Análise estatística da vida em fadiga de compósitos estruturais pela distribuição de Weibull

Nowadays technological trend is based on finding materials that could support low weight with satisfactory mechanical properties and for this reason composite material became a very attractive topic in research projects all over the world. Due to its heterogenic properties, this type of material shows scatter in mechanical test results, especially in cyclic loading. Therefore it is important to predict its fatigue strength behaviour by statistic analysis, once fatigue causes approximately 90% of the failure in structural components. The present work aimed to investigate the fatigue behaviour of the Twill/Cycom 890 composite, which is carbon fiber reinforced with polymeric resin as matrix and manufactured via RTM process (Resin Transfer Molding). All samples were tested in different tensile level in triplicate in order to associate these values. The statistical analysis was conducted with Two-Parameter Weibull Distribution and then evaluated the fatigue life results for the composite. Weibull graphics were used to determine the scale and shape parameters. The S-N curve for the Twill/Cycom composite was drawn and indicated the number of cycles to occur the first damages in this material. The probability of failure was associated with material reliability, as shown in graphics for the different tensile levels and fatigue life. In addition, the laminate was evaluated by ultrasonic inspection showing a regular impregnation. The fractographic analysis conducted by SEM showed failure mechanisms for polymeric composites associated to cyclic loadings ... (Complete abstract click electronic access below)

Eficiência das funções weibull e hiperbólica para descrição de distribuições diamétricas de povoamentos de Tectona grandis

As funções de densidade probabilidade Weibull e Hiperbólica foram comparadas quanto a eficiência de descrever a estrutura diamétrica de povoamentos de Teca (Tectona grandis L. f.) submetidas a desbaste. As duas funções com três e quatro parâmetros, foram ajustadas com dados de 98 parcelas permanentes, retangulares (490 m²), instaladas em um povoamento desbastado de Tectona grandis, no Estado do Mato Grosso e medidas durante 10 anos. Os ajustes foram feitos por Máxima Verossimilhança e a aderência foi avaliada pelo teste Kolmogorov-Smirnorv (a = 1%). Também foram comparadas a soma de quadrados dos resíduos (SQR) dos diferentes ajustamentos. Todas as funções apresentaram aderência aos dados pelo teste de Kolmogorov-Smirnorv (a = 1%). A função hiperbólica apresentou menor soma de quadrados de resíduos e menores valores para o teste de aderência. Foi possível concluir que a função hiperbólica foi mais eficiente para descrever a estrutura diametrica dos povoamentos estudados.

