Desenvolvimento de um núcleo versátil e integrado de ferramentas CAD/CAE para a modelagem e simulação de peças mecânicas

Currently there is still a high demand for quality control in manufacturing processes of mechanical parts. This keeps alive the need for the inspection activity of final products ranging from dimensional analysis to chemical composition of products. Usually this task may be done through various nondestructive and destructive methods that ensure the integrity of the parts. The result generated by these modern inspection tools ends up not being able to geometrically define the real damage and, therefore, cannot be properly displayed on a computing environment screen. Virtual 3D visualization may help identify damage that would hardly be detected by any other methods. One may find some commercial softwares that seek to address the stages of a design and simulation of mechanical parts in order to predict possible damages trying to diminish potential undesirable events. However, the challenge of developing softwares capable of integrating the various design activities, product inspection, results of non-destructive testing as well as the simulation of damage still needs the attention of researchers. This was the motivation to conduct a methodological study for implementation of a versatile CAD/CAE computer kernel capable of helping programmers in developing softwares applied to the activities of design and simulation of mechanics parts under stress. In this research it is presented interesting results obtained from the use of the developed kernel showing that it was successfully applied to case studies of design including parts presenting specific geometries, namely: mechanical prostheses, heat exchangers and piping of oil and gas. Finally, the conclusions regarding the experience of merging CAD and CAE theories to develop the kernel, so as to result in a tool adaptable to various applications of the metalworking industry are presented

Influência da umidade nas propriedades mecânicas dos compósitos poliméricos híbridos (sisal/ vidro)

This study aims to evaluate the mechanical properties of polymer matrix composites reinforced with sisal fabric bidirectional tissue (Agave sisalana,) and E-glass fibers, containing the following configuration: a polymer matrix hybrid composite (Polyester Resin orthophalic) reinforced with three (3) layers of glass fibers and alternating-2 (two) layers of bidirectional sisal fabric, and finally a composite of polymer matrix reinforced with five (5) layers of glass fiber mat-type E. For this purpose as first step, the preparation of by sisal, since they are not on the market. The composites were made by manual lamination (Hand lay-up) and evaluated for tensile properties and three point bending both in the dry, and wet conditions aswele as immersed in oil. Macroscopic and microscopic characteristics of the materialsweve awalysed, after the completion of the mechanical tests. After the studies, it was proven that the sisal fiber decreases the tensile stiffness of the material above 50% for both situations studied the tensile strength of the material decreases by approximately 40% for the cases mentioned, and when compared to the specific strength stiffness values drop to 14.6% and 29.02% respectively for the dry state only. Constants for bending the values were are to approximately 50% to 25% for strength and stiffness of the material for the cases dry, wet and immersed in oil. Under the influence of tension fluids do not interfere in the stiffness of the material for the bending tests, the same does not occur with the resistance, and these values are modified only in the cases stiffness and flexural strength

Morfologia e propriedades mecânicas da fibra de sisal unidirecional e em sobreposição de compósito com resina epóxi

The composites manufactured with long fibres aligned in a single direction, and overlay has been shown to have better performance than the short fibers randomly distributed. In particular, the lignocellulosic fibers extracted from the sisal leaves, used in conjunction with the epoxy resin has attracted the attention of many researchers because the final properties of the system formed. In this work composites based on epoxy resin reinforced with sisal fibers were manufactured. The sisal fibres were treated with an alkaline solution of 0.06 mol/l NaOH. The treated, and untreated fibres were subjected to tension x extension tests. The composites were manufactured in the "Lossy" mold with the specifications of the samples to be produced (300x20x4 mm). The tension tests were carried out in accordance with the ASTM standards 3039 (for the composite aligned in a single direction) and ASTM D5573 (for composites in overlay), three point bending tests were performed according to ASTM D790. Analyzing the results of the tests of tension and three point bending tests, it was observed that the composites with the configuration of overlapping had the better elastic module in both tests. As to the maximum resistance to tension, the best result was the composites aligned in a single direction. Tests of absorption of water and micrographs are in progress

Variação de temperatura e umidade e suas influências nas características físicas e mecânicas dos fios de algodão

