Navegando por Autor "Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio"
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Dissertação Adição de poli (etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA) como agente de reparo em compósitos fibra de vidro-epóxi(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-03-30) Pontes, João Felipe Barros; Barbosa, Ana Paula Cysne; https://orcid.org/0000-0002-9510-4851; http://lattes.cnpq.br/3718650566004689; http://lattes.cnpq.br/7589467957183612; Silva, Bruna Louise; https://orcid.org/0000-0001-9756-4846; http://lattes.cnpq.br/4554532180961412; Ferreira, Evans Paiva Da Costa; Freire Júnior, Raimundo Carlos SilverioMateriais com mecanismo de autorreparo oferecem um grande potencial para novos desenvolvimentos científicos e tecnológicos. Esta é uma área de pesquisa com grandes possibilidades de avanços no campo da ciência e engenharia dos materiais. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo a fabricação e caracterização de um material compósito aditivado por agente de reparo termoplástico. A capacidade de reparar danos e delaminações localizadas foi avaliada para o compósito investigado. Este reparo é ativado via fornecimento de calor, através de uma fonte externa, e promove o aumento da mobilidade do agente termoplástico, poli (etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA). Os corpos de prova foram divididos em 4 grupos de estudo, sendo assim, o total de 20 corpos de prova, atendendo seguintes condições; 0% de EMAA sem dano (C.P de referência), 0% de EMAA com dano, 10% de EMAA com dano, 10% de EMAA com dano e reparado. Esses danos foram realizados nos corpos de prova de maneira controlada, via máquina de impacto por queda livre, sendo assim caracterizado como impacto de baixa velocidade. A Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) permitiu avaliar interações químicas entre a matriz epóxi e o agente de reparo, pós fabricação e ciclo de reparo. A inspeção visual foi utilizada para dimensionar as zonas afetadas com a finalidade de comparar o comportamento dos corpos de prova sob influência da energia de impacto e efeito do EMAA, em relação ao preenchimento das fissuras e delaminações e absorção de energia. Finalmente, o ensaio mecânico de compressão pós impacto (CAI – Compression After Impact) foi realizado para avaliar se houve alteração de propriedades no compósito modificado com o agente de reparo, quando comparado ao material não modificado.Dissertação Análise de critérios de falha em lâmina reforçada com tecido híbrido de fibra de vidro e carbono(2017-08-10) Campos, Virginia Bezerra Oliveira; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; https://orcid.org/0000-0003-0920-7916; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; http://lattes.cnpq.br/9371291557315633; Dias, Avelino Manuel da Silva; https://orcid.org/0000-0001-8974-5137; http://lattes.cnpq.br/1142442322601442; Costa Júnior, João Carlos Arantes; https://orcid.org/0000-0001-8498-4075; http://lattes.cnpq.br/5028446242533356; Ferreira, Lucemaide Batista Miranda; http://lattes.cnpq.br/9210730248288554A constante busca de materiais mais eficientes e com alto desempenho mecânico, contribue efetivamente para a crescente demanda na utilização de compósitos híbridos. O processo de hibridização pode propiciar melhoria significativa na combinação global de propriedades, possibilitando assim aplicações específicas em elementos estruturais que requerem excelência em suas propriedades mecânicas e baixa massa específica. Atrelado à gradativa utilização destes materiais, estudos que incidem nas previsões de falha e, consequentemente, análises das cargas máximas que estes materiais podem suportar tornam-se essenciais para garantia da confiabilidade quanto a sua aplicação. Neste sentido, a presente pesquisa buscou analisar o comportamento mecânico de uma lâmina constituída à base de tecido híbrido bidirecional (vidro/carbono) e resina epóxi éster-vinílica. Bem como, avaliar a representatividade de critérios de falhas desenvolvidos para compósitos unidirecionais quando aplicados em compósito híbrido de natureza bidirecional. A lâmina estudada foi caracterizada mecanicamente com base nos resultados obtidos pelos ensaios de tração e cisalhamento realizados em amostras com fibras de carbono orientadas a 0°, 30°, 45°, 60° e 90°. Observou-se a partir destes ensaios que materiais com fibras em ângulos fora do eixo (off-axis) de aplicação de carga apresentam resistência menor, embora apresentem maiores alongamentos, quando comparados a amostras com fibras alinhadas na direção principal do carregamento. Os dados experimentais referentes às propriedades cisalhantes, normatizados pela ASTM D3518M-13 (ensaio de cisalhamento por tração ±45°) e ASTM D5379-12 (ensaio de Iosipescu), apresentaram diferenças significativas para a resistência ao cisalhamento e similaridade nos valores do módulo de cisalhamento. O ensaio de tração ±45°, conforme análise macromecânica, mostrou-se como o mais adequado para compósito com características similares ao analisado. Ao inserir os dados dos ensaios nas equações teóricas que definem os critérios de falhas da Máxima Tensão, Tsai-Hill, Tsai-Wu e Hashin e, analisá-los estatisticamente, contatou-se que estas teorias de falhas descrevem satisfatoriamente o comportamento experimental da lâmina, e, portanto, podem ser utilizados para predizer a resistência mecânica em compósitos como o avaliado, embora se tenha observado índices de representatividade maiores quando se utiliza o ensaio de cisalhamento por tração ±45°.Tese Análise de critérios de falhas