Mecânica das joias : estudo estrutural aplicado à concepção e ao desenvolvimento

A criação e confecção de joias, objetos de adorno, remete aos primórdios da humanidade. Ao longo da história as técnicas construtivas foram aprimoradas, porém os métodos produtivos do ramo joalheiro ainda hoje possuem forte caráter empírico de desenvolvimento. Nesse contexto, a presente pesquisa explora a possibilidade de simulação e avaliação do comportamento mecânico da joia, aplicada em etapas que precedem à produção. Busca-se como a análise estrutural por elementos finitos pode auxiliar o designer na avaliação de joias em processos de pré-fabricação. Para isso tem-se a criação dos corpos de prova gerados pela modelagem virtual, através do software Rhinoceros 3D. Os corpos de prova são exportados para o software Abaqus CAE, no qual são configuradas as propriedades do material, condições de carregamento e de suporte, simulando aspectos do uso diário da joia. Como material para simulação, são analisados aqueles mais utilizados no segmento, o ouro, a prata e o latão. Os resultados da simulação gerados no Abaqus CAE permitem avaliar as tensões geradas sobre o modelo, bem como os deslocamentos e deformações. Assim são identificados pontos frágeis na estrutura ou mesmo onde pode ter uma otimização da quantidade de material utilizado para cada joia, reavaliando a necessidade de aumentar ou reduzir o uso do material, buscando o equilíbrio estrutural do qual a joia necessitará. Os resultados obtidos comprovam que o método converge para uma importante ferramenta que proporciona dados sobre cada projeto a ser desenvolvido. Esses dados geram uma visão analítica onde as empresas podem definir qual a prioridade para cada projeto através de índices precisos, o que reduz a taxa de erro por projeto, auxilia no consumo adequado de matéria-prima, gerando economia de tempo e dinheiro.The creation and production of jewelry, adornment objects, refers to the beginnings of humanity. Throughout the history, the construction techniques were improved, however the production methods of the jewelry industry today still have a strong empirical development and production. With this premise, the present research explores the possibility of simulation and evaluation of mechanical behavior for jewelry, in stages that are prior to production. With the application of external loads, the behavior of the jewelry through situations that may occur during the daily use can be analyzed. To create the study object it is used the software Rhinoceros 3D for make the virtual models. In the simulations the most used materials in the jewelry segment are analyzed, as gold, silver and brass. The Finite Element software Abaqus CAE is used for the structural analysis. The results show that the method is an important tool to provide data about the development of each project. These data give an analytical perception in which companies can define projects priorities through precise indexes, reducing error rates, helping in a suitable consumption of raw materials, saving time and money

A biomimética aplicada para o aperfeiçoamento da técnica árvore de fundição na joalheria

Dos objetos de adorno feitos a partir de ossos, conchas, sementes e demais materiais rudimentares ao metal nobre, o desenvolvimento da joalheria acompanha a evolução da humanidade desde a pré-história. Em milênios de existência, técnicas construtivas no desenvolvimento de joias foram aprimoradas, porém os métodos produtivos ainda hoje possuem forte caráter empírico de desenvolvimento. Nesse contexto, a presente pesquisa explora como a biomimética pode contribuir com melhorias na etapa produtiva conhecida como fundição por cera perdida, quando princípios naturais são aplicados na estruturação que alimenta o fluxo de metal durante o processo. Busca-se como o aprimoramento estrutural inspirado em sistemas naturais de fluxo e crescimento pode otimizar a utilização dos materiais no processo, facilitar o preenchimento de peças pelo metal na forma fluída e reduzir problemas como preenchimento incompleto e porosidade. Para isso tem-se a criação de estruturas de alimentação para fundição, geradas em modelagem virtual, através do software Rhino3D®. As diferentes estruturas são analisadas em diversos aspectos de preenchimento e solidificação no software Click2Cast®. A estrutura com resultados promissores foi fundida em latão para averiguação de melhorias obtidas e viabilidade produtiva. Os resultados obtidos indicam que a biomimética aplicada no desenvolvimento de joias pode proporcionar resultados significativos, sendo um método analítico promissor que pode ser expandido para mais etapas do ciclo produtivo. A abordagem atua como uma ferramenta que pode reduzir a taxa de retrabalhos e de desperdício de materiais gerando economia de tempo e dinheiro.From the adornment objects made of bones, shells, seeds and other rudimentary materials to noble metal, the development of jewelery follows the evolution of humanity since prehistory. In millennia of existence, constructive techniques in development of jewelry have been improved, but the productive methods have a strong empirical character of development, still today. In this context, the present research explores how biomimetics can contribute with improvements in the productive stage known as lost wax casting, when natural principles are applied in the structure that feeds the metal flow during the process. It is a research about how the structural improvement inspired by natural system of flow and growth can optimize the use of materials, making easier the filling of pieces by the metal and to reduce casting defects such incomplete filling and porosity. For this, system structures for casting are generated by virtual modeling, through the Rhino3D® software. The different structures are analyzed in several aspects of filing and solidification by the Click2Cast® software. Structure with better results were cast in brass to verify improvements and production feasibility. Results point out that the applied biomimetics in the development of jewelry provides significant results, a promising analytical method that can be expanded to more stages of the productive cycle. The approach acts as a tool that reduces the rate of rework and wastage of materials, saving time and money