Cotton is a hydrofilic textile fiber and, for this reason, it changes its properties according to the environment changes. Moisture and Temperature are the two most important factors that lead a cotton Spinning sector and influence its quality. Those two properties can change the entire Spinning process. Understanding this, moisture and temperature must be kept under control when used during the Spinning process, once the environment is hot and dry, the cotton yarns absorb moisture and lose the minimal consistency. According to this information, this paper was developed testing four types of cotton yarns, one kind of cotton from Brazil and the others from Egypt. The yarns were exposed to different temperatures and moisture in five different tests and in each test, six samples that were examined through physical and mechanical tests: resistance, strength, tenacity, yarn´s hairness, yarn´s evenness and yarn´s twisting. All the analysis were accomplished at Laboratório de Mecânica dos Fluídos and at COATS Corrente S.A., where, it was possible to use the equipments whose were fundamental to develop this paper, such as the STATIMAT ME that measures strength, tenacity, Zweigler G566, that measure hairiness in the yarn, a skein machine and a twisting machine. The analysis revealed alterations in the yarn´s characteristics in a direct way, for example, as moisture and temperature were increased, the yarn´s strength, tenacity and hairness were increased as well. Having the results of all analysis, it is possible to say that a relatively low temperature and a high humidity, cotton yarns have the best performance

Propriedades mecânicas do músculo de ratos adultos e idosos, exercitado pós-imobilização

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência de defeitos e diferentes processos de fabricação nas propriedades mecânicas finais de cerâmicas

Os materiais cerâmicos são atualmente cada vez utilizados como opção na engenharia mundial. Por se tratar de materiais com alta resistência mecânica, possuem muitas aplicações em diversas áreas, como por exemplo a de mancais, a automotiva (sensores, isoladores, catalisadores, pistões, válvulas, revestimentos), a de implantes biocompatíveis (dentário, substituição óssea, válvulas cardíacas), a de produtos sujeitos ao desgaste (guias), a de refratários (revestimento de equipamento bélico, componentes de fornos), a eletrônica, e outras. Nos processos de fabricação da cerâmica há uma gama de fatores que contribuem para as características do produto final. Devido a isso, muitos pesquisadores têm trabalhado no estudo da influência de determinados defeitos e técnicas de produção de cerâmicas nas características do produto final. Este trabalho tem como objetivo fazer uma revisão bibliográfica de recentes artigos que analisam a influência de fatores como velocidade de queima, surgimento de trincas, porosidade, fases cristalinas, e tamanho de partículas, nas propriedades mecânicas finais das cerâmicas. Pode-se concluir que é possível aperfeiçoar o processo de fabricação da cerâmica a fim de promover as melhores propriedades mecânicas possíveis, conhecendo-se fatores prejudiciais e métodos adequados para se obter o melhor produto final.

Anticoagulação oral em portadores de próteses valvares cardíacas mecânicas: experiência de dez anos

INTRODUÇÃO: Dados da literatura sugerem que as taxas de tromboembolismo e sangramento em pacientes com próteses valvares cardíacas mecânicas podem ser muito reduzidas se a terapia anticoagulante for otimizada. OBJETIVOS: Avaliar a ocorrência de complicações em portadores de próteses valvares cardíacas mecânicas submetidos à terapêutica anticoagulante, otimizada por meio de ambulatório especializado. MÉTODOS: Estudou-se a ocorrência de complicações ao longo de 10 anos em 261 pacientes com próteses valvares cardíacas mecânicas, anticoagulados e acompanhados em ambulatório especializado. Esses pacientes foram divididos em dois grupos conforme porcentual de consultas com tempo de protrombina (RNI) dentro do intervalo desejado: G1-0% a 50,00% e G2-50,01% a 100% das consultas. Foram avaliadas as ocorrências de complicações tromboembólicas e hemorrágicas na sua totalidade, ou subdivididas em maiores e menores, de acordo com a gravidade. Os resultados estão apresentados sob forma de estudo atuarial e de frequência linearizada de ocorrência de eventos. RESULTADOS: O estudo atuarial mostrou que, ao longo do tempo, no grupo G2 (com 50,01% a 100% das consultas com a RNI no intervalo desejado) maior número de pacientes esteve livre da ocorrência de qualquer tipo de evento, de eventos hemorrágicos menores ou da elevação exacerbada da RNI. As frequências linearizadas de ocorrência, em todos os tipos eventos, também foram menores nos pacientes do grupo G2. CONCLUSÕES: O tempo de permanência dentro do intervalo de anticoagulação desejado está diretamente relacionado com a ocorrência de complicações. Entretanto, mesmo com acompanhamento otimizado por meio de ambulatório especializado, apenas cerca de um terço dos pacientes apresentaram nível de anticoagulação adequado em mais da metade das consultas.