Análise clássica e bayesiana do modelo Weibull modificado generalizado

Pós-graduação em Matematica Aplicada e Computacional - FCT

Acompanhamento e análise da degradação em componentes mecânicos

A inovação e o desenvolvimento tecnológico obrigam os fabricantes a uma intensa competição global, face a uma redução no ciclo de desenvolvimento dos produtos e a rigorosos constrangimentos de custos, ao mesmo tempo que enfrentam consumidores mais exigentes, que procuram produtos de Qualidade. A Fiabilidade do bem é um aspecto marcante dessa Qualidade. Tradicionalmente o acesso a essa fiabilidade é baseado em testes de vida, normalmente acelerados. Todavia, para produtos altamente fiáveis, pouca informação a respeito da sua fiabilidade é fornecida por via dos testes de vida, nos quais poucas ou nenhumas falhas são observadas. Perante este cenário, a análise de degradação surge como uma técnica alternativa atractiva aos clássicos métodos de estudo da fiabilidade, apresentando como grande vantagem o facto de não ser necessário que nenhuma falha ocorra para se obter informação sobre a fiabilidade do bem, beneficiando ainda de uma redução no tempo de duração dos testes. Este trabalho começa por abordar os fundamentos da teoria da fiabilidade, e sua aplicação ao ciclo de vida dos componentes, fazendo alusão aos modelos de fiabilidade, ou distribuições de vida que mais usualmente se ajustam as várias fases de vida de um bem, nomeadamente a distribuição Exponencial, Normal e com particular destaque à versátil distribuição de Weibull. De seguida é feita a abordagem à análise de degradação dos componentes como uma técnica útil para estimar a fiabilidade de um bem, e neste contexto é feita a abordagem de uma metodologia de análise da degradação com base na monitorização da condição dos componentes. Quando um bem está sujeito a um processo de degradação, onde se pode fixar um valor limite para a característica que está a ser medida, pode-se recolher uma série de dados relativos ao processo em causa, servindo estes para ajustar um modelo matemático de degradação, que por extrapolação da curva de degradação permitem estimar o tempo até à falha, e por consequência o tempo de vida útil restante.O trabalho enquadra ainda a análise da degradação dos componentes numa perspectiva de apoio à estratégia de manutenção, no domínio da manutenção condicionada, e em particular no quadro da manutenção preditiva, tendo por objectivo fazer a optimização do programa de manutenção a aplicar, de forma a minimizar os custos globais da função manutenção. Nesta vertente são também considerados os intervalos P-F para monitorizar a evolução do estado de falha, em que é necessário definir o valor do parâmetro analisado para o qual se considere o início do processo de falha e o correspondente valor de falha efectiva. É apresentado um estudo prático com a colaboração duma prestigiada empresa de comercialização e distribuição de veículos pesados, focalizado num modelo de camião específico comercializado por essa marca. O estudo está direccionado para o sistema de travagem do veículo, mais concretamente a um dos seus componentes mecânicos, as pastilhas de travão. Este componente tem associado o mecanismo de degradação conhecido por desgaste. A medição do parâmetro de desgaste será feita por meio da técnica de simulação de valores, tendo no entanto em consideração, uma base de dados restrita de valores reais. O estudo de fiabilidade deste componente tem por objectivo fundamental estimar o tempo de Vida Útil Restante (“Residual Useful Life, RUL”) para as pastilhas, ou seja, até que se atinja o valor limite admissível (considerado como falha). Para os cálculos foi utilizado o programa informático denominado Weibull ++7. O caso de estudo permitiu determinar para situações particulares a relação entre o desgaste e a distância percorrida, estimando-se desta forma a vida restante (em distância), até ao momento em que o componente atinge o limite de desgaste considerado admissível. O grande potencial de estudo futuro passa pela elaboração de um modelo (com base em dados reais de exploração), que contemple os principais factores de influência, e que duma forma expedita permita a gestores de frota, fabricantes ou responsáveis da marca fazer a análise da fiabilidade do componente, tendo em conta uma situação específica de exploração. O conhecimento da fiabilidade das pastilhas pode levar à optimização da exploração do veiculo, por meio de um planeamento estratégico da sua manutenção,nomeadamente ao nível do aprovisionamento, na programação das intervenções, e em particular quanto à vida útil restante para as pastilhas.

Metodologia básica de ensaios e execução de ensaios acelerados de vida na área de fiabilidade