em lâminas reforçadas com tecidos unidirecionais de fibra de curauá(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-08-06) Ferreira, Lucemaide Batista Miranda; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; Aquino, Eve Maria Freire de; ; http://lattes.cnpq.br/1196595599227394; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; ; http://lattes.cnpq.br/9210730248288554; Costa Júnior, João Carlos Arantes; ; http://lattes.cnpq.br/5028446242533356; Ribeiro, Kilder Cesar de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/2642512473401139; Felipe, Renata Carla Tavares Santos; ; Tino, Sérgio Renan Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/1420276778914253O presente trabalho tem como objetivo fazer uma análise das propriedades mecânicas e do comportamento mecânico de duas lâminas reforçadas com tecido unidirecional de fibra de curauá com diferentes frações volumétricas, baseado em critérios de falha definidos em literatura. Os compósitos, que apresentam matriz polimérica e reforço com tecido unidirecional de fibra de curauá, foram submetidos a ensaios de tração e cisalhamento em uma série de corpos de provas normatizados cuja orientação das fibras direcionadas em ângulos de 0⁰, 10⁰, 20⁰, 75⁰ e 90⁰ para a lâmina com fração volumétrica de 30% e 0⁰, 30°, 45°, 60°, e 90° para a lâmina com fração volumétrica de 22%, para ensaios de tração e para ensaio de cisalhamento a orientação do ângulo do reforço foi de 90°. Os ensaios foram executados em uma máquina universal de tração e coletados os dados das propriedades mecânicas dos corpos de prova dos compósitos. Estes dados experimentais foram inseridos nas equações teóricas que definem os critérios de falha, como também, tratados graficamente para análise dos resultados e comparação entre os ângulos de orientação do reforço. Constatou-se uma grande dispersão entre os dados experimentais do módulo de Elasticidade e do Coeficiente de Poisson em relação ao comportamento teórico principalmente para a lâmina com menor fração volumétrica. O compósito com orientação de reforço a 0° apresentou a maior resistência à tração em relação às demais inclinações para as duas lâminas. No entanto, em relação aos critérios de falha as lâminas tiveram comportamentos diferentes. Para a lâmina com fração volumétrica 30%, os quatro critérios estudados nesta Tese apresentaram boa concordância em termos de resistência, mas para a lâmina com fração volumétrica de 22%, apenas o critério de Tsai-Will e Hashin apresentaram boa concordância. .TCC Análise de desempenho de motores elétricos em túnel de vento(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-16) Pereira, Gabriel Filipe de Azevedo; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; https://orcid.org/0000-0003-0920-7916; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; http://lattes.cnpq.br/8624409145101403; Souza, Filipi Marques de; http://lattes.cnpq.br/4888950790861801; Bernardo, Luan; http://lattes.cnpq.br/7170653774522253Todos os anos, as equipes que participam da competição SAE BRASIL AeroDesign são instigadas a encontrarem soluções para determinados desafios impostos pela organização da competição através de um regulamento. O projeto de cada aeronave difere um do outro, mas uma das áreas de estudo, e que todas tem em comum, é a de desempenho. Toda aeronave possui quatro grandes forças atuantes, são elas: a força de sustentação, a força de arrasto, a força peso e a força de tração gerada pelo Grupo Motopropulsor (GMP). O empuxo gerado pelo GMP é o objeto de estudo deste trabalho visando mostrar uma análise de um ensaio dinâmico em túnel de vento e comparar os resultados obtidos com o software Propeller Selector. Dentre as diferentes hélices analisadas neste trabalho, a MAS 12x8x3 é a que teve a menor taxa de decaimento do empuxo com a incidência de velocidade de escoamento, totalizando uma perda de 19,71% em relação ao empuxo inicial, numa faixa de velocidade de 4 a 16 m/s variando de 2 em 2 m/s. Com os resultados obtidos por meio dos testes de empuxo estático e dinâmico, é possível se escolher a hélice e o motor para se obter o melhor desempenho e poder cumprir os objetivos desejados.Dissertação Análise de tensões integrada a sistema de engenharia reversa para projeto e confecção de próteses(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-01-24) Borges, Lúcio Mauro Souza; Guerra, Angelo Roncalli Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/7353332474621022; ; Ferreira, Benedito de Jesus Pinheiro; ; http://lattes.cnpq.br/7709951222407913; Costa Júnior, João Carlos Arantes; ; http://lattes.cnpq.br/5028446242533356; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996Este trabalho consiste na concepção, desenvolvimento e implementação de um Módulo Computacional CAE contendo algoritmos para a análise de tensões e deformações integrado a um software acadêmico de visualização denominado OrtoCAD. Os algoritmos de expansão para a interface CAE que são frutos desse trabalho foram desenvolvidos na linguagem FORTRAN objetivando complementar e ampliar as potencialidades de dois trabalhos previamente desenvolvidos no âmbito do PPGEM-UFRN, a saber: projeto e fabricação de um Leitor EletroMecânico e o software OrtoCAD. O OrtoCAD é uma interface CAD que, originalmente, inclui a visualização 3D de cartuchos protéticos a partir de dados gerados por um equipamento (espécie de scanner tridimensional simplificado que utiliza engenharia reversa) dotado de um sistema de Leitura Eletro-Mecânica (LEM). Inicialmente, a geometria de um coto (i.e. parte remanescente de uma perna amputada e onde a prótese se