Positive emotions in the use of the built space associated with the attributes of biophilic design

O design biofílico proporciona soluções de integração da natureza com os ambientes construídos, promovendo agradabilidade (pleasantness) e bem-estar para os usuários. Este trabalho tem como objetivo identificar emoções positivas dos usuários, associadas aos atributos do design biofílico na avaliação do ambiente construído do novo campus Unisinos, em Porto Alegre. O método proposto abrange uma etapa qualitativa e outra quantitativa, partindo da pesquisa de satisfação com os usuários. Por meio da estruturação de questionário, são aferidas maiores informações a respeito das emoções positivas elicitadas pelos atributos da edificação, assim como da intensidade em que essas emoções são percebidas pelos alunos na interação com o espaço. Os resultados demonstram a contribuição positiva do campo de estudo do design e emoção, bem como do design biofílico, para avaliação do ambiente construído.Biophilic design has brought nature integration solutions with built-in environments, promoting pleasantness and well-being for users. This paper aims to identify users’ positive emotions associated to the attributes of biophilic design in the evaluation of the built environment of the new Unisinos campus, in Porto Alegre. The proposed method includes a qualitative and a quantitative step, starting with satisfaction survey with the users. A questionnaire was developed to gain more information about the positive emotions elicited by the attributes of the building and the intensity by which those attributes are perceived by the students in interaction with the space. The results demonstrate the positive contribution of the study of design and emotion, as well as biophilic design, to evaluate the built environment

Potential of Core-Collapse Supernova Neutrino Detection at JUNO

JUNO is an underground neutrino observatory under construction in Jiangmen, China. It uses 20kton liquid scintillator as target, which enables it to detect supernova burst neutrinos of a large statistics for the next galactic core-collapse supernova (CCSN) and also pre-supernova neutrinos from the nearby CCSN progenitors. All flavors of supernova burst neutrinos can be detected by JUNO via several interaction channels, including inverse beta decay, elastic scattering on electron and proton, interactions on C12 nuclei, etc. This retains the possibility for JUNO to reconstruct the energy spectra of supernova burst neutrinos of all flavors. The real time monitoring systems based on FPGA and DAQ are under development in JUNO, which allow prompt alert and trigger-less data acquisition of CCSN events. The alert performances of both monitoring systems have been thoroughly studied using simulations. Moreover, once a CCSN is tagged, the system can give fast characterizations, such as directionality and light curve

Detection of the Diffuse Supernova Neutrino Background with JUNO

As an underground multi-purpose neutrino detector with 20 kton liquid scintillator, Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) is competitive with and complementary to the water-Cherenkov detectors on the search for the diffuse supernova neutrino background (DSNB). Typical supernova models predict 2-4 events per year within the optimal observation window in the JUNO detector. The dominant background is from the neutral-current (NC) interaction of atmospheric neutrinos with 12C nuclei, which surpasses the DSNB by more than one order of magnitude. We evaluated the systematic uncertainty of NC background from the spread of a variety of data-driven models and further developed a method to determine NC background within 15\% with {\it{in}} {\it{situ}} measurements after ten years of running. Besides, the NC-like backgrounds can be effectively suppressed by the intrinsic pulse-shape discrimination (PSD) capabilities of liquid scintillators. In this talk, I will present in detail the improvements on NC background uncertainty evaluation, PSD discriminator development, and finally, the potential of DSNB sensitivity in JUNO

Real-time Monitoring for the Next Core-Collapse Supernova in JUNO

Core-collapse supernova (CCSN) is one of the most energetic astrophysical events in the Universe. The early and prompt detection of neutrinos before (pre-SN) and during the SN burst is a unique opportunity to realize the multi-messenger observation of the CCSN events. In this work, we describe the monitoring concept and present the sensitivity of the system to the pre-SN and SN neutrinos at the Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO), which is a 20 kton liquid scintillator detector under construction in South China. The real-time monitoring system is designed with both the prompt monitors on the electronic board and online monitors at the data acquisition stage, in order to ensure both the alert speed and alert coverage of progenitor stars. By assuming a false alert rate of 1 per year, this monitoring system can be sensitive to the pre-SN neutrinos up to the distance of about 1.6 (0.9) kpc and SN neutrinos up to about 370 (360) kpc for a progenitor mass of 30$M_{\odot}$ for the case of normal (inverted) mass ordering. The pointing ability of the CCSN is evaluated by using the accumulated event anisotropy of the inverse beta decay interactions from pre-SN or SN neutrinos, which, along with the early alert, can play important roles for the followup multi-messenger observations of the next Galactic or nearby extragalactic CCSN.Comment: 24 pages, 9 figure