Os ensaios acelerados de vida são testes que se realizam com o objectivo de estimar determinados parâmetros fiabilísticos, referentes a um dado bem, provocando-lhe a ocorrência de um dado modo de falha específico num espaço de tempo mais curto do que aquele em que normalmente este evento ocorreria. É através dos ensaios acelerados, e de modelos analíticos específicos, que se torna então possível prever as falhas antes de estas ocorrerem, potenciando atempadamente possíveis alterações de projecto ou concepção, antes do bem entrar no mercado. Este tipo de ensaios possibilita, por exemplo ao fabricante, uma economia de tempo na determinação da informação de dados de vida (considerados relevantes) que deverá acompanhar o produto na sua comercialização. Para uma melhor compreensão da temática, abordam-se no trabalho duas áreas essenciais, nomeadamente: O conceito de Fiabilidade e o conceito de Ensaios Acelerados de Vida. Ao longo do documento podem-se analisar os modelos mais utilizados em Ensaios Acelerados, como o Modelo de Arrhenius, o Modelo de Eyring, o Modelo de Potência Inversa e o Modelo de Temperatura e Humidade. Também são apresentadas algumas distribuições importantes relacionadas com esses modelos, como a Distribuição Normal, a Distribuição Lognormal, a Distribuição Exponencial e a Distribuição de Weibull. Para verificação da metodologia, realizou-se uma aplicação experimental, tendo por base a normalização existente e os parâmetros seguidos pelo fabricante do componente estudado. Para tratamento dos dados resultantes dos ensaios acelerados utiliza-se o programa ALTA 7.0 PRO, que de uma forma expedita permite extrapolar das condições de ensaio para uma utilização normal, e assim determinar os parâmetros fiabilísticos correspondentes ao bem. De salientar que este ‘’software’’ pode trabalhar com um ou mais níveis de aceleração, como por exemplo conjugar a influência da temperatura com a humidade. O conhecimento dos modelos usados nesta área permite compreender a metodologia de ensaios acelerados e o comportamento dos componentes. Os dados demonstram uma alta precisão dos resultados, num período de tempo reduzido.

Determinação de dados fiabilísticos baseados em testes acelerados de vida

Os testes acelerados de vida são realizados com o objectivo de estimar determinados parâmetros fiabilísticos, referentes a um determinado tipo de bem, despoletando a ocorrência de um dado modo de falha específico, num período de tempo mais reduzido do que aquele em que, em condições de normal operação se verificaria. Torna-se assim possível, através da utilização dos testes acelerados de vida e dos modelos matemáticos de extrapolação de dados, prever a ocorrência de falhas e dos seus modos, permitindo assim realizar alterações aos projectos em estudo, antes mesmo de estes serem disponibilizados no mercado. O emprego deste tipo de metodologia possibilita às organizações uma economia de tempo na determinação dos dados de vida dos bens, o que se reflecte numa grande vantagem face aos testes realizados para normais condições de operação. No presente documento é feita uma abordagem muito objectiva dos conceitos de fiabilidade de modo a poder perceber os conceitos teóricos em que assentam as metodologias relacionadas com os testes acelerados de vida, bem como o estudo e análise das teorias que servem por base aos testes acelerados. No presente documento são analisados os modelos matemáticos de extrapolação de dados dos testes acelerados de vida, tais como o modelo de Arrhenius, o modelo de Eyring, o modelo da Lei da Potência Inversa e o modelo de Bazovsky. Para uma melhor compreensão dos conceitos é feita uma análise às distribuições mais utilizadas em fiabilidade, caso da distribuição de Weibull, da distribuição Normal e da distribuição Lognormal. Para implementar os conceitos e metodologias estudadas, obtiveram-se dados referentes a testes acelerados de vida de um óleo isolante de um transformador eléctrico, implementou-se a metodologia relacionada com o modelo da Lei da Potência Inversa através do software ALTA 8 e determinaram-se os parâmetros fiabilísticos correspondentes. De outro modo, foi ainda utilizado um método detalhado de resolução, utilizando o software Weibull++ 8, para posterior comparação de resultados.

Gestão da manutenção aplicada a linhas especializadas em corte de aço

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

Gestão Lean da manutenção aplicada a equipamentos de transporte de granéis sólidos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

A influência da manutenção industrial no índice global de eficiência (OEE)

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

Organização e gestão da manutencão de ferramentas numa empresa de produção de peças metálicas

Dissertação de mestrado Engenharia e Gestão da Qualidade

Sobrevivência e reprodução de Synthesiomyia nudiseta (Diptera, Muscidae)