encaixa) é obtida a partir dos dados produzidos pelo equipamento LEM, aplicando-se os conceitos da Engenharia Reversa. O núcleo FEA proposto aplica os conceitos de teoria da casca, onde uma lâmina 2D é gerada a partir de um peça sólida 3D oriunda do OrtoCAD. O programa de análise de casca desenvolvido utiliza o Método dos Elementos Finitos (MEF) para a descrição da geometria assim como a análise de comportamento do material, fazendo a utilização de elementos de base Lagrangeana quadrangular de nove nós e campo de deslocamento de ordem superior para melhor descrição do campo de tensões na espessura. Como resultado o novo módulo FEA oferece ótimas vantagens ao prover o OrtoCAD com novas funcionalidades, a saber: possibilitou a independência dos softwares comerciais de elevado custo; ampliou a biblioteca disponibilizando novas rotinas computacionais que tratam o problema de forma mais realística utilizando critérios de falhas de engenharia voltados para materiais compósitos; melhorou a performance da análise FEA ao utilizar um elemento de malha específico que contempla um maior número de nós e, finalmente, possui a vantagem de ser aberto e customizado oferecendo versatilidade intrínseca e amplas possibilidades de edição, ajuste e/ou otimização que se façam necessárias no futuroTese Análise do comportamento mecânico e térmico de biocompósitos à base de polipropileno e fibras de curauá e a influência do seu reprocessamento nas propriedades mecânicas e físicas(2018-05-04) Silva, Camila Cruz da; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; ; Ford, Elmo Thiago Lins Couras; ; Ferreira, Lucemaide Batista Miranda; ; Felipe, Renata Carla Tavares Santos; ; Amorim Júnior, Wanderley Ferreira de;Esta tese apresenta uma abordagem sobre o processo de reciclagem de um biocompósito de matriz de polipropileno reforçado com fibras de curauá ( 0%, 10% e 30%), onde os mesmos passaram por cinco ciclos de reciclagem ( reprocessamentos) em uma máquina do tipo extrusora. Foram realizados análises de índice de fluidez, análises térmicas ( Temperatura de amolecimento e análise termogravimétrica) e ensaio mecânico de flexão em três pontos. Ambas as análises foram realizadas em amostras em temperatura ambiente e em amostras que passaram por um período de 14 dias em uma estufa há temperatura de 120°C, peã analisar a interferência do calor no biocompósito e na reciclabilidade do mesmo. Após uma análise comparativa entre os estados estudados, observou-se que os biocompósitos com 30% de reforço possuem um maior módulo de elasticidade e apresentam maior resistência à flexão. Para os materiais que passaram pelo período em estufa, estes conseguiram valores superiores de rigidez e resistência em comparação ao material que não teve esse condicionamento. Quando e realizada a análise comparativa entre as propriedades e características térmicas dos materiais, observa-se um melhoramento no que se refere a temperatura de amolecimento e um deslocamento positivo da curva tg, para todas as composições aqui estudadas. De uma análise geral essa tese comprova a viabilidade da reciclagem do biocompósito, uma vez que este seja condicionado à estufa à 120°C pelo período de 14 dias.Dissertação Análise em compósitos laminados de tecido híbrido com fibra de carbono/vidro através do método dos elementos finitos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-10-26) Silva, Everton Carneiro da; Dias, Avelino Manuel da Silva; http://lattes.cnpq.br/1142442322601442; http://lattes.cnpq.br/2626282725435596; Silva, Luiz Cláudio Ferreira da; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; Cardoso, Raphael Araújo; http://lattes.cnpq.br/4020351126682611; Cunha, Ricardo Alex Dantas daA constante evolução da tecnologia trouxe a busca pela produção e desenvolvimentos de materiais com a combinação de propriedades essenciais, tais como baixo peso específico aliado a uma elevada resistência mecânica, principalmente em setores da indústria aeronáutica e aeroespacial, onde se necessita dessas características com o objetivo de otimizar o desempenho das aeronaves em relação ao consumo de combustível. Neste contexto, esse trabalho pretende simular através do Método dos Elementos Finitos (MEF), ensaios de tração, no qual foi analisado o comportamento mecânico de um compósito uma lâmina híbrida de tecido bidirecional com fibras de carbono na direção principal e fibras de vidro na direção perpendicular. Foram simulados corpos de prova sem e com a presença de um furo central, considerando-se diferentes orientações das direções das fibras de carbono (0°, 30°, 45°, 60° e 90°). Para avaliação da influência do fator concentrador de tensões foi estudado a resistência residual (RS) desse material. O critério de falhas de Hashin foi adotado na análise desse compósito híbrido com o objetivo de estudar os processos de dano. Na sequência, também foi analisada a região das proximidades do furo com intuito de estudar o gradiente de tensões. Foram comparadas as máximas tensões normais obtidas numericamente em relação aos dados experimentais encontradas na literatura. Finalmente, os resultados mostraram que a implementação numérica do Critério de Hashin conseguiu representar adequadamente o comportamento da distribuição de tensões na região do furo.Artigo Application of failure criteria in aeronautical sandwich structure composites with a central hole subjected to bending testing(ABM, ABC, ABPol, 2020-06-01) Silva, Franciélio Gomes da; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; Dias, Avelino Manuel da SilvaThis study aimeds at investigating the mechanical behavior of an E-glass