The James Webb Space Telescope Mission

Twenty-six years ago a small committee report, building on earlier studies, expounded a compelling and poetic vision for the future of astronomy, calling for an infrared-optimized space telescope with an aperture of at least $4m$. With the support of their governments in the US, Europe, and Canada, 20,000 people realized that vision as the $6.5m$ James Webb Space Telescope. A generation of astronomers will celebrate their accomplishments for the life of the mission, potentially as long as 20 years, and beyond. This report and the scientific discoveries that follow are extended thank-you notes to the 20,000 team members. The telescope is working perfectly, with much better image quality than expected. In this and accompanying papers, we give a brief history, describe the observatory, outline its objectives and current observing program, and discuss the inventions and people who made it possible. We cite detailed reports on the design and the measured performance on orbit.Comment: Accepted by PASP for the special issue on The James Webb Space Telescope Overview, 29 pages, 4 figure

Mecânica das joias : estudo estrutural aplicado à concepção e ao desenvolvimento

A criação e confecção de joias, objetos de adorno, remete aos primórdios da humanidade. Ao longo da história as técnicas construtivas foram aprimoradas, porém os métodos produtivos do ramo joalheiro ainda hoje possuem forte caráter empírico de desenvolvimento. Nesse contexto, a presente pesquisa explora a possibilidade de simulação e avaliação do comportamento mecânico da joia, aplicada em etapas que precedem à produção. Busca-se como a análise estrutural por elementos finitos pode auxiliar o designer na avaliação de joias em processos de pré-fabricação. Para isso tem-se a criação dos corpos de prova gerados pela modelagem virtual, através do software Rhinoceros 3D. Os corpos de prova são exportados para o software Abaqus CAE, no qual são configuradas as propriedades do material, condições de carregamento e de suporte, simulando aspectos do uso diário da joia. Como material para simulação, são analisados aqueles mais utilizados no segmento, o ouro, a prata e o latão. Os resultados da simulação gerados no Abaqus CAE permitem avaliar as tensões geradas sobre o modelo, bem como os deslocamentos e deformações. Assim são identificados pontos frágeis na estrutura ou mesmo onde pode ter uma otimização da quantidade de material utilizado para cada joia, reavaliando a necessidade de aumentar ou reduzir o uso do material, buscando o equilíbrio estrutural do qual a joia necessitará. Os resultados obtidos comprovam que o método converge para uma importante ferramenta que proporciona dados sobre cada projeto a ser desenvolvido. Esses dados geram uma visão analítica onde as empresas podem definir qual a prioridade para cada projeto através de índices precisos, o que reduz a taxa de erro por projeto, auxilia no consumo adequado de matéria-prima, gerando economia de tempo e dinheiro.The creation and production of jewelry, adornment objects, refers to the beginnings of humanity. Throughout the history, the construction techniques were improved, however the production methods of the jewelry industry today still have a strong empirical development and production. With this premise, the present research explores the possibility of simulation and evaluation of mechanical behavior for jewelry, in stages that are prior to production. With the application of external loads, the behavior of the jewelry through situations that may occur during the daily use can be analyzed. To create the study object it is used the software Rhinoceros 3D for make the virtual models. In the simulations the most used materials in the jewelry segment are analyzed, as gold, silver and brass. The Finite Element software Abaqus CAE is used for the structural analysis. The results show that the method is an important tool to provide data about the development of each project. These data give an analytical perception in which companies can define projects priorities through precise indexes, reducing error rates, helping in a suitable consumption of raw materials, saving time and money

Emoções positivas no uso do espaço construído de um campus universitário associadas aos atributos do design biofílico

O design biofílico proporciona soluções de integração da natureza com os ambientes construídos, promovendo agradabilidade (pleasantness) e bem-estar para os usuários. Este trabalho tem como objetivo identificar emoções positivas dos usuários, associadas aos atributos do design biofílico na avaliação do ambiente construído do novo campus Unisinos, em Porto Alegre. O método proposto abrange uma etapa qualitativa e outra quantitativa, partindo da pesquisa de satisfação com os usuários. Por meio da estruturação de questionário, são aferidas maiores informações a respeito das emoções positivas elicitadas pelos atributos da edificação, assim como da intensidade em que essas emoções são percebidas pelos alunos na interação com o espaço. Os resultados demonstram a contribuição positiva do campo de estudo do design e emoção, bem como do design biofílico, para avaliação do ambiente construído