Obtenção de um modelo de elementos finitos simplificado para representação de juntas rebitadas em análise dinâmica de estruturas usando uma ferramenta de updating

ResumoNeste artigo é proposto um modelo de elementos finitos simplificado para representação de juntas rebitadas em análise dinâmica de estruturas. O rebite é modelado com elementos que combinam mola e amortecedor. Vários modelos numéricos são estudados com diferentes quantidades de rebites (um, 2, 3 e 5) e diferentes quantidades de elementos mola‐amortecedor (4, 6, 8, 12, 16 e 20) por cada rebite. Amostras constituídas por 2 placas de alumínio ligadas entre si por diferentes quantidades de rebites (um, 2, 3 e 5) são construídas e submetidas a análise modal experimental, a fim de serem conhecidas as suas características modais – frequências naturais e formas naturais de vibração. É usada uma metodologia de melhoramento de modelos de elementos finitos, também conhecido na linguagem anglo‐saxónica por updating, com o fim de obter a melhor representação numérica da junta rebitada relativamente às amostras experimentais. Uma avaliação da melhor representação numérica da junta rebitada é efetuada com base na comparação entre as frequências naturais experimentais e as frequências naturais numéricas, para cada modo de vibração, após aplicação do processo de melhoramento de elementos finitos. Mostra‐se que o modelo de junta composto por 8 e 12 elementos mola‐amortecedor por rebite consegue uma melhor aproximação ao comportamento dinâmico observado experimentalmente. Um valor numérico da constante de rigidez é obtido para as juntas em estudo.AbstractIn this paper, a simplified finite element model to represent a riveted lap joint in structural dynamic analysis field is proposed. The rivet is modeled by spring‐damper combination elements. Several numerical models are studied with different quantities of rivets (1, 2, 3 and 5) and spring‐damper combination elements (4, 6, 8, 12, 16 and 20) per rivet. Experimental samples of two aluminum material plates connected by different quantities of rivets (1, 2, 3 and 5) are built and tested in order to be known its modal characteristics ‐ natural frequencies and mode shapes. A finite element model updating methodology is used in order to get the best numerical riveted lap joint representation relatively to the experimental samples. An evaluation of the best numerical riveted lap joint is carried out based on the comparison between the experimental and numerical resonance frequencies after updating. It is shown that the riveted lap joints composed by eight and twelve spring‐damper combination elements per rivet have the best representation. A stiffness constant value is obtained for the riveted lap joints in stud

Adaptive RBFNN versus conventional self-tuning: comparison of two parametric model approaches for non-linear control

In this work a practical study evaluates two parametric modelling approaches -- linear and non-linear (neural) -- for automatic adaptive control. The neural adaptive control is based on a developed hybrid learning technique using an adaptive (on-line) learning rate for a Gaussian radial basis function neural network. The linear approach is used for a self-tuning pole-placement controller. A selective forgetting factor method is applied to both control schemes: in the neural case to estimate on-line the second-layer weights and in the linear case to estimate the parameters of the linear process model. These two techniques are applied to a laboratory-scaled bench plant with the possibility of dynamic changes and different types of disturbances. Experimental results show the superior performance of the neural approach particularly when there are dynamic changes in the process.http://www.sciencedirect.com/science/article/B6V2H-3Y51H01-2/1/50fbcda6652e0853352a54ab0d31ca2

Órgãos de máquinas II: exercícios de aplicação

Este documento contém um vasto conjunto de exercícios de aplicação no âmbito dos sistemas de transmissão (Correias, Correntes e Engrenagens), da unidade curricular Órgãos de Máquinas II do Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica da Universidade do Minho

Desenvolvimento de um protótipo aplicador de produtos químicos para um sistema de irrigação pivô central.

Empregando-se um sistema de irrigação pivô central composto por um vão inicial, uma torre móvel e um lance em balanço, foi desenvolvido um protótipo para aplicação de produtos químicos, operando de forma acoplada ao equipamento, utilizando-se da mobilidade da torre como meio de deslocamento para a aplicação de calda através de emissores do tipo microaspersor. Para tanto, foram desenvolvidos diversos conjuntos de componentes, que consistem em: unidade de bombeamento; sistema de filtragem de água e injeção de produtos químicos através de uma bomba dosadora; sistema de adução de calda acoplado a tubulação aérea do pivô central; sistema de controle automatizado da emissão de calda e um conjunto de suporte da linha de microaspersores. Todos os conjuntos de componentes desenvolvidos operaram satisfatoriamente em condições de campo

Uniformidade de distribuição de água e potássio aplicados por um sistema acoplado a um pivô central.