fiber-reinforced epoxy resin of a laminated composite sandwich with honeycomb core and a central hole, used in the aeronautics industry submitted to bending loading. Three analytical failure models applied to laminated composites were compared in order to study the influence of stress concentration due to a central hole. The following criteria were assessed: Average Stress Criterion (ASC), Point Stress Criterion (PSC) and the Inherent Flaw Model (IFM). These models were applied to experimental data obtained in a four-point bending test in samples of the sandwich laminate. Finally, modifications on failure prediction models were proposed and appied in sandwich laminates with a central hole. The results obtained showed the applicability of the proposed formulation and that the suggested changes to the model more adequately fit it to the experimental dataTese Biocompósitos poliméricos: envelhecimento ambiental, integridade estrutural e processo de reciclagem(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-12-12) Ribeiro, Kilder César de Araújo; Aquino, Eve Maria Freire de; ; http://lattes.cnpq.br/1196595599227394; ; http://lattes.cnpq.br/2642512473401139; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; Marinho, George Santos; ; http://lattes.cnpq.br/0490476694313938; Amorim Júnior, Wanderley Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/8131607733881361; Santos, Marco Antonio dos;Os biocompósitos necessitam atender às condições gerais de serviço com mínimas mudanças de propriedades ao longo de seu ciclo de vida, para servir satisfatoriamente aos interesses produtivos industriais. Assim esta tese objetiva desenvolver novos materiais biocompósitos de matriz polimérica, obtidos a base de resina poliéster com Neopentil Glicol (NPG), denominada de resina náutica. Os biocompósitos têm por reforços resíduos de madeira e tecidos bidirecionais de fibras de juta. Inicialmente duas configurações foram confeccionadas industrialmente por laminação manual. O laminado BJ, na forma de quatro camadas de tecido de juta e o painel BMJ no formato sanduiche, com quatro camadas de tecido de juta e uma camada intermediária (núcleo) com resíduos de madeiras embebidas em resina náutica foram submetidas ao processo de envelhecimento ambiental acelerado com ciclos de radiação UV e de umidade por vapor aquecido, através de câmara construída em projeto da DCR/CNPq seguindo norma ASTM G 53 - 96. Após o envelhecimento os corpos de prova do painel BMJ e do laminado BJ foram processados e reciclados dando origem a uma terceira configuração, o painel BMJ-R (reciclado) contendo quatro camadas de tecido de juta e um núcleo híbrido com resíduos de madeira e fibras trituradas de juta e embebidas em resina náutica. As configurações em estado original e reciclada passaram por ensaios mecânicos de tração, flexão e compressão e ensaios físicos de densidade volumétrica. O painel BMJ também passou pelo ensaio de absorção de umidade em dois ambientes: água destilada e água do mar. Os biocompósitos envelhecidos e corpos de prova de resina náutica não reforçada RN+NPG passaram por ensaios mecânicos de tração e flexão em três pontos e pela avaliação da deterioração por perda de massa após o envelhecimento para observar de que modo à configuração e a presença de um núcleo influenciam tais materiais e em quais aspectos. As amostras de resina náutica funcionaram como parâmetro comparativo da contribuição da mesma no desempenho dos biocompósitos produzidos, frente às intempéries estudadas. Análises comparativas das características da fratura, dos desempenhos mecânicos antes e após o envelhecimento, do processo de reciclagem e da integridade estrutural foram realizadas para se formar uma compreensão global da influência das diversas configurações e fatores, no comportamento mecânico dos biocompósitos poliméricos.Tese Compensação de atrito no controle de sistemas mecânicos: uma abordagem utilizando estratégias inteligentes(2018-02-02) Santos, João Deodato Batista dos; Bessa, Wallace Moreira; ; ; Lima, Alexandre Silva de; ; Fernandes, Josiane Maria de Macedo; ; Araújo, Marcio Valério de; ; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio;O atrito está presente em praticamente todos os tipos de sistemas mecânicos. Em muitos casos, porém, ele é indesejável e precisa ser minimizado e/ou compensado. Além de acelerar o desgaste de seus componentes, o atrito está fortemente associado ao comportamento não-linear de um sistema mecânico. Deve-se ainda ressaltar que, quando o sistema precisa ser controlado, o atrito dificulta a obtenção de um controlador eficiente, em virtude de sua característica não-linear e da dificuldade de se obter um modelo matemático que o descreva com exatidão. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma estratégia de controle e identificação do atrito, bem como demais dinâmicas não modeladas, baseada na técnica de controle por modo deslizante adaptativo. A estratégia proposta identifica a dinâmica do sistema, bem como sua variação quando ocorrem modificações das características do atrito. O método apresentado também possibilita indicar o momento que ocorreu a variação deste atrito. Destaca-se como contribuições principais: (i) a apresentação de uma abordagem unificadora, capaz de combinar diferentes algoritmos provenientes da área de inteligência computacional; (ii) a apresentação de uma nova estratégia para redução da complexidade do método de ajuste; (iii) um indicador da variação do atrito, baseado na análise em tempo real do modelo aproximado do sistema; (iv) um controlador inteligente por modo deslizante que não