Modelação da furação de laminados por elementos finitos

Furação de estruturas em compósitos de matriz polimérica

Influência da força de aperto na minimização do dano em furação a alta velocidade em materiais compósitos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Influência da Força de Aperto na Minimização do Dano em Furação a Alta Velocidade em Materiais Compósitos

A utilização industrial dos materiais compósitos reforçados com fibra de carbono tem vindo a aumentar devido à combinação das suas características específicas, como elevada rigidez e baixo peso. De modo a efectuar a ligação entre componentes produzidos neste tipo de materiais recorre-se normalmente ao processo de furação. O dano mais importante que ocorre devido a este processo é a delaminação, provocada pela acção da força axial e que tem influência directa na resistência do material. A utilização de aperto na fixação das peças no processo de furação pode diminuir a ocorrência da delaminação, logo o aprofundamento do conhecimento relativo a este assunto revela-se importante devido à necessidade de minimização do dano. Neste trabalho pretende-se definir uma nova técnica e consequentemente, uma metodologia para a sua aplicação com o propósito de diminuir o dano de delaminação que ocorre no processo de furação a alta velocidade de peças em materiais compósitos reforçados com fibra de carbono. O conjunto de valores dos parâmetros do processo foi definido com base na literatura consultada e tendo como propósito cobrir uma gama relativa à condição de alta produtividade. Desenvolveu-se ainda um sistema de fixação para ser possível o controlo do aperto dos provetes de três espessuras diferentes nos vários ensaios de furação realizados para diferentes condições. Com o resultado dos ensaios realizados foi possível verificar a influência do aperto na ocorrência da delaminação durante o processo de furação a alta velocidade, a força de aperto Provou diminuir a ocorrência do dano com as três espessuras diferentes. A maior redução do dano foi registada quando se utilizou força de aperto de 4 kN, independentemente da espessura do material. A força de aperto a partir de 6 kN demostrou ser excessiva provocando deformação no material. Foram ainda estudadas a influência dos parâmetros de corte e a sua variação onde observou-se que a influência da velocidade de rotação não é evidente na redução do dano, o avanço por dente influencia o dano mas esta influencia varia com a espessura do material. O estudo da força axial de corte Também foi efectuada onde verificou-se que este é fortemente dependente do avanço por dente e não depende da força de aperto aplicada

Ajuste preventivo versus ajuste corretivo no controle on-line de processo do número de não-conformidades num item inspecionado

In production lines, the entire process is bound to unexpected happenings which may cost losing the production quality. Thus, it means losses to the manufacturer. Identify such causes and remove them is the task of the processing management. The on-line control system consists of periodic inspection of every month produced item. Once any of those items is quali ed as not t, it is admitted that a change in the fraction of the items occurred, and then the process is stopped for adjustments. This work is an extension of Quinino & Ho (2010) and has as objective main to make the monitoramento in a process through the control on-line of quality for the number of non-conformities about the inspected item. The strategy of decision to verify if the process is under control, is directly associated to the limits of the graphic control of non-conformities of the process. A policy of preventive adjustments is incorporated in order to enlarge the conforming fraction of the process. With the help of the R software, a sensibility analysis of the proposed model is done showing in which situations it is most interesting to execute the preventive adjustment

Estudo e caracterização do processo de usinagem do compóstio GLARE

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aspectos da furação do titânio 6Al4V com broca de aço rápido sinterizado e broca de metal duro

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Monitoramento participativo de sistemas de produção orgânica através de indicadores de sustentabilidade

O século passado foi marcado por grandes avanços tecnológicos na agricultura que culminaram com a chamada “Revolução Verde”, a qual é hoje, comprovadamente, considerada como um modelo insustentável. Tal fato tem motivado instituições científicas e agricultores a buscarem por novos paradigmas para a produção. A agroecologia tem se destacado por abordar o manejo de agroecossistemas dentro de uma visão holística, sistêmica e participativa, subsidiando a recuperação das suas funções e a autonomia durante a transição agroecológica. Nesse contexto, a utilização de ferramentas para avaliação e monitoramento do processo, como a análise de indicadores de sustentabilidade, é fundamental. O presente estudo teve como objetivo monitorar participativamente o grau de sustentabilidade de duas unidades de produção orgânica em Jaguariúna-SP, após cinco anos de uma primeira avaliação. Foram analisados 81 indicadores, abordando quatro dimensões da sustentabilidade: ambiental, social, econômica e política. Os resultados foram obtidos de forma consensual e participativa entre pesquisadores e agricultores, enriquecendo o estudo. Do ponto de vista global, houve um leve avanço no grau de sustentabilidade das duas propriedades. No entanto, ambas continuam no mesmo nível de transição agroecológica apresentado em pesquisa realizada em 2005.

