Development of multi-channel gated integrator and PXI-DAQ system for nuclear detector arrays

A multi-channel gated integrator and PXI based data acquisition system have been developed for nuclear detector arrays with hundreds of detector units. The multi-channel gated integrator can be controlled by a programmable Cl controller. The PXI-DAQ system consists of NI PXI-1033 chassis with several PXI-DAQ cards. The system software has a user-friendly GUI which is written in C language using LabWindows/CVI under Windows XP operating system. The performance of the PXI-DAQ system is very reliable and capable of handling event rate up to 40 kHz. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Novel hardware and software combination for automotive motorsport vehicles based on direct processing of graphical functions

The main motivation for the work presented here began with previously conducted experiments with a programming concept at the time named "Macro". These experiments led to the conviction that it would be possible to build a system of engine control from scratch, which could eliminate many of the current problems of engine management systems in a direct and intrinsic way. It was also hoped that it would minimize the full range of software and hardware needed to make a final and fully functional system. Initially, this paper proposes to make a comprehensive survey of the state of the art in the specific area of software and corresponding hardware of automotive tools and automotive ECUs. Problems arising from such software will be identified, and it will be clear that practically all of these problems stem directly or indirectly from the fact that we continue to make comprehensive use of extremely long and complex "tool chains". Similarly, in the hardware, it will be argued that the problems stem from the extreme complexity and inter-dependency inside processor architectures. The conclusions are presented through an extensive list of "pitfalls" which will be thoroughly enumerated, identified and characterized. Solutions will also be proposed for the various current issues and for the implementation of these same solutions. All this final work will be part of a "proof-of-concept" system called "ECU2010". The central element of this system is the before mentioned "Macro" concept, which is an graphical block representing one of many operations required in a automotive system having arithmetic, logic, filtering, integration, multiplexing functions among others. The end result of the proposed work is a single tool, fully integrated, enabling the development and management of the entire system in one simple visual interface. Part of the presented result relies on a hardware platform fully adapted to the software, as well as enabling high flexibility and scalability in addition to using exactly the same technology for ECU, data logger and peripherals alike. Current systems rely on a mostly evolutionary path, only allowing online calibration of parameters, but never the online alteration of their own automotive functionality algorithms. By contrast, the system developed and described in this thesis had the advantage of following a "clean-slate" approach, whereby everything could be rethought globally. In the end, out of all the system characteristics, "LIVE-Prototyping" is the most relevant feature, allowing the adjustment of automotive algorithms (eg. Injection, ignition, lambda control, etc.) 100% online, keeping the engine constantly working, without ever having to stop or reboot to make such changes. This consequently eliminates any "turnaround delay" typically present in current automotive systems, thereby enhancing the efficiency and handling of such systems.

Análise de um veículo todo o terreno do tipo KARTCROSS

O presente trabalho descreve a análise feita a um veículo de todo o terreno. O kartcross/buggy em estudo é usado em provas do tipo Baja, sendo estas provas longas e com traçados sinuosos. O veículo, já construído, foi testado através de softwares, a nível estrutural e ciclístico, pretendendo-se assim efetuar engenharia inversa sobre o mesmo. No decorrer da sua utilização normal o kartcross/buggy sofre vários tipos de solicitações, como sejam aceleração, travagem e força centrípta em curva. Portanto, o veículo deve ser capaz de suportar estes esforços e ter uma boa habilidade. Além dos testes em uso corrente foi analisada também a rigidez torsional do quadro do veículo e do veículo completo, podendo-se assim melhorar estes valores. A nível ciclístico foram analisados os parâmetros das suspensões como o camber, convergência/divergência, caster, entre outros. Da análise destes parâmetros e possível fazerem-se melhorias de forma a que o veículo tenha um melhor desempenho. Para validar os testes computacionais efetuados foi reproduzido experimentalmente o teste da rigidez torsional. No final, compararam-se os valores numéricos com os experimentais e aferir se o modelo se encontra bem representado.