requer conhecimento prévio da dinâmica do sistema a ser controlado, e que mantém a sua performance mesmo quando há a alterações significativas do sistema em tempo real. A dedução da estabilidade do controlador é demonstrada através da teoria de estabilidade de Lyapunov. Sua viabilidade é demonstrada através de resultados numéricos e experimentais obtidos utilizando como exemplo de estudo um atuador eletro-hidráulico.Tese Compósitos poliméricos reforçados por tecidos multiaxiais acoplados: anisotropia, configuração e concentração da deformação(2017-12-14) Fontes, Raphael Siqueira; Aquino, Eve Maria Freire de; ; ; Ferreira, Evans Paiva da Costa; ; Costa Júnior, João Carlos Arantes; ; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; Tino, Sérgio Renan Lopes; ; Amorim Júnior, Wanderley Ferreira de;A proposta desta Tese de Doutorado é determinar a influência na resposta mecânica de laminados compósitos à base de tecidos multiaxiais acoplados de fibras de vidro-E e matriz epóxi éster vinílica, quando em presença de descontinuidade geométrica, aqui caracterizada por um furo circular. Nesse estudo do fenômeno da concentração de tensão é dado ênfase ao comportamento da deformação na vizinhança do furo, tendo em vista a característica do tecido de reforço ter suas camadas básicas acopladas através de fios de costura, tornando-os mais compactos em sua capacidade de suporte de carga. Esse estudo é desenvolvido a partir da medição das deformações na vizinhança do furo, utilizando a técnica de medição por Extensometria, frente aos ensaios de tração uniaxial. Por fim, serão apresentados os resultados em termos quantitativos sobre o efeito da presença da descontinuidade geométrica, mediante os cálculos da Resistência Residual (RS), do Módulo Residual (RM) e dos Fatores de Concentração de Tensão (K, calculados a partir de variados métodos analíticos), além da determinação das distribuições das deformações (obtidas das leituras dos extensômetros) na vizinhança do furo nos laminados em estudo, nas orientações 0°, 90° e 45° dos CPs. Essas distribuições são validadas utilizando a solução analítica proposta por Lekhnitskii (1968) e Konish e Whitney (1975), amplamente utilizada para materiais compósitos ortotrópicos. Ao ser efetuada a comparação entre os valores medidos experimentalmente e as distribuições analíticas das deformações, observou-se pouca interferência dos valores de K adotados para a obtenção das curvas analíticas, resultando numa concordância entre os valores obtidos pelos extensômetros e o modelo analítico.Dissertação Controle de sistemas eletro-hidráulicos via linearização por realimentação com compensação inteligente de incertezas(2016-11-25) Azevedo, George Oliveira de Araújo; Bessa, Wallace Moreira; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; ; http://lattes.cnpq.br/3256782908311485; ; http://lattes.cnpq.br/1433194434718950; Zachi, Alessandro Rosa Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/3410411498624892; Dorea, Carlos Eduardo Trabuco; ; http://lattes.cnpq.br/0143490577842914; Araújo, Márcio Valerio de; ; http://lattes.cnpq.br/0827462439273599Com o surgimento de técnicas de controle que utilizam estratégias não lineares combinadas com algoritmos da inteligência artificial, tem sido possível em diversas área da engenharia o controle eficaz de sistemas não lineares, mesmo na presença de elevado grau de incertezas. A lógica difusa (fuzzy) se destaca dentre as técnicas de inteligência artificial tanto pela facilidade de sua implementação quanto pela semelhança entre o seu processo de inferência e o raciocínio humano. Outra vantagem reside no fato da lógica difusa não necessitar de conhecimento prévio do modelo do sistema, quando aplicada ao controle de sistemas dinâmicos. No que tange às estratégias de controle não linear, a principal limitação da técnica de linearização por realimentação, por exemplo, está na necessidade do conhecimento do modelo do sistema. Os sistemas eletro-hidráulicos, por sua vez, possuem modelo não linear de difícil controle pelas técnicas tradicionais e são utilizados em diversas áreas da engenharia, como por exemplo nos setores industrial e aeroespacial. Desta forma, mostra-se extremamente importante que seu controle seja realizado de maneira eficiente, tanto por questões de economia quanto de segurança. Partindo das dificuldades apresentadas ao tentar controlar esse tipo de sistema, são apresentadas propostas de utilização da técnica de controle de linearização por realimentação em conjunto com a lógica difusa para compensar a não linearidade de zona morta e demais incertezas inerentes a este tipo de sistema. Para avaliar o desempenho das estratégias de controle propostas são realizadas simulações numéricas utilizando um modelo não linear simplificado desse sistema e também são desenvolvidos testes experimentais em um atuador eletro-hidráulico de bancada.Tese Desenvolvimento de diagramas de vida constante probabilísticos de compósitos utilizando RNA modular(2017-03-20) Diniz, Bruno da Cunha; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; ; http://lattes.cnpq.br/2022146558295249; Belisio, Adriano Silva; ; http://lattes.cnpq.br/7913271812346790; Melo, Anderson Clayton Alves de; ; http://lattes.cnpq.br/5242440649066569; Costa Júnior, João Carlos Arantes; ; http://lattes.cnpq.br/5028446242533356; Felipe, Raimundo Nonato Barbosa; ; http://lattes.cnpq.br/7520491414631153Em projetos mecânicos, além dos carregamentos estáticos, outro tipo de solicitação muito frequente é o carregamento cíclico nos quais a carga varia ao longo do tempo. Estruturas e equipamentos, quando sujeitos a esses carregamentos, devem ser submetidos a uma grande quantidade de ensaios mecânicos para sua caracterização. Porém, devido ao tempo e custo elevados dos ensaios para caracterização do comportamento devido aos carregamentos cíclicos, a situação ideal seria obtê-lo com um número mínimo de amostras e, por conta disso, desenvolveu-se em trabalhos anteriores modelos matemáticos que representavam o comportamento à fadiga de compósitos com uma quantidade mínima de dados experimentais. Apesar dos resultados se apresentarem satisfatórios na imensa maioria dos casos, estes modelos sempre consideram um comportamento determinístico do material, desprezando-se um fator de grande importância na fadiga, a dispersão dos resultados. Conforme é de conhecimento da literatura, a dispersão dos resultados faz com que seja sempre necessária uma análise probabilística e, na maioria dos casos, utiliza-se uma distribuição de probabilidade de Weibull, obtendo-se uma curva S-N de probabilidade. Com isso, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma Rede Neural Artificial (RNA) de arquitetura modular e verificar se a mesma é capaz de modelar o comportamento probabilístico à fadiga dos compósitos laminados com apenas três curvas S-N como dados de entrada, desenvolvendo um algoritmo capaz de analisar qualquer valor de probabilidade de falha desejado, aplicando o equacionamento da distribuição de Weibull, utilizando duas metodologias de obtenção de seus parâmetros, aqui considerados constantes para todo material, somente após o treinamento da rede, o qual foi realizado com dados determinísticos. A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que a robustez do algoritmo foi percebida para os dados determinísticos e ocorreu uma boa repetibilidade nas respostas obtidas. Com intuito de avaliar a capacidade de generalização das RNA probabilísticas, criaram-se os diagramas de vida constante (Diagramas de Goodman) para os materiais analisados e os mesmos foram comparados com os valores obtidos pelas curvas S-N de probabilidade, onde foram percebidos resultados satisfatórios.Dissertação Desenvolvimento de um veículo aéreo não tripulado com sustentação e propulsão híbrida(2018-01-31) Lucena, Alysson Nascimento de; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; ; Coutinho, Karilany Dantas; ; Bessa, Wallace Moreira; ; Amorim Júnior, Wanderley Ferreira de;Este trabalho busca apresentar o desenvolvimento de um Veículo Aéreo não Tripulado (VANT) duplamente híbrido, capaz de conciliar as vantagens de dois tipos de aeronaves (asa fixa e multirotor), utilizando motores a combustão e elétricos para a propulsão e para a sustentação em voo a asa e o multirotor, capaz de decolar e pousar verticalmente, executar voos lentos ou parados, também executar voo horizontal com sustentação pela asa e propulsão por motor a combustão que garante maior autonomia. Para a realização desse estudo foram desenvolvidas três aeronaves, inicialmente uma asa voadora e um multirotor tricóptero com objetivo de analisar separadamente cada tipo de aeronave, após os testes e análises foi desenvolvido um VANT duplamente híbrido, uma asa voadora e um hexacóptero, propulsão por motores elétricos e à combustão. A partir dos testes e cálculos teóricos da aeronave híbrida observou-se a viabilidade de um novo tipo de aeronave, com características próprias, capaz de conciliar as vantagens de dois tipos de aeronaves.Tese Dinâmica não linear e controle de osciladores inteligentes(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-10-05) Freitas Neto, Felipe Rodrigues de; Bessa, Wallace Moreira; ; http://lattes.cnpq.br/3256782908311485; ; http://lattes.cnpq.br/0320581384445966; Zachi, Alessandro Rosa Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/3410411498624892; Savi, Marcelo Amorim; ; http://lattes.cnpq.br/1224532648969159; Araújo, Marcio Valério de; ; http://lattes.cnpq.br/0827462439273599; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996Problemas envolvendo vibrações mecânicas são comuns em praticamente todos os ramos da indústria. Para tentar suprimir ou controlar essas vibrações foram desenvolvidos vários métodos e técnicas ao longo das ultimas décadas e continua nos dias atuais, principalmente devido as crescentes necessidades da engenharia. Entre as técnicas utilizadas pode ser citado o uso de materiais ou estruturas inteligentes. Estes materiais apresentam um comportamento não linear e, a depender dos parâmetros do sistema dinâmico que os empregam, podem apresentar respostas periódicas, quase periódicas e caóticas. Diante dessa riqueza de respostas há um aumento na complexidade de predizer seu comportamento e em aplicar uma técnica de controle de modo eficaz. O presente trabalho, apresenta um estudo da dinâmica não linear de um oscilador com materiais inteligentes e busca levar o sistema a um estado desejado utilizando uma técnica de controle robusto auxiliada por uma Rede Função Base Radial. Uma demonstração da robustez da técnica é apresentada utilizando a teoria da estabilidade de Lyapunov e o lema de Barbalat. Antes da aplicação desta técnica de controle é feito um estudo prévio do comportamento estático de Compósitos com Ligas com Memória de Forma (CLMF), seguido de um estudo dinâmico onde são exploradas ferramentas como o Diagrama de Bifurcação e o Maior Expoente de Lyapunov para extrair mais informações sobre a dinâmica apresentada por osciladores com tais materiais. São apresentados casos específicos que buscam verificar a efetividade da técnica de controle, que deve apresentar robustez, capacidade de aprendizado, de adaptação e de predição. Como resultado, a técnica de controle usada foi capaz de controlar osciladores com Ligas com Memória de Forma (LMF) e Compósitos com Ligas com Memoria de Forma diante de não-linearidades tipo histerese, zona-morta e saturação, com flutuações nos parâmetros e com o desconhecimento da dinâmica do sistema. A técnica de controle também foi capaz de controlar respostas caóticas do oscilador.Dissertação Efeitos da anisotropia e descontinuidades geométricas em PRFV(2018-12-12) Vasconcelos, Tomas Barros; Aquino, Eve Maria Freire de; Ferreira, Evans Paiva da Costa; ; ; ; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; ; Fontes, Raphael Siqueira;Os compósitos poliméricos reforçados por fibras de vidro (PRFV) têm sido cada vez mais empregados nas diversas áreas da engenharia, como por exemplo: estruturas leves, indústrias automobilística, náutica e aeroespacial, dentre outras aplicações. Na medida em que se aplica este material em projetos de engenharia, torna-se imperativo o conhecimento do seu comportamento mecânico sob as mais variadas condições de carregamento e serviço. Um problema surge quando a união de elementos mecânicos requer o uso de rebites, parafusos, pinos, entre outros. Esses elementos, por sua natureza, exigem a presença de furos, rasgos e entalhes, ou seja, descontinuidades geométricas; originando tensões localizadas que comprometem o desempenho estrutural do elemento. A proposta dessa dissertação consiste no estudo do comportamento mecânico e da característica da fratura de um laminado compósito polimérico constituído por quatro camadas de reforço de tecido bidirecional balanceado de fibras de vidro/E, impregnadas com resina termofixa poliéster orto-tereftálica, e submetido ao esforço de tração uniaxial. No laminado compósito desenvolvido, a influência da descontinuidade geométrica é estudada através da presença de dois tipos diferentes de furos circulares centrais fresados: com e sem escareamento. Estudos comparativos foram feitos entre a propriedade da anisotropia e as propriedades mecânicas e residuais para duas orientações distintas das fibras em relação ao carregamento: 0°/90º e ±45º, assim como a análise macroscópica da fratura mecânica final. Ensaios de densidade volumétrica e de calcinação foram feitos para a caracterização do compósito.Tese Estudo da concentração de tensão dos laminados compósitos sanduíches de resina epóxi com fibra de vidro e núcleo de honeycomb carregados à flexão(2017-09-15) Silva, Franciélio Gomes da; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; https://orcid.org/0000-0003-0920-7916; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; https://orcid.org/0000-0001-8404-979X; http://lattes.cnpq.br/8537767496632201; Dias, Avelino Manuel da Silva; https://orcid.org/0000-0001-8974-5137; http://lattes.cnpq.br/1142442322601442; Moreira, Edvan; Melo, Maxymme Mendes de; http://lattes.cnpq.br/3779445657082353; Nóbrega, Selma Hissae Shimura da; https://orcid.org/0000-0002-0279-273X; http://lattes.cnpq.br/3401274958916898; Tino, Sérgio Renan Lopes; http://lattes.cnpq.br/1420276778914253Esse trabalho consiste no estudo do comportamento das propriedades mecânicas do compósito laminado sanduíche com núcleo de honeycomb, submetido à flexão em 4 pontos, fabricado pela indústria aeronáutica. O mesmo tem como principais objetivos a análise da concentração de tensão e um estudo detalhado dos modelos e critérios de falha que ocorre nesses materiais. De acordo com normas ASTM, confeccionou-se corpos de prova sem furo LS e com furo LSF circular concêntrico. Este estudo foi realizado em diversos laminados compósitos sanduíches com diferentes dimensões de largura e diâmetro do furo. Para o estudo de concentração de tensão efetuou-se o comparativo entre os modelos teórico como o Critério da Tensão Média (Average Stress Criterion - ASC), o Critério da Tensão Pontual (Point Stress Criterion - PSC), o modelo de falha inerente, (Inherent flaw model - IFM) e o Critério de Tensão Máxima (Maximum Stress criterion - MSC) em conjunto com os dados experimentais e os resultados de simulação matemática pelo Método dos Elementos Finitos (MEF). Além disso, foram também desenvolvidas técnicas de análise, já consagradas na literatura, para determinação das propriedades mecânicas residuais devido a influência do furo, com o objetivo de produzir um modelo de falha que defina o comportamento do material sob ação da concentração de tensão. Todos os comparativos foram feitos com o intuito de se obter uma boa previsibilidade entre os dados experimentais com os modelos propostos e os resultados numéricos. Já a análise da concentração de tensão em torno do furo foi realizada pelo monitoramento da tensão média dos extensômetros submetido até a tensão máxima de flexão. A modificação dos métodos PSC, ASC e IFM, a partir dos resultados experimentais do LSF, é algo que foi verificado com exclusividade neste trabalho, onde traz uma metodologia nova para a área de concentração de tensões em compósitos. A partir dos dados experimentais e da micromecânica, dos resultados analítico e matemáticos (MEF) gerou-se curvas de concentração de tensão em torno do furo. Quando D/W era superior a 0,3 os valores analíticos começaram a apresentar concentração de tensões superior ao valor obtido experimentalmente, como no caso das amostras W90D32 e W90D38.Tese Estudo da viabilidade da reciclagem de biocompósitos à base de polipropileno e fibras de curauá(2016-06-03) Bispo, Sistanley Jones Lima; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; http://lattes.cnpq.br/1042806990155996; ; Melo, Anderson Clayton