Análise comparativa das propriedades mecânicas do ligamento da patela e do tendão calcâneo

Com a finalidade de se comparar as propriedades mecânicas do ligamento da patela e do tendão calcâneo foram realizados ensaios de tração em material obtido de 25 cadáveres humanos. A idade dos doadores foi 58 ± 14 anos (33-85), sendo 19 (76%) masculinos e 6 (24%) femininos, 23 brancos (92%) e dois negros (8%). Os materiais foram testados em seus 10 mm centrais, com velocidade de aplicação de carga de 30 mm/min. Foi obtida a área de secção dos corpos de prova para que fossem estudadas as propriedades estruturais e materiais. Foram estudadas as seguintes variáveis: carga máxima (N), tensão(MPa), módulo de elasticidade (MPa), energia (Nm), alongamento absoluto (mm) e específico (%), limite de proporcionalidade (N), além da tensão (MPa) e alongamentos neste ponto. A análise estatística revelou que ambos possuem carga máxima, limite de proporcionalidade e tensão semelhantes (p>0,05). Nas outras variáveis ocorreu diferença significativa (p<0,05) com o tendão calcâneo apresentando valores maiores para energia e alongamento. O módulo de elasticidade, significativamente maior no ligamento da patela (p<0,05), foi a variável que melhor caracterizou a diferença do comportamento mecânico dos dois materiais.

Propriedades mecânicas do cimento ósseo e da poliuretana de mamona com e sem catalisador

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise radiográfica computadorizada da reabsorção radicular apical após a utilização de duas mecânicas ortodônticas

OBJETIVO: a reabsorção radicular apical é uma condição comumente observada durante e após o tratamento ortodôntico e fatores como tipo de aparelhagem ortodôntica utilizada, magnitude das forças aplicadas e duração do tratamento podem estar relacionados ao processo de arredondamento do ápice radicular. Buscou-se avaliar, por meio de imagens radiográficas computadorizadas, a quantidade de reabsorção no ápice radicular, quando da utilização de duas diferentes técnicas de mecânica ortodôntica fixa: Edgewise com acessórios padrão e Edgewise com acessórios totalmente programados. METODOLOGIA: a amostra constituiu-se de 20 pacientes tratados pelo mesmo profissional na Clínica de Ortodontia da Faculdade de Odontologia de Araçatuba - UNESP. Os pacientes foram divididos em dois grupos: grupo 1 (Tratados com Edgewise com acessórios padrão e fios de aço) e grupo 2 (Tratados com Edgewise com acessórios totalmente programados e fios de níquel-titânio). A avaliação radiográfica digital foi realizada por um único operador por meio de exposições radiográficas digitais feitas no início do tratamento ortodôntico, após retração de caninos e final de tratamento, utilizando o sistema de escores proposto por Levander e Malmgren (1988). RESULTADOS E CONCLUSÕES: a análise dos escores permitiu concluir que o tratamento ortodôntico empregando a técnica Edgewise com acessórios totalmente programados e fios de níquel-titânio apresentou menores graus de reabsorção radicular apical, em comparação à técnica Edgewise com acessórios padrão e fios de aço. Observou-se que, independentemente da técnica empregada, o tratamento ortodôntico como um todo apresentou um grau moderado de reabsorção radicular apical.