A reprodução e a sobrevivência de Synthesiomyia nudiseta (Wulp, 1883) foram estudadas entre 22 e 28ºC, UR de 70% e fotoperíodo de 12h. Os dados foram analisados através de classes de idade, tabelas de vida de fecundidade, análise de sobrevivência pela distribuição de Weibull e análise das curvas de sobrevivência através do conceito de entropia (H). A taxa intrínseca de aumento natural (r m), taxa finita de aumento (lambda), taxa de reprodução líquida (R0) e tempo médio de uma geração (T) foram 0,534; 1,7; 59,439 e 7,65 respectivamente, sugerindo rápido crescimento populacional nestas condições. Isso foi causado pela alta fecundidade, confirmando o que ocorre para esta espécie, com média de 266 ovos/fêmea e período de pré-oviposição de 10,25 dias. O modelo de Weibull demonstrou que a sobrevivência não foi constante ao longo da vida de adultos, com mortalidade pronunciada depois da quarta e quinta semanas e valores de H intermediários aos valores teóricos esperados (0,0-0,5) para os ambos sexos, demonstrando que a curva de sobrevivência é retangular (com maior impacto da mortalidade na quarta e quinta semanas após a emergência). Os resultados apresentados podem ser considerados como base para estudos pormenorizados da dinâmica e do crescimento populacional desta espécie em hábitats naturais.

Desenvolvimento e exigências térmicas de Trichogramma pretiosum Riley, criados em duas traças do tomateiro

Estudou-se a biologia de Trichogramma pretiosum em ovos de Phthorimaea operculella (Zeller) e Tuta absoluta (Meyrick) em diferentes temperaturas (18, 20, 22, 25, 30 e 32ºC), 70±10% de umidade relativa e fotofase de 14 horas, com o objetivo de se determinarem as exigências térmicas, bem como o número de gerações durante o ano. Houve correlação inversa entre a duração do ciclo e o aumento de temperatura na faixa térmica estudada. A razão sexual, no entanto, não foi afetada pela temperatura quando o hospedeiro foi T. absoluta. A viabilidade de T. pretiosum, criado em P. operculella foi mais afetada que em T. absoluta. A exigência térmica, calculada pelo método da hipérbole, foi maior no tocante a T. absoluta (131,3 graus dia) em relação a P. operculella (120,9 graus dia), e o limiar térmico inferior, respectivamente, 12,98 e 13,53°C. No que tange a ambas as espécies de traças, a longevidade do parasitóide sempre obedeceu à distribuição de Weibull. O potencial de aumento foi avaliado, em ambas as espécies de traças, com base no número de gerações anuais.

Utilização de RNA´s na construção do diagrama de vida constante de probabilidade de materiais compósitos

The static and cyclic assays are common to test materials in structures.. For cycling assays to assess the fatigue behavior of the material and thereby obtain the S-N curves and these are used to construct the diagrams of living constant. However, these diagrams, when constructed with small amounts of S-N curves underestimate or overestimate the actual behavior of the composite, there is increasing need for more testing to obtain more accurate results. Therewith, , a way of reducing costs is the statistical analysis of the fatigue behavior. The aim of this research was evaluate the probabilistic fatigue behavior of composite materials. The research was conducted in three parts. The first part consists of associating the equation of probability Weilbull equations commonly used in modeling of composite materials S-N curve, namely the exponential equation and power law and their generalizations. The second part was used the results obtained by the equation which best represents the S-N curves of probability and trained a network to the modular 5% failure. In the third part, we carried out a comparative study of the results obtained using the nonlinear model by parts (PNL) with the results of a modular network architecture (MN) in the analysis of fatigue behavior. For this we used a database of ten materials obtained from the literature to assess the ability of generalization of the modular network as well as its robustness. From the results it was found that the power law of probability generalized probabilistic behavior better represents the fatigue and composites that although the generalization ability of the MN that was not robust training with 5% failure rate, but for values mean the MN showed more accurate results than the PNL model

Avaliação da confiabilidade e modo de falha de coroas cerâmicas parafusadas a implantes osseointegráveis de diferentes conexões

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Determinação do tempo de vida de restaurações totalmente cerâmicas (y-tzp/porcelana) com incidência da carga em diferentes regiões de contato

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)