Establishing the main Guidelines for Cast Steel to Produce Truck Parts

Este trabalho foi realizado na Scania CV AB e teve como principal objectivo estabelecer uma diretriz sobre a possível utilização de aços vazados. Existe uma grande necessidade na realização deste trabalho, de forma a apoiar os engenheiros de projecto no seu processo de selecção dos materiais mais adequados, para produzir componentes mais leves e de elevado desempenho. Esta diretriz apresenta informação relacionada com propriedades mecânicas, processos de fundição, vazabilidade, tipologia de defeitos, tratamentos térmicos, soldabilidade e tratamentos superficiais dos aços vazados. Este trabalho foi limitado, na seleção de materiais para componentes do camião, a aços vazados que poderiam ser aplicados em dois componentes específicos: um componente estrutural da carroçaria sujeito a esforços de fadiga e a um colector de gases de combustão, sujeito a fluência, oxidação, fadiga por corrosão, fadiga-térmica e fadiga-mecânica. Foi realizado um benchmark focado nestes dois componentes de forma a saber que materiais são utilizados de momento por outras empresas concorrentes. Foi realizada ainda uma análise sobre possíveis materiais que possam ser aplicados em cada componente referido. Foi conduzida uma caracterização no estado bruto de fundição de um aço inoxidável vazado usado para produzir um protótipo do colector de gases. Esta caracterização consistiu numa análise microestrutural e medição de macro e microdurezas. Além da caracterização inicial, foram aplicados um conjunto de tratamentos térmicos, de forma a estudar a possibilidade de eliminar os carbonetos presentes inicialmente nas fronteiras de grão. As principais conclusões deste trabalho são que o aço vazado apresenta potencial para ser uma escolha válida em diversas aplicações, devido a um leque alargado de propriedades apresentadas tipicamente por este material. Relativamente a aplicações estruturais, o aço vazado é vantajoso comparativamente ao ferro fundido, quando são requeridos, por exemplo, soldabilidade e elevada resistência, combinada com elevada tenacidade à fractura. Para componentes sujeitos a elevadas temperaturas de serviço, o aço inoxidável vazado é vantajoso quando usado a temperaturas superiores a 750°C, apesar do seu elevado custo. O tratamento térmico composto por um recozimento de solubilização seguido de envelhecimento, elimina quase na totalidade os carbonetos presentes nas fronteiras de grão e verifica-se um aumento de dureza através de uma precipitação de carbonetos finamente dispersos na matriz, que poderão também aumentar a resistência à fluência.

Dimensionar a logística interna da fábrica Toyota Ovar para a produção de nova viatura

O projeto foi realizado na Toyota (divisão fabril de Ovar), no ano letivo 2014/2015, teve por base um estágio extracurricular que foi realizado para que desta forma tomasse contacto com uma realidade concreta e absoluta no contexto empresarial. O estágio serviu, principalmente, como uma experiência na compreensão do funcionamento de uma indústria de automóveis. Este projeto desenvolve-se no âmbito do 2ºano do Mestrado de Logística e apresenta os contributos desenvolvidos no departamento de logística para a reorganização da mesma para a produção de um novo modelo automóvel. Atualmente, a Toyota, para os modelos de automóveis que produz, recebe os componentes em CKD (Completed Knocked Down) provenientes do Japão em lotes de cinco unidades. Estes lotes são armazenados no armazém, de onde só saem quando for dada ordem para serem produzidos. Cada lote tem várias caixas, que são colocadas à vez numa zona comum de abertura. São retidos os componentes das caixas CKD e colocados nos transportadores próprios dos postos correspondentes (supermercado de linha). Isto significa que sempre que é solicitado uma viatura de um determinado lote, são obrigados a produzir as cinco unidades. Isto significa que as restantes unidades do lote terão que ficar em parque aberto a aguardar venda futura, para além de ter um stock desnecessário, estas unidades ficam vulneráveis e sofrem desgaste, pois estão expostas à intempérie, causando graves problemas de qualidade e respetivos custos associados. Recentemente, foi decidida a produção do modelo Land Cruiser 70 na unidade industrial de Ovar, Portugal, o que obrigou a uma reorganização da produção e processos logísticos para a sua produção. Os objetivos que a empresa pretende com a entrada de um novo projeto Land Cruiser 70, são os seguintes: Alterar o sistema de abastecimento, implementando o abastecimento unitário em toda a fábrica para o novo modelo, garantindo o “one by one production”; Definir o funcionamento do processo logístico desde a chegada dos componentes até ficarem disponíveis no supermercado de linha. Para isso será necessário dimensionar armazém e zona de abertura, definir layouts e quantidade de stocks, bem como definir sistemas de comunicação entre abertura e supermercado; Verificar as peças que vão fazer parte do chassi por posto e contabilizar os dolly´s1 necessários; Fazer o layout de abastecimento da linha do chassi; Calcular o tempo de abertura, de abastecimento e de picking do chassi e de triming. Este projeto tem em conta a política de melhoria contínua de forma a conseguir satisfazer o cliente (ser eficaz) utilizando cada vez menos recursos quer físicos quer humanos (ser eficiente, detetar e eliminar os desperdícios). O presente projeto foi inserido na equipa de melhoria contínua da logística, maioritariamente no chassi. Em termos globais, os objetivos propostos neste estágio foram atingidos com êxito.

