Modelagem de transformadores de núcleo amorfo usando método de elementos finitos

Os materiais amorfos vêm ganhando grande espaço na indústria de transformadores, devido às baixas perdas no núcleo, visto que estes possuem um ciclo de histerese mais estreito quando comparados com os núcleos tradicionais de aço silício. Entretanto, seu custo ainda tem sido um grande fator para pouca inserção deste tipo de equipamento nos sistemas elétricos de potência. Estudos sobre o custo/benefício em termos técnicos de desempenho e robustez devem ser considerados quando se deseja projetar transformadores que utilizam esse tipo de material. A grande contribuição deste trabalho encontra-se na análise do desempenho do transformador de núcleo amorfo diante de curtos-circuitos, visto que tais falhas neste equipamento ocasionam redução da receita, não apenas por gastos com manutenção, mas também porque a concessionária deixa de vender seu produto, energia elétrica, além de poder estar sujeita a penalidades por parte dos órgãos de regulação do setor elétrico. Quando em condições de curto-circuito os enrolamentos dos transformadores ficam submetidos a esforços mecânicos, produzidos por forças de Lorentz, essas forças surgem como resultado do fluxo produzido pelos próprios condutores em paralelo que transportam corrente na mesma direção. Diante disso, estudar o comportamento eletromagnético do transformador é fundamental para obtenção de tais forças. Para o desenvolvimento deste trabalho, utilizou-se o software Finite Element Method Magnetics (FEMM). Esta ferramenta se baseia no método de elementos finitos para realizar os cálculos das magnitudes eletromecânicas e, consequentemente, o cálculo das forças atuando nas espiras, as quais permitem realizar os cálculos dos esforços mecânicos. Por fim, este trabalho aborda a aplicação da ferramenta FEMM para o cálculo de esforços mecânicos e simulação do comportamento eletromagnético de um transformador de distribuição.

Eletroresistividade na prospecção hidrogeológica no município de Ourilândia do Norte-PA

A prospecção geofísica para a exploração de água subterrânea em regiões cristalinas torna-se uma tarefa extremamente difícil pela presença de estruturas como falhas, fraturas e ocorrência de variação lateral de resistividade no manto intempérico. Para analisar a influência da variação bidimensional da propriedade física no comportamento das curvas de sondagem elétrica vertical Schlumberger, simulou-se modelos contendo tais estruturas encaixadas no manto de alteração com ângulo de mergulho de 30° e 90° e com a posição do centro de sondagem variando em relação a heterogeneidade. A modelagem numérica foi feita através do método dos elementos finitos com o programa EGSLIB/SEV2D. O resultado da simulação mostra que o emprego da técnica da sondagem elétrica vertical Schlumberger sobre meios bidimensionais não funciona eficientemente, como quando aplicada em regiões sedimentares e de aluvião, devido o fenômeno da ambigüidade que dificulta a interpretação das curvas. Dentre os métodos geofísicos para a investigação hidrogeológica, a aplicação dos métodos eletrorresistivos mostra-se mais simples, eficaz e econômica. Assim, o levantamento geofísico para orientar os trabalhos de perfurações de poços na cidade de Ourilândia do Norte contou de trinta e duas sondagens elétricas verticais tipo Schlumberger e um caminhamento elétrico dipolo-dipolo realizados em diversas ruas da cidade. As curvas de resistividade aparente, obtidas com as sondagens foram tratadas e processadas considerando um modelo de camadas planas, horizontais, homogêneas e isotropicas, inicialmente com o algoritmo EGSLIB/SEV1D e posteriormente com uso do programa EGSLIB/SEV1DINV, permitindo estabelecer modelos geoelétricos aproximados para a configuração da subsuperfície da cidade. Depois da interpretação quantitativa, foi possível separar duas zonas geoelétricas distintas. Esta diferenciação foi realizada com base nos valores de resistividade aparente e as informações geológicas de superfície. A primeira, com pouca representatividade na área da cidade, apresenta-se constituída por solo/aterro sobre saprolito de natureza argilo-arenosa recobrindo os granitóides tipo Rio Maria. A segunda composta pelo solo/aterro seguido de um horizonte preenchido por sedimentos arenosos superposto a camada argilo-arenosa e finalmente a rocha sã. Esta seqüência geoelétrica predomina na cidade. Os estratos arenoso e argilo-arenoso apresentam condições potenciais para armazenamento de água.

Influência de parâmetros construtivos e operacionais na vida em fadiga de uniões aparafusadas em tração

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Fratura precoce da porcelana em restaurações com infra-estrutura de zircônia: influência de gradientes térmicos no desenvolvimento e magnitude de tensões residuais e transitórias

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aderência aço-concreto: simulação numéricadosensaios de arranchamento pull-out e APULOT usando o programa ATENA

The bond between steel and concrete is essential for the existence of reinforced concrete structures, as both materials act together to absorb structural strain. The bond phenomenon is considered to be complex regarding many factors that affect it. Several types of bond tests have been proposed over years. One is the modified proposed of pull-out test, which was elaborated by Lorrain and Barbosa [1] called APULOT test (Appropriete pull-out-test). Based on experimental results obtained by Vale Silva[2] either by conventional pull-out tests, or by modified pull-out test, APULOT, seeks to know the numeric behavior of bond steel-concrete through a numerical simulation using a calculation code ATENA which is based on the Finite Element Method (FEM). The numerical simulation provided better evaluate the stress distribution and cracking that occurs during the test, thereby becoming a valuable tool to support the experimental project that aims to validation, validation partially or not recommend the modified bond test steel-concrete - APULOT test - as quality control test of structural concrete. The numerical results showed good representation compared to experimental results.

Estudo da distribuição das tensões internas, pelo método dos elementos finitos, em uma raiz com um retentor intra-radicular pré-fabricado, rosqueado e com fenda apical

Pós-graduação em Odontologia Restauradora - ICT

Simulação numérica através do método dos elementos finitos e comparação experimental para obtenção de tensões e deformações específicas em fêmur com prótese total de quadril

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Complex modal analysis of a slender vertical rotor by finite elements method

In this paper, natural frequencies were analyzed (axial, torsional and flexural) and frequency response of a vertical rotor with a hard disk at the edge through the classical modal and complex analysis. The equation that rules the movement was obtained through the Lagrangian formulation. The model considered the effects of bending, torsion and axial deformation of the shaft, besides the gravitational and gyroscopic effects. The finite element method was used to discretize the structure into hollow cylindrical elements with 12 degrees of freedom. Mass, stiffness and gyroscopic matrices were explained consistently. The classical modal analysis, usually applied to stationary structures, does not consider an important characteristic of rotating machinery which are the methods of forward and backward whirl. Initially, through the traditional modal analysis, axial and torsional natural frequencies were obtained in a static shaft, since they do not suffer the influence of gyroscopic effects. Later research was performed by complex modal analysis. This type of tool, based on the use of complex coordinates to describe the dynamic behavior of rotating shaft, allows the decomposition of the system in two submodes, backward and forward. Thus, it is possible to clearly visualize that the orbit and direction of the precessional motion around the line of the rotating shaft is not deformed. A finite element program was developed using MATLAB (TM) and numerical simulations were performed to validate this model. Natural frequencies and directional frequency forced response (dFRF) were obtained using the complex modal analysis for a simple vertical rotor and also for a typical drill string used in the construction of oil wells.

Modelagem em 3D de uma patela humana e análise de esforços utilizando o método dos elementos finitos

Throughout the history of medicine surgeons realized the importance of the patella to the functioning of the knee. The main function of the patella is to increase the mechanical efficiency of the quadriceps tendon and knee extensor mechanism. It was found that 50% to 80% of the fractures without deviation of the patella have the transversal pattern, possibly due to excessive tensile forces applied to the extensor mechanism. The purpose of this study is to analyze the loads to which a patella is submitted during a normal extension movement of knee. This analysis will be done by modeling a 3D patella and subsequent load simulation as, described in medical literature, using the finite element method

Análise estática de um guindaste de torre, utilizando o método dos elementos finitos

The finite element method is of great importance for the development and analysis of a new product being designed or already on the market, and that requires some specific request or special application. The tower crane, being an essential equipment for modern construction to increase productivity and safety on construction sites, is required for many types of special applications day after day, in many kinds of work. Paying attention to this growing need for handling special projects for the tower crane, faced with the importance and necessity of development and improvement of knowledge in more accurate and practical calculation methods such as the finite element method , for greater agility and precision in the response to a new project. The tower crane is defined by the maximum load moment that it can act with a certain amount of load. The tower crane which will be analyzed in this work , for example, is a tower crane with a resulting capacity of 85 Metric Tons which are considered basic dimensions data of a fisical tower crane of a crane company Liebherr in Guaratinguetá . Thus, the project analysis will begin with the threedimensional representation of the crane lines with AutoCAD software , conversion of this model to the format accepted ANSYS Workbench and completion of 3D modeling of structural components in Design module ANSYS software. After structural modeling is completed, the simulation is performed in static simulation of ANSYS Workbench software mode. The standards will be adopted to DIN (Deutsches Institut für Normung) and EN 14439 (Europäische Normung 14439) and some NR 's related to specific security class of tower cranes, which will be referred throughout the work

Projeto mecânico de um modelo para túnel de vento e validação de seus componentes à partir de simulações em software de elementos finitos

The objective of this study was to develop a model that allows testing in the wind tunnel at high angles of attack and validates its most critical components by analyzing the results of simulations in finite element software. During the project this structure suffered major loads identified during the flight conditions and, from these, we calculated the stresses in critical regions defined as the parts of the model that have higher failure probabilities. All aspects associated with Load methods, mesh refining and stress analysis were taken into account in this approach. The selection of the analysis software was based on project needs, seeking greater ease of modeling and simulation. We opted for the software ANSYS® since the entire project is being developed in CAD platforms enabling a friendly integration between software's modeling and analysis

Análise estrutural e fadiga em prótese implanto-suportada unitária através do método dos elementos finitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Effect of partially demineralized dentin beneath the hybrid layer on dentin-adhesive interface micromechanics

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Experimental and numerical study of heat transfer in hot machined workpiece using infrared radiation

One of the greatest problems found in machining is related to the cutting tool wear. A way for increasing the tool life points out to the development of materials more resistant to wear, such as PCBN inserts. However, the unit cost of these tools is considerable high, around 10 to 20 times compared to coated carbide insert, besides its better performance occurs in high speeds requiring modern machine tools. Another way, less studied is the workpiece heating in order to diminish the shear stress material and thus reduce the machining forces allowing an increase of tool life. For understanding the heat transfer influences by conduction in this machining process, a mathematical model was developed to allow a simplified numerical simulation, using the finite element method, in order to determine the temperature profiles inside the workpiece.

Avaliação da distribuição das forças produzidas com arco lingual removível pelo método de elementos finitos

Pós-graduação em Ciências Odontológicas - FOAR