Principais normas e recomendações existentes para o controle de vibrações provocadas pelo uso de explosivos em áreas urbanas: parte II

As atividades que envolvem o uso de explosivos devem ser controladas, não só com relação ao desmonte de estruturas (rocha e outros materiais), mas também quanto a danos estruturais em edificações próximas (casas, edificações históricas, etc.) e outros impactos ambientais como vibração, propagação de ruídos, ultralançamentos e sobrepressão atmosférica. Tais atividades são regidas por normas técnicas que sugerem parâmetros de medição e limites definidos na avaliação de prováveis danos. No caso específico de minerações em áreas urbanas, a velocidade de vibração de partícula (Vp), normalmente expressa em mm/s, é o parâmetro que tem dado melhor correlação na avaliação de possíveis danos às estruturas civis, atribuídos às vibrações do terreno. As diferentes normas existentes apresentam valores de Vp que variam de 2mm/s para edifícios históricos até 150mm/s para construções em concreto armado. A maioria delas considera na avaliação de danos estruturais, além da velocidade, a freqüência da vibração. Algumas normas foram elaboradas com base em dados experimentais, analisando parâmetros como o tipo de construção e o material nela utilizados, outras se basearam apenas em valores empíricos, mas todas apresentam valores conservativos. A norma brasileira não avalia o parâmetro freqüência e não classifica os diferentes tipos de estruturas civis, restringindo-se ao valor resultante da velocidade de vibração como parâmetro medido, sendo, assim, limitada e deficiente em relação às normas internacionais. A coletânea aqui apresentada reuniu as normas nas Américas e em outros continentes, além de uma comparação com as normas européias mais importantes em âmbito mundial.

Uma discussão sobre as densidades de energia em ondas mecânicas unidimensionais

Estudam-se as médias temporais das densidades das energias cinética e potencial em ondas mecânicas unidimensionais. Demonstra-se que o movimento harmônico simples dos elementos do meio não é condição suficiente nem necessária para que aquelas médias sejam iguais. Isso contradiz as abordagens em textos de Halliday et al. e Nussenzveig.

O tráfego de máquinas agrícolas e as propriedades físicas, hídricas e mecânicas de um Latossolo dos Cerrados

No Brasil, o tráfego contínuo e inadequado de rodados de máquinas e a ação da soleira dos implementos sobre áreas agrícolas na região dos Cerrados têm provocado alterações dos atributos físicos e mecânicos dos solos. Com este entendimento, este estudo teve por objetivo avaliar a influência do rodado traseiro e da soleira de implementos agrícolas, usualmente utilizados na região dos Cerrados, sobre a compressibilidade de um Latossolo Vermelho distrófico típico. Os ensaios foram realizados em parcelas preparadas com arado de discos, arado de aivecas, grade aradora e semeadora/adubadora, que, desde novembro de 1994 até à data da amostragem, novembro de 1999, estiveram sob o sistema plantio direto. As alterações na compressibilidade foram avaliadas pela quantificação das pressões de preconsolidação, assim como por algumas propriedades físicas e hídricas (densidade do solo, porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado) no momento do preparo e depois da colheita. No momento do preparo, logo depois da passada do rodado e antes que o implemento mobilizasse o solo, o solo foi avaliado em superfície (SP - 0,00 a 0,05 m) e na profundidade média de trabalho (PMT - 0,24 a 0,27 m). A influência da soleira dos implementos foi avaliada logo depois do corte, na profundidade de trabalho abaixo da soleira de cada implemento (PT-SI). Depois da colheita, as amostragens foram repetidas, o que permitiu verificar a influência dos tráfegos subseqüentes. A intensidade de tráfego do rodado e a ação da soleira dos implementos alteraram a compressibilidade, a densidade do solo, a porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado do Latossolo Vermelho distrófico nas profundidades: superficial (SP), profundidade média de trabalho (PMT) e profundidade de corte dos implementos (PT-SI). de maneira geral, a passada do rodado traseiro aumentou os valores de pressão de preconsolidação (sigmap) do solo na superfície (SP), enquanto o tráfego subseqüente, necessário ao cultivo, elevou esses valores em subsuperfície, tanto na PMP como em PT-SI. A passada do rodado elevou e reduziu a densidade do solo (Ds) e a macroporosidade, respectivamente, tendo sido o arado de aivecas o implemento que mais modificou essas propriedades. As soleiras dos órgãos ativos do arado de discos e da grade aradora foram as que mais elevaram a pressão de preconsolidação (sigmap), consolidando, portanto, a estrutura do solo na profundidade PT-SI. Com exceção da semeadora/adubadora, a soleira dos órgãos ativos dos demais implementos avaliados reduziram significativamente a condutividade hidráulica do solo saturado (Ks) na profundidade PT-SI, tendo o arado de aivecas se mostrado o implemento mais impactante, seguido da grade aradora e arado de discos.