Estudo de Ferramentas FEA Comerciais na Simulação Numérica de Processos de Conformação de Chapas Metálicas. Aplicação à Indústria Automóvel.

Os componentes obtidos através da conformação plástica de chapas têm uma grande importância, tanto na etapa de concepção do produto como na etapa de produção na indústria automóvel. Isto comprova-se pelo facto de, em média, cada automóvel integrar cerca de 500 componentes estampados para construir o chassis e a carroçaria [Alves 2003]. Deste total de componentes, 50 são de grandes dimensões (portas, tejadilho, painéis inferior e laterais, entre outros) e necessitam, em média, de cinco ferramentas para o seu fabrico, sendo o custo estimado para cada ferramenta de 230 000 € [Col 2000, Alves 2003]. Para além da indústria automóvel, a conformação plástica de chapas metálicas é um processo tecnológico presente nas indústrias relativas à aeroespacial, petrolífera, decoração, alimentar, entre outras. Do ponto de vista do enquadramento económico, cerca de 20% do custo total de um automóvel novo é devido à incorporação de componentes metálicos estampados. [Alves 2003]. A pressão do “Mercado Global” faz com que os custos relativos à matéria-prima, energia e mão-de-obra sejam uma constante em termos de redução do seu impacte no orçamento das empresas fornecedoras destes produtos. É neste contexto que surge a necessidade da realização deste estudo de Benchmark de Softwares, tornando-se bastante importante, quer ao nível da competitividade industrial, quer ao nível da inovação para novos produtos. A análise por elementos finitos desempenha um papel primordial no tryout virtual e otimização das ferramentas e processos de conformação plástica. Os objetivos principais deste estudo de simulação numérica são a identificação e comparação dos resultados obtidos pelo AUTOFORM e pelo PAMSTAMP, para cada uma das variáveis identificadas como as mais influentes na robustez dos processos de estampagem de chapa metálica. Estas variáveis identificadas são: consumo de material (Draw-in) após conformação; forças de conformação; valores de variação de espessura e dos valores de extensão e resultados de Springback. Os resultados obtidos são comparados com os resultados experimentais e, desta forma, avalia-se a capacidade inovadora e a eficácia de cada um dos softwares, obtendo-se assim, uma orientação mais real para o software mais indicado aos objetivos impostos pela indústria automóvel. Para este efeito, a indústria automóvel, como maior impulsionador e motor da investigação na área da simulação numérica aplicada aos processos de estampagem, tem aderido em peso ao Benchmarking. Um exemplo disto, é o que acontece nas conferências Numisheet. O Benchmark #2 da conferência Numisheet 2008 é analisado pormenorizadamente e os resultados numéricos e experimentais são comparados e apresentados. Dois materiais distintos (aço HC260LAD e liga de alumínio AC170), assim como três modelos com geometrias diferentes (com e sem freios) são apresentados neste relatório. Com vista à redução dos ciclos tentativa-erro, tem-se adotado ciclos virtuais ou numéricos e tem-se incrementado a interatividade entre as fases de concepção e projeto, num conceito muito próprio, mas cada vez mais abrangente, denominado “produção virtual”. É nesta filosofia que se insere a simulação numérica dos processos de conformação de chapa.

The mobility system of the multi-tasking rover (MTR)

Current and planned robotic rovers for space exploration are focused on science and correspondingly carry a science payload. Future missions will need robotic rovers that can demonstrate a wider range of functionality. This paper proposes an approach to offering this greater functionality by employing science and/or tool packs aboard a highly mobile robotic chassis. The packs are interchangeable and each contains different instruments or tools. The appropriate selection of science and/or tool packs enables the robot to perform a great variety of tasks either alone or in cooperation with other robots. The multi-tasking rover (MTR), thus conceived, provides a novel method for high return on investment. This paper describes the mobility system of the MTR and reports on initial experimental evaluation of the robotic chassis.