Alves de; ; http://lattes.cnpq.br/5242440649066569; Felipe, Raimundo Nonato Barbosa; ; http://lattes.cnpq.br/7520491414631153; Felipe, Renata Carla Tavares Santos; ; http://lattes.cnpq.br/6720439923599015; Amorim Júnior, Wanderley Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/8131607733881361Esta pesquisa apresenta uma abordagem a cerca do processo de reciclagem do polipropileno reforçado com fibras de curauá reprocessado. Sendo uma proposta alternativa de reforço aos compósitos poliméricos. Teores de fibras de 0%, 10%, 20% e 30% foram analisados para verificação de suas propriedades mecânicas comparando-as, inclusive com as propriedades do polipropileno (PP). Os biocompósitos granulados foram preparados em uma extrusora. Os corpos de prova foram moldados por processo de injeção e submetidos aos ensaios mecânicos de tração uniaxial, flexão em três pontos e impacto. Para verificação de danos aos corpos de prova utilizou-se da análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Estes biocompósitos também foram submetidos a ensaios físico - químicos de índice de fluidez (IF). Observou-se que os biocompósitos de polipropileno com 30% de fibras de curauá apresentaram maior módulo de elasticidade e menor resistência ao impacto. Para todos os biocompósitos, os valores encontrados nos ensaios de tração para os limites de escoamento e tensão de ruptura não sofreram alterações à medida que se adicionavam as fibras. Outros pontos relevantes foram o aumento da resistência à flexão, a redução da degradação térmica das misturas polipropileno e fibras de curauá, e o não comprometimento de uma forma em geral, da fabricação dos biocompósitos, quando analisados por microscopia eletrônica de varredura.Dissertação Estudo do efeito de intempéries regionais na deterioração de pás eólicas(2018-05-30) Silva, Ranaildo Gomes da; Alves, Salete Martins; ; ; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; ; Batista, Ana Cláudia de Melo Caldas;Atualmente existe uma grande demanda por fontes alternativas e limpas de energia e que não causem grandes efeitos negativos ao meio ambiente, sendo crescente a necessidade de aproveitamento do potencial eólico mundial. No entanto, a indústria de energia eólica, especificamente os fabricantes de pás eólicas, buscam constantemente por melhorias no desempenho das propriedades mecânicas dos materiais empregados na confecção das pás eólicas. Dessa forma, conhecer o comportamento dos materiais utilizados é de fundamental importância para que se possa tirar melhor proveito dos ventos e consequentemente evitar prejuízos e acidentes. O objetivo do presente trabalho foi avaliar, em túnel de vento, o efeito das partículas de areia e sal na superfície das pás eólicas. Para os testes, foram utilizados corpos de prova em base de resina ortoftálica revestidos com manta e tecidos em fibra de vidro, comumente é o material mais utilizado na confecção das pás eólicas. Foi analisado, em túnel de vento, uma seção de pá eólica com tamanho de 17 X 2,5 cm, modelo da NACA (Comitê Nacional para Aconselhamento sobre Aeronáutica) 7715. Foram feitos 15 ensaios variados os ângulos de ataque em 0°, 45° e 90° a cada 12 horas de ensaio, sendo um total de 180 horas de ensaio para ambos os resíduos (areia e sal). Realizou-se simulações computacionais, ensaios de tração, ensaios de flexão, após os ensaios no túnel foram feitos: perda mássica, rugosidade e microscopia eletrônica de varredura (MEV) em todos os corpos de prova. A simulação computacional possibilitou visualizar o comportamento aerodinâmico dentro do túnel e determinar o lugar mais estável para fixação do corpo de prova. Os ensaios de tração e flexão possibilitaram identificar as resistências máximas do material utilizado. Os ensaios de rugosidade confirmaram as alterações que ocorreram na microestrutura e a técnica de caracterização de microscopia eletrônica de varredura (MEV) identificaram as mudanças, falhas e o comportamento entre matriz e reforço.TCC Estudo e caracterização de compósito de matriz polimérica reforçada com resíduo de uma indústria de pneus(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-04) Medeiros, Nícolas França; Ferreira, Evans Paiva da Costa; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; Queiroz, William Fernandes deO estudo da reutilização de resíduos industriais e produtos em fase de descarte visando novas aplicações é tema atual no cenário acadêmico e industrial. Essa abordagem serve como pilar na definição de conceitos da economia circular. A reutilização pode ser realizada na fase final do ciclo de vida de um produto e/ou nos resíduos gerados durante sua produção. Uma forma de agregar valor a esses materiais, considerados sem aplicabilidade, é utilizá-los como novos insumos na cadeia produtiva gerando novas aplicações. Uma possibilidade que se estuda, neste trabalho, é a inserção do material estudado como reforço em compósitos. Neste trabalho foi feito o estudo do comportamento de compósitos fabricados com matriz polimérica (poliéster), utilizando resíduo industrial do tipo têxtil sintético, proveniente de uma indústria de pneus, combinando ou não, com fibra de vidro. Os compósitos fabricados foram caracterizados quanto as suas propriedades mecânicas, através da realização do ensaio destrutivo de tração. Por fim, os resultados obtidos, foram utilizados para avaliar a aplicabilidade dos materiais, bem como analisar o percentual de economia se o têxtil for utilizado como substituto parcial em algumas aplicações com fibra de vidro. Os compósitos foram considerados economicamente viáveis, mas de baixo desempenho mecânico.