Neste trabalho foi avaliada a distribuição de água e de potássio aplicados por um protótipo aplicador de produtos químicos que opera de forma acoplada a um pivô central, utilizando-se da mobilidade da torre como meio de deslocamento para aplicação de calda através de microaspersores. Concluiu-se que o protótipo apresentou boa uniformidade de distribuição de água, com variações próximas aos microaspersores, devido a respingos causados pelos impactos dos jatos de água no corpo dos mesmos e que a injeção de solução de cloreto de potássio proporcionou concentração uniforme de potássio na solução emitida pelos microaspersores

Professor Pimenta Claro (1957-2018): Pioneer in dynamics of mechanical systems at the University of Minho

This work highlights the importance of Professor Pimenta Claro in the genesis and development of a new scientific area at the Department of Mechanical Engineering of the University of Minho, namely Dynamics of Mechanical Systems. Professor Pimenta Claro initiated his academic career in October 1980, coming from industry, where he was a well-recognized engineer in the field of mechanical design. Professor Pimenta Claro concluded his Pedagogical Aptitude and Scientific Capacity Tests (PAPCC) – MSc equivalent – in 1987, with dissertation title “Estudo Comparativo das Previsões Teóricas do Desempenho de Chumaceiras Radiais Hidrodinâmicas com Resultados Experimentais”. Professor Pimenta Claro received his doctorate degree in 1994 with thesis “Reformulação de Método de Cálculo de Chumaceiras Radiais Hidrodinâmicas – Análise do Desempenho Considerando Condições de Alimentação” under the mentorship of Professor Sousa Miranda, which was in fact the first PhD in Mechanical Engineering defended at the University of Minho. In 1997, Professor Pimenta Claro broken with his past background – classical tribology – to open a new research domain – Dynamics of Mechanical Systems. Since then, Professor Pimenta Claro has coordinated and participated in several scientific projects both with national and international partners, as well as projects with industrial partners. Professor Pimenta Claro was author of numerous publications, including scientific papers, books, conference papers, etc., and supervised PhD and MSc students. From 2007 to 2013 he coordinated the research group called Dynamics of Mechanical Systems. Professor Pimenta Claro was also pioneer and responsible for the creation of new courses on dynamics of mechanical systems offered in different degrees at the School of Engineering of the University of Minho. Thus, the main purpose of this work is to highlight Pimenta Claro’s contributions to the vast scientific area of Dynamics of Mechanical Systems at the Department of Mechanical Engineering of the University of Minho

Surface-ATRP of PEGMA onto polydimethyl siloxane for biomedical applications

Silicone rubber (poly(dimethyl siloxane; PDMS)), is extensively used for biomedical implants due to its low toxicity, flexible processing techniques, long-term endurance and good blood compatibility. However, the presence of low molecular weight organic molecules and catalyst residues that cause host systemic inflammatory reactions. The hydrophobic nature of PDMS also allows microbial adhesion followed by infection. Hydrophilic PDMS surfaces would be of great value in inhibiting biofilm formation thus prolonging the lifetime of the implants. This could be obtained by surface-initiated atom transfer radical polymerization (ATRP). The robustness and versatility of ATRP allow the preparation of functional bioactive surfaces, including antifouling, antibacterial, stimuliresponsive, biomolecule-coupled and micropatterned surfaces.[1-3] We aim at establishing the experimental conditions allowing the surface-grafting of polyethylene glycol methacrylate (PEGMA) by surface attaching an initiator (1- trichlorosilyl-2-(chloromethylphenyl)ethane) onto PDMS (Sylgard ® 184). Here, cooper is being used as a metal catalyst and 2,2'-Bipyridine as a ligant. Polymerizations are being assayed in aqueous media. The native smooth and transparent surface of the PDMS could be preserved following polymerization (as confirmed by SEM). FTIR-ATR also showed the presence of PEGMA polymer chains. By contact angle measurement, a change in the surface hydrophobicity was observed, the values changing from 114º to 60º, following 30h polymerization. Work is in progress to optimize the modification of PDMS by PEGMA surface-ATRP. This implies following up the polymer chain growth kinetics, surface characterization by XPS, FTIR-ATR, SEM and contact angle measurements. Static and dynamic microbial adhesion, as well as biocompatibility studies are also envisaged