Characterization of Metal and Trace Element Contents of Particulate Matter (PM10) Emitted by Vehicles Running on Brazilian FuelsHydrated Ethanol and Gasoline with 22% of Anhydrous Ethanol

Emission of fine particles by mobile sources has been a matter of great concern due to its potential risk both to human health and the environment. Although there is no evidence that one sole component may be responsible for the adverse health outcomes, it is postulated that the metal particle content is one of the most important factors, mainly in relation to oxidative stress. Data concerning the amount and type of metal particles emitted by automotive vehicles using Brazilian fuels are limited. The aim of this study was to identify inhalable particles (PM10) and their trace metal content in two light-duty vehicles where one was fueled with ethanol while the other was fueled with gasoline mixed with 22% of anhydrous ethanol (gasohol); these engines were tested on a chassis dynamometer. The elementary composition of the samples was evaluated by the particle-induced x-ray emission technique. The experiment showed that total emission factors ranged from 2.5 to 11.8 mg/km in the gasohol vehicle, and from 1.2 to 3 mg/km in the ethanol vehicle. The majority of particles emitted were in the fine fraction (PM2.5), in which Al, Si, Ca, and Fe corresponded to 80% of the total weight. PM10 emissions from the ethanol vehicle were about threefold lower than those of gasohol. The elevated amount of fine particulate matter is an aggravating factor, considering that these particles, and consequently associated metals, readily penetrate deeply into the respiratory tract, producing damage to lungs and other tissues.

Hipocratismo digital : avaliação radiográfica da espessura das partes moles sub-ungueais

Introdução É sabido que existe um aumento das partes moles sub-ungueais nos dedos com hipocratismo, o que foi verificado no passado por estudos de anatomia patológica. No presente trabalho este espessamento das partes moles sub-ungueais foi avaliado em indivíduos vivos por meio de imagens radiográficas dos dedos. Objetivo Apresentar um método destinado a avaliar, em imagens radiográficas de dedos indicadores, as alterações estruturais que ocorrem no hipocratismo, através da mensuração “in vivo” da espessura das partes moles sub-ungueais, contrapondo esta medida com valores do ângulo hiponiquial. Métodos Imagens radiográficas foram obtidas do perfil de dedos indicadores que eram colocados diretamente sobre o chassis, sem interposição de grade anti-difusora, com distância foco-filme de 1,0 metro. Sobre as imagens obtidas mediram-se a espessura das partes moles entre a base da unha e a falange, e também o ângulo hiponiquial. O método foi aplicado a 85 pacientes, todos clinicamente portadores de hipocratismo digital (e com ângulo hiponiquial maior que 192,0º), e a 79 indivíduos normais, sem hipocratismo clínico (e com ângulo hiponiquial inferior a 188,0º).Resultados A espessura das partes moles sub-ungueais nos 85 pacientes com hipocratismo mediu 3,91 ± 0,55 mm (3,00 –5,50 mm) e nos indivíduos normais 2,34 ± 0,29 mm (1,50 – 3,00 mm) – uma diferença significativa (p < 0,001). Em somente um dos casos normais a espessura das partes moles sub-ungueais foi superior a 2,75 mm (3,00 mm). O coeficiente de correlação ( r ) entre os valores da espessura das partes moles subungueais e os do ângulo hiponiquial foi 0,88. Conclusões A avaliação radiográfica da espessura das partes moles sub-ungueais de dedos indicadores de indivíduos vivos foi facilmente efetuada. O método mostrou que esta espessura encontrou-se significativamente aumentada em pacientes com hipocratismo digital, o que havia sido previamente relatado por outros autores em materiais de anatomia patológica. Houve estreita correlação entre os valores da espessura das partes moles subungueais e os do ângulo hiponiquial.

Ferramentas para análise dinâmica e estrutural de um reboque de linha leve

Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia de projeto para identificar as regiões críticas da estrutura de um reboque de linha leve sendo tracionado em pavimentos do tipo rodovia de baixa qualidade e estrada secundária de muito baixa qualidade. Para tanto, são levantados alguns dados experimentais da estrutura, necessários para a aproximação e simulação dinâmica de um modelo simplificado. A excitação da base é realizada por atuadores que simulam as oscilações verticais de um perfil de estrada, a qual é definida de acordo com os estudos realizados por Dodds e Robson (1973). Isto permite a determinação de um histórico de carregamentos das regiões da estrutura do chassi sob a ação das molas da suspensão. Em seguida, é gerado um modelo estrutural simplificado do reboque em elementos finitos, chamado de global, no qual são determinadas as regiões sob ação das maiores tensões. Tendo identificada a região mais crítica da estrutura, é criado um modelo local desta parte, onde se pode observar a distribuição de tensões com mais detalhe, permitindo a identificação dos pontos de concentração de tensões. Desta forma, com a aplicação do método de análise global-local é possível a obtenção de resultados detalhados quanto aos esforços da estrutura com um menor custo computacional.