Avaliação térmica provocada pela furação no tecido ósseo

Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da temperatura no osso devido ao aquecimento provocado pelo processo de furação. Foram realizadas visitas a duas clínicas para acompanhamento da técnica de implantologia dentária e recolhidas imagens termográficas para a leitura da temperatura gerada na broca após o processo de furação. Na colocação de implantes dentários por exemplo, as variáveis que interferem no processo de furação do osso são: a velocidade, o material, o diâmetro, o comprimento e a geometria da ponta da broca. Com este trabalho pretende-se verificar, experimental e numericamente, as variáveis que interferem no aquecimento da estrutura óssea. Para isso, são utilizados materiais compósitos com características similares ao osso cortical e trabecular. A metodologia apresentada revela-se útil e diferenciadora de outros trabalhos, pois são utilizados materiais com características similares aos materiais in vivo. Os métodos experimentais utilizados em laboratório são baseados nas técnicas de termografia e termopares durante a furação dos diferentes materiais. Paralelamente, são utilizados modelos teóricos numéricos, com o recurso à técnica de elementos finitos, para a discussão de resultados. Após a elaboração do trabalho conclui-se que a temperatura na broca é superior à temperatura no osso e aumenta consoante a estrutura do material, isto é, se o material possuir cavidades na sua estrutura a temperatura na broca não é tão elevada como no material compacto.

Análise de tensões em materiais sólidos de espumas de poliuretano rígidas sob furação

Em diferentes áreas da medicina existem processos cirúrgicos que envolvem a furação de tecido ósseo, dependendo o seu sucesso da conjugação de diversos parâmetros. A previsão e o controlo dos parâmetros envolvidos são fundamentais para a redução do dano no tecido ósseo. Este trabalho de investigação tem como objetivo avaliar o estado de tensão gerado durante o processo de furação utilizando materiais sólidos de espumas de poliuretano rígidas com características similares ao osso humano. Durante a furação dos materiais sólidos são utilizados métodos experimentais, baseados na extensometria e na termografia, para análise das deformações e da temperatura na broca. Os parâmetros envolvidos na furação são a velocidade de rotação e a geometria da broca constantes em diferentes testes, sendo variável a velocidade de avanço. Em simultâneo, foi desenvolvido um modelo numérico de formulação explícita, com recurso ao método de elementos finitos, através do programa LS-DYNA. Os resultados permitem obter o campo de tensões nos materiais sólidos em função dos diferentes parâmetros de furação. Para a mesma velocidade de rotação e geometria da broca, a diminuição na velocidade de avanço provoca o aumento do nível de tensão. Em relação à resistência mecânica da espuma de poliuretano rígida utilizada, e para a zona de medição instrumentada, não há registo de dano material. O dano é provocado na zona de furação pela remoção do material.

Determinação dos parâmetros ótimos na furação do tecido ósseo com recurso ao método de Taguchi

Ao longo do processo de furação, muitas vezes utilizado para a fixação de implantes, é gerado um aumento de temperatura. Se o aumento da temperatura for acima dos 47˚ pode ocorrer a necrose do tecido ósseo com a consequente diminuição da eficiência do sistema de fixação. No presente estudo foram utilizados fémures de bovino ex-vivo com o objetivo de estudar o efeito da velocidade de rotação e diâmetro da broca no aumento de temperaturas durante o processo de furação.

Determinação dos parâmetros ótimos na furação do tecido ósseo com recurso ao método de Taguchi

Durante o processo de furação, muitas vezes utilizado para a fixação de implantes, é gerado um aumento de temperatura na região do osso que se encontra sob o efeito de um processo de maquinagem. Se o aumento de temperatura for demasiado elevado pode ocorrer a necrose de tecido ósseo com a consequente diminuição da eficiência do sistema de fixação. Neste estudo foram utilizados fémures de bovino com o objetivo de estudar o efeito da velocidade de rotação e diâmetro da broca no aumento de temperatura durante o processo de furação. Os parâmetros definidos para a realização dos ensaios experimentais foram obtidos com base no método de Taguchi.

