Bacharelado em Engenharia Mecânica

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https://repositorio.ifmg.edu.br/handle/20.500.14387/1034

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Navegando Bacharelado em Engenharia Mecânica por Orientador "Doutor Hélio Luiz Simonetti"

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    Análise de falhas e otimização topológica em martelos trituradores de sucata via simulação no Ansys Workbench
    (2023-08-04) Rodrigues, Lucas José; Doutor Hélio Luiz Simonetti
    Este trabalho utiliza o software ANSYS Workbench para analisar falhas em martelos de triturador de sucatas e aplicar a Otimização Topológica (OT). O objetivo é melhorar o projeto, reduzindo o peso e aumentando a eficiência durante o ciclo de vida útil. O triturador possui martelos rotativos que fragmentam o material inserido. A otimização topológica busca a melhor distribuição de material, maximizando a resistência e minimizando o peso. O estudo utiliza o Ansys Workbench, criando um modelo CAD com condições de contorno e restrições. A implementação da otimização topológica contribui para o desempenho da máquina e redução dos custos de fabricação dos martelos. No triturador, os martelos são fundamentais e geralmente feitos em aço manganês austenítico. Porém, apresentam falhas devido à falta de resistência, baixa resistência ao escoamento e tração, e crescimento de carbonetos em temperaturas entre 200°C e 300°C. Identificar essas falhas é importante para aumentar a eficiência e reduzir custos.
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    Manufatura aditiva para fabricação de acopladora flexível topologicamente otimizada
    (2021-03-16) Marinho, Adriano Ribeiro; Doutor Hélio Luiz Simonetti; Doutor Gabriel Mendes de Almeida Carvalho; Professora Isabel Jesus
    Dentre o campo de otimização estrutural, a técnica de Otimização Topológica (OT) apresenta uma vantagem entre as demais, possibilitando ao usuário alterar o layout da estrutura primária. Um conhecido problema limitador do uso da metodologia relaciona-se com a dificuldade e, muitas vezes, incapacidade dos meios de fabricação tradicionais de desenvolver o modelo otimizado devido ao seu nível de complexidade, sem que haja um pós-processamento do mesmo. Neste cenário, os métodos de fabricação conhecidos como Manufatura Aditiva (MA), vêm ganhando notoriedade nos últimos anos. A MA apresenta um conjunto de procedimentos mecânicos que podem ser usados para superar as limitações técnicas das abordagens clássicas, oferecendo também um maior grau de liberdade de design. Este trabalho apresenta uma investigação sobre as relações entre as técnicas de otimização e manufatura aditiva. Como estudo de caso, foi avaliado a configuração e aplicações de um grampo metálico, elemento que compõe a ferramenta denominada acopladora flexível (BR 10 2012 026038-7 A2), usada na fabricação e montagem de tubulações industriais soldadas. Para este fim, o método Smoothing Evolutionary Strucutural Optimization (SESO) foi empregado para o estudo topológico, seguido de uma análise estrutural via SolidWorks. Foram analisados os parâmetros de tensão máxima de Von Mises, percentual de redução de peso, quantidade de cavidades e complexidade do modelo ótimo, além da realização de testes de deflexão e estricção máxima para o componente. Os resultados obtidos foram comparados com os do modelo original, sendo observado uma boa concordância entre os comportamentos estruturais. O trabalho realizado mostra que a aplicação da técnica de otimização topológica via SESO, anterior ao estudo estrutural, auxiliou na determinação, de forma ágil, da quantidade e posicionamento das cavidades. Entende-se que a metodologia utilizada resulta em uma redução no tempo de análise e processamento da estrutura, bem como os custos computacionais envolvidos e que, portanto, pode ser empregada para facilitar o processo de otimização de estruturas.