Análise das emissões gasosas de um veículo flex funcionando com diferentes combustíveis

Efforts in research and development of new technologies to reduce emission levels of pollutant gases in the atmosphere has intensified in the last decades. In this context, it can be highlighted the modern systems of electronic engine management, new automotive catalysts and the use of renewable fuels which contributes to reduce the environmental impact. The purpose of this study was a comparative analysis of gas emissions from a automotive vehicle, operating with different fuels: natural gas, AEHC or gasoline. To execute the experimental tests, a flex vehicle was installed on a chassis dynamometer equipped with a gas analyzer and other complementary accessories according to the standard guidelines of emission and security procedures. Tests were performed according to NBR 6601 and NBR 7024, which define the urban and road driving cycle, respectively. Besides the analysis of exhaust gases in the discharge tube, before and after the catalyst, using the suction probe of the gas analyzer to simulate the vehicle in urban and road traffic, were performed tests of fuel characterization. Final results were conclusive in indicating leaded gasoline as the fuel which most contributed with pollutant emissions in atmosphere and the usual gasoline being the fuel which less contributed with pollutant emissions in atmosphere

Desempenho de um veículo flex em bancada dinamométrica de chassi

Flex-fuel vehicles are equipped with Otto Cycle internal combustion engines and have the capability of functioning with more than one type of fuel, mixed at the same tank and burned in the combustion chamber simultaneously. This sort of motorization is a world pattern due to the scarcity of petroleum, the trade of several types of fuels, technology advances and the restriction imposed to gas emissions to the atmosphere. In Brazil, the Flexfuel vehicles are a reality, specially the ones using fuel with 20 to 25% anhydrous alcohol mixed with gasoline and those that use natural gas or original liquid fuel (gasoline or hydrated ethanol). The Brazilian model Fiat Siena, the object of this present scientific investigation, is equipped with a unique electronic central capable of managing the liquid or gaseous fuels. The purpose of this research was to perform a comparative analysis in terms of performance (in terms of both potency and consumption) of a tetra-fuel vehicle - using a chassis dynamometer, operating with different fuels: common gasoline, premium gasoline, Podium gasoline, ethanol or natural gas. It became necessary to develop a bench of tests and trials procedures, as well as to know the functioning of the electronic management of the vehicle under analysis. The experiments were performed at the automotive laboratory in CTGAS-ER (Center of Gas Technologies and Renewable energies) at the light of Brazilian standard ABNT, NBR 7024: Light on-road vehicles - measurement of fuel consumption. The essay results on specific fuel consumption using common gasoline, premium gasoline and Podium gasoline have shown similar results, both for urban and road driving cycles

Desenvolvimento de uma desfribadeira para obtenção da fibra da folha do abacaxi

In 1998 the first decorticator was developed in the Textile Engineering Laboratory and patented for the purpose of extracting fibres from pineapple leaves, with the financial help from CNPq and BNB. The objective of the present work was to develop an automatic decorticator different from the first one with a semiautomatic system of decortication with automatic feeding of the leaves and collection of the extracted fibres. The system is started through a command system that passes information to two engines, one for starting the beater cylinder and the other for the feeding of the leaves as well as the extraction of the decorticated fibres automatically. This in turn introduces the leaves between a knife and a beater cylinder with twenty blades (the previous one had only 8 blades). These blades are supported by equidistant flanges with a central transmission axis that would help in increasing the number of beatings of the leaves. In the present system the operator has to place the leaves on the rotating endless feeding belt and collect the extracted leaves that are being carried out through another endless belt. The pulp resulted form the extraction is collected in a tray through a collector. The feeding of the leaves as well as the extraction of the fibres is controlled automatically by varying the velocity of the cylinders. The semi-automatic decorticator basically composed of a chassis made out of iron bars (profile L) with 200cm length, 91 cm of height 68 cm of width. The decorticator weighs around 300Kg. It was observed that the increase in the number of blades from 8 to twenty in the beater cylinder reduced the turbulence inside the decorticator, which helped to improve the removal of the fibres without any problems as well as the quality of the fibres. From the studies carried out, from each leaf 2,8 to 4,5% of fibres can be extracted. This gives around 4 to 5 tons of fibres per hectare, which is more than that of cotton production per hectare. This quantity with no doubt could generate jobs to the people not only on the production of the fibres but also on their application in different areas

Hastes instrumentadas com controle automatizado do escarificador atuando em profundidades variáveis

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA