratamento trmico por autoclave. Todos os instrumentos foram sujeitos a testes de fadiga por flexo rotativa. Os instrumentos foram polidos, aplicando uma potncia de 30 V, durante 3 segundos, a uma taxa de escoamento da soluo electroltica igual a 1. O tratamento trmico em autoclave foi realizado a uma temperatura e presso de 134C e 2,16 bar, respectivamente, durante 30 minutos. O raio e ngulo de curvatura impostos durante os ensaios experimentais foram de 4,7 mm e 45, respectivamente. A velocidade de rotao utilizada para testar os instrumentos foi de 500 rpm. O tempo at fractura foi registado e o nmero de ciclos fractura foi calculado. Calculou-se a rea circular equivalente do instrumento Hyflex .06/20, em 3 regies diferentes do mesmo (apical, central e coronal), na seco do instrumento correspondente a metade do comprimento do arco imposto pela curvatura do canal. Os valores de extenso tericos foram calculados com o objectivo de comparar com a distribuio de tenso e extenso obtida pelo mtodo dos elementos finitos. Os valores calculados analiticamente esto coerentes com os valores obtidos pelo mtodo dos elementos finitos. Existe um grande risco de fractura do instrumento durante o tratamento endodntico de canais radiculares que imponham curvaturas coronais aos instrumentos. Analisando os resultados obtidos experimentalmente, verifica-se que existem diferenas significativas, na durao e no nmero de ciclos fadiga, entre os instrumentos polidos e no polidos e entre os instrumentos com e sem tratamento trmico por autoclave. Conclui-se que o polimento electroltico tem uma influncia significativa na vida fadiga dos instrumentos Hyflex .04/20 e .06/20. O tratamento trmico por autoclave tem uma influncia negativa nos instrumentos Hyflex .04/20 e uma influncia positiva nos instrumentos Hyflex .06/20.
Resumo:
A propagao de fenda sob fadiga pode ser observada em vrios componentes mecnicos, que podem ser feitos de chapa fina ou espessa (ou cascas) e, consequentemente, serem sujeitos a estado plano de tenso ou estado plano de deformao, respectivamente. As cargas aplicadas num corpo slido que contm um entalhe estreito ou uma fenda aguda iro induzir uma zona de escoamento limite de material com uma dimenso que depender das propriedades mecnicas do material, bem como a espessura do corpo, o comprimento de fenda e a intensidade das cargas aplicadas. A propagao da fenda pode ento ocorrer sob modo I, II, III ou modo misto. Esta tese apresenta as funes integrais JI, JII e JIII , que foram correlacionadas com os factores de intensidade de tenso KI, KII e KIII, para provetes CT espessos e finos. A avaliao dos valores do Integral-J foi feita para diferentes comprimentos de fenda, ao longo da frente de fenda, usando o Mtodo dos Elementos Finitos (MEF), com ns colapsados e intermdios deslocados a do comprimento da aresta, com o objectivo de simular a singularidade na extremidade da fenda. A interaco entre os modos de abertura, corte e rasgamento tambm discutida. Adicionalmente, a propagao de fenda sob o modo I e o modo III foi determinada experimentalmente, temperatura ambiente, para um ao inoxidvel austentico Cr-Mn de alta resistncia.