EFEITO DE INJÚRIAS MECÂNICAS NO PROCESSO RESPIRATÓRIO E NOS PARÂMETROS QUÍMICOS DE GOIABAS 'PALUMA' E 'PEDRO SATO'

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito das injúrias mecânicas por impacto, compressão ou corte na atividade respiratória e na composição química de goiabas 'Paluma' e 'Pedro Sato' colhidas no estádio de maturação de vez e armazenadas a 23,4±1 °C e 62±6 % UR (condições de ambiente). Na injúria por impacto, os frutos foram deixados cair, por duas vezes e em queda livre, de uma altura de 1,20 m, sofrendo os impactos em lados opostos de sua porção equatorial. Na injúria por compressão, os frutos foram submetidos a um peso de 3 kg, por 15 minutos. Para a injúria por corte foram efetuados 2 cortes no sentido longitudinal dos frutos, de 30 mm de comprimento por 2 mm de profundidade. Os frutos injuriados foram colocados em bandejas de isopor e armazenados sob as condições de ambiente, com a atividade respiratória avaliada diariamente e seus conteúdos de sólidos solúveis totais, açúcares redutores, acidez total titulável e ácido ascórbico, determinados a cada 2 dias. Houve um incremento na evolução da atividade respiratória dos frutos em todos os tratamentos durante o armazenamento, com os injuriados produzindo maior quantidade de CO2 (184,12 mg de CO2.kg-1.h-1) que os do controle (164,23 mg de CO2.kg-1.h-1). Os frutos da 'Paluma' apresentaram essa atividade mais intensa (178,39 mg de CO2.kg-1.h-1) que os da 'Pedro Sato' (169,35 mg de CO2.kg-1.h-1), e não se detectou durante o período de armazenamento a ocorrência de pico respiratório. Os teores de sólidos solúveis totais (9,39 °Brix), açúcares redutores (2,24 g de glicose.100 g-1), acidez total titulável (706,25 mg de ácido cítrico.100 g-1) e ácido ascórbico (65,33 mg.100 g-1) dos frutos injuriados apresentaram-se com valores menores que os do controle, ao longo do período de armazenamento.

Efeito de injúrias mecânicas na qualidade de abobrinhas armazenadas em condição ambiente

Foram avaliados os efeitos de diferentes injúrias mecânicas na qualidade de abobrinhas verdes cv. caipira, em três tipos de lesões: por impacto, compressão e corte. No impacto os frutos foram soltos em queda livre de uma altura de 1,60 m duas vezes (uma batida de cada lado do fruto), a compressão foi feito pela pressão de um peso de 58,8 N por 1 hora e o corte (6 cm de comprimento e 2 mm de profundidade, em triplicata em 2 lados dos frutos) efetuado com uma faca apropriada. Após esses tratamentos, os frutos injuriados e os do controle (intactos) foram armazenados em condições de ambiente (25°C, 65% UR). As avaliações foram feitas a cada 3 dias, determinando-se atividade respiratória, aparência, perda de massa, pH, teores de sólidos solúveis, acidez titulável, ácido ascórbico, amido e carboidratos solúveis. Durante o período de armazenamento, de 15 dias, as lesões mostraram-se prejudiciais à qualidade, afetando distintamente os parâmetros químicos, a aparência, e diminuindo os dias de possível comercialização dos frutos, em especial naqueles submetidos ao corte e ao impacto. Estas injúrias também ocasionaram maior atividade respiratória dos frutos. A perda de massa fresca foi agravada quando os frutos foram submetidos ao corte. A injúria por impacto e por corte foram as mais prejudiciais para a qualidade das abobrinhas 'Caipira'.