Risco e segurança sanitária: análise do reprocessamento de produtos médicos em hospitais de Salvador, BA

OBJETIVO: Analisar condições técnicas do reprocessamento de produtos médicos em hospitais. MÉTODOS: Estudo descritivo de casos múltiplos em centros de material e esterilização de quatro hospitais da cidade de Salvador, BA, em 2010. Foram realizadas entrevista semiestruturada e observação direta, com base em modelo regulatório de reprocessamento de produtos médicos elaborado com a técnica de Conferência de Consenso como padrão de referência. As categorias analíticas utilizadas neste estudo foram: gerenciamento da prática de reprocessamento de produtos médicos, protocolos de reprocessamento, monitoramento do processo de esterilização e rastreabilidade de produtos. Essas categorias foram pontuadas segundo sua conformidade com o modelo regulatório de reprocessamento utilizado. RESULTADOS: Observou-se inadequação generalizada das condições técnicas de reprocessamento de produtos médicos, das condições estruturais dos centros de material e esterilização estudados e das condições dos processos de trabalho, além de dificuldades organizacionais e gerenciais que interferiram nas práticas analisadas. CONCLUSÕES: As práticas de reprocessamento dos produtos médicos nos hospitais analisados configuram risco para os pacientes usuários. É necessária a adoção de um sistema de gerenciamento de risco nesses hospitais e de maior controle sanitário pelo Estado, a fim de proteger a saúde dos pacientes.

Maquinagem não convencional sobre placas compósitas

A utilização de materiais compósitos tem crescido nas últimas décadas em virtude do seu baixo peso, elevada resistência e rigidez. A furação de placas compósitas é um desafio que se coloca às indústrias que trabalham com este tipo de materiais, sendo frequente o recurso a ferramentas convencionais, normalmente utilizadas na construção mecânica, com adaptações. Neste trabalho, apresenta-se uma técnica não convencional baseada na furação por jacto de areia sendo avaliadas as descontinuidades causadas em placas compósitas. Durante este processo de furação, as camadas da placa não resistem o tempo necessário para concluir a perfuração, aquecendo e fragmentando- se, e a areia, com o impacto, perde rapidamente o poder abrasivo. Além disso, o tempo necessário para completar com sucesso a operação seria superior a 5 horas, uma vez que a primeira etapa de jateamento durou aproximadamente uma hora, sendo necessário no fim da mesma repor um novo isolamento devido desgaste sofrido. Nesse momento da operação o progresso obtido era imperceptível. O trabalho experimental realizado permite concluir que a furação por jacto de areia, utilizando um compressor com um caudal de 1700 l/min e jateadora de sucção, não se mostra uma ferramenta promissora para executar operações de furação em placas compósitas.

Estudo da delaminação em compósitos

As excelentes propriedades mecânicas, associadas ao seu baixo peso, fazem com que os materiais compósitos sejam atualmente dos mais interessantes da nossa sociedade tecnológica. A crescente utilização destes materiais e a excelência dos resultados daí provenientes faz com que estes materiais sejam utilizados em estruturas complexas de responsabilidade, pelo que a sua maquinagem se torna necessária de forma a possibilitar a ligação entre peças. O processo de furação é o mais frequente. O processo de maquinagem de compósitos terá como base os métodos convencionais utilizados nos materiais metálicos. O processo deverá, no entanto, ser convenientemente adaptado, quer a nível de parâmetros, quer a nível de ferramentas a utilizar. As características dos materiais compósitos são bastante particulares pelo que, quando são sujeitos a maquinagem poderão apresentar defeitos tais como delaminação, fissuras intralaminares, arrancamento de fibras ou dano por sobreaquecimento. Para a detecção destes danos, por vezes a inspeção visual não é suficiente, sendo necessário recorrer a processos específicos de análise de danos. Existem já, alguns estudos, cujo âmbito foi a obtenção de furos de qualidade em compósitos, com minimização do dano, não se podendo comparar ainda com a informação existente, no que se refere à maquinagem de materiais metálicos ou ligas metálicas. Desta forma, existe ainda um longo caminho a percorrer, de forma a que o grau de confiança na utilização destes materiais se aproxime aos materiais metálicos. Este trabalho experimental desenvolvido nesta tese assentou essencialmente na furação de placas laminadas e posterior análise dos danos provocados por esta operação. Foi dada especial atenção à medição da delaminação causada pela furação e à resistência mecânica do material após ser maquinado. Os materiais utilizados, para desenvolver este trabalho experimental, foram placas compósitas de carbono/epóxido com duas orientações de fibras diferentes: unidireccionais e em “cross-ply”. Não se conseguiu muita informação, junto do fornecedor, das suas características pelo que se levaram a cabo ensaios que permitiram determinar o seu módulo de elasticidade. Relativamente á sua resistência â tração, como já foi referido, a grande resistência oferecida pelo material, associada às limitações da máquina de ensaios não permitiu chegar a valores conclusivos. Foram usadas três geometrias de ferramenta diferentes: helicoidal, Brad e Step. Os materiais utilizados nas ferramentas, foram o aço rápido (HSS) e o carboneto de tungsténio para as brocas helicoidais de 118º de ângulo de ponta e apenas o carboneto de tungsténio para as brocas Brad e Step. As ferramentas em diamante não foram consideradas neste trabalho, pois, embora sejam reconhecidas as suas boas características para a maquinagem de compósitos, o seu elevado custo não justifica a sua escolha, pelo menos num trabalho académico, como é o caso. As vantagens e desvantagens de cada geometria ou material utilizado foram avaliadas, tanto no que diz respeito à delaminação como á resistência mecânica dos provetes ensaiados. Para a determinação dos valores de delaminação, foi usada a técnica de Raio X. Algum conhecimento já existente relativamente a este processo permitiu definir alguns parâmetros (por exemplo: tempo de exposição das placas ao liquido contrastante), que tornaram acessível o procedimento de obtenção de imagens das placas furadas. Importando estas imagens para um software de desenho (no caso – AutoCad), foi possível medir as áreas delaminadas e chegar a valores para o fator de delaminação de cada furo efetuado. Terminado este processo, todas as placas foram sujeitas a ensaios de esmagamento, de forma a avaliar a forma como os parâmetros de maquinagem afectaram a resistência mecânica do material. De forma resumida, são objetivos deste trabalho: - Caracterizar as condições de corte em materiais compósitos, mais especificamente em fibras de carbono reforçado com matriz epóxida (PRFC); - Caracterização dos danos típicos provocados pela furação destes materiais; - Desenvolvimento de análise não destrutiva (RX) para avaliação dos danos provocados pela furação; - Conhecer modelos existentes com base na mecânica da fratura linear elástica (LEFM); - Definição de conjunto de parâmetros ideais de maquinagem com o fim de minimizar os danos resultantes da mesma, tendo em conta os resultados provenientes dos ensaios de força, da análise não destrutiva e da comparação com modelos de danos existentes e conhecidos.

Indicadores de avaliação do cuidado individual: subsídios para a formação médica orientada por competência

No processo de formação dos profissionais da área da saúde, as DCN orientam a organização de um modelo curricular pautado no desenvolvimento de competência profissional. Foi realizado um estudo descritivo com abordagem qualitativa, desenvolvido por meio de conferência de consenso, com o objetivo de elaborar indicadores para avaliar o processo de ensino-aprendizagem na área de cuidado individual. Uma matriz foi organizada com base nos desempenhos contidos nos manuais de cada série e formatos de avaliação. Em seguida, os avaliadores analisaram esta matriz e a discutiram na conferência de consenso, para a consolidação dos indicadores. A análise dos resultados permitiu olhar para as ações desenvolvidas no curso a partir da compreensão de que, durante essas atividades, os estudantes têm a oportunidade de realizar o cuidado na perspectiva da integralidade, como preconizado no Sistema Único de Saúde e nas DCN. Dessa maneira, foram construídos indicadores relacionados a história clínica, exame físico e raciocínio clínico para o monitoramento do processo de ensino-aprendizagem. No contexto do currículo orientado por competência, esses indicadores podem nortear o processo de planejamento educacional, bem como permitir a participação ativa e a corresponsabilidade dos envolvidos para o alcance de uma aprendizagem significativa, que permita ao futuro profissional a realização de um cuidado qualificado em saúde.