Prototipagem virtual aplicada a simulação com software CAE: pistão de liga de alumínio com recobrimento de material cerâmico
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Data de Publicação: | 2021 |
Outros Autores: | |
Tipo de documento: | Artigo |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Brazilian Journal of Production Engineering |
Texto Completo: | https://periodicos.ufes.br/bjpe/article/view/36974 |
Resumo: | Innovation in materials is an area that aims to generate improvements in existing products through activities with R&D. The automotive sector is one of the areas where investment is sought for better materials. Product engineering combined with virtual simulation, prototyping allows projects to be more assertive, with a reduction in planning progress, and the costs involved. The use of ceramic materials in internal combustion engines is still necessary for large-scale research, especially because of their sintering particularities and improved mechanical characteristics at extreme temperatures. The present research has the objective of proposing an optimization in an internal combustion engine by cycle of Otto cycle by replacing metal alloy material in the piston by Metallic Matrix Composite (CMM). For support in the disciplines of Material Science, Product Engineering and Simulation for the realization of the project, use of Inventor® and Ansys® software to validate a proposal of the idealized piston prototype, Aluminum alloy piston exchange fused with Ceramic Dioxide Silicon. The results obtained were a reduction in heat conduction as a function of time, the best mechanical attributes used and a reduction in the costs applied in the process of using ceramic motors in automotive engines. |
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Prototipagem virtual aplicada a simulação com software CAE: pistão de liga de alumínio com recobrimento de material cerâmicoVirtual prototyping applied to simulation with CAE software: aluminum alloy piston with ceramic material coatingPrototipado virtual aplicado a simulación con software CAE: pistón de aleación de aluminio con recubrimiento de material cerámicoPistão. Recobrimento. Dióxido de Silício. Ansys.Piston. Coating. Silicon Dioxide. AnsysPistón. revestimiento. Dióxido de silicio. Ansys.Innovation in materials is an area that aims to generate improvements in existing products through activities with R&D. The automotive sector is one of the areas where investment is sought for better materials. Product engineering combined with virtual simulation, prototyping allows projects to be more assertive, with a reduction in planning progress, and the costs involved. The use of ceramic materials in internal combustion engines is still necessary for large-scale research, especially because of their sintering particularities and improved mechanical characteristics at extreme temperatures. The present research has the objective of proposing an optimization in an internal combustion engine by cycle of Otto cycle by replacing metal alloy material in the piston by Metallic Matrix Composite (CMM). For support in the disciplines of Material Science, Product Engineering and Simulation for the realization of the project, use of Inventor® and Ansys® software to validate a proposal of the idealized piston prototype, Aluminum alloy piston exchange fused with Ceramic Dioxide Silicon. The results obtained were a reduction in heat conduction as a function of time, the best mechanical attributes used and a reduction in the costs applied in the process of using ceramic motors in automotive engines.A inovação em materiais é uma área que visa gerar melhorias nos produtos existentes, através de atividades como PD&I. O setor automotivo é uma das grades áreas em que o investimento na busca por melhores materiais é alto. A engenharia de produto combinada com a simulação e prototipagem virtual permite com que os projetos sejam mais assertivos, com uma redução no tempo de planejamento e nos custos envolvidos. A utilização de materiais cerâmicos em motores de combustão interna ainda necessita de maiores pesquisas para torná-los acessíveis a produção em larga escala, sobretudo por suas particularidades na sinterização e melhores propriedades mecânicas em temperaturas extremas. A presente pesquisa possui o objetivo de propor uma otimização em um motor a combustão interna por centelha do ciclo Otto através da substituição de material de liga metálica no pistão por Compósito de Matriz Metálica (CMM). Para tanto se apoio nas disciplinas de Ciências dos Materiais, Engenharia do Produto e Simulação para a realização do projeto, utilizando os softwares Inventor® e Ansys® para validar a proposta do protótipo do pistão idealizado, através do recobrimento do pistão de liga de Alumínio fundido com o cerâmico Dióxido de Silício. Os resultados obtidos foram uma redução na condução de calor em função do tempo, melhores propriedades mecânicas apresentadas e uma redução nos custos envolvidos no processo de utilização de cerâmicos nos motores automotivos.La innovación en materiales es un área que pretende generar mejoras en los productos existentes, a través de actividades como la I+D+i. El sector de la automoción es una de las grandes áreas en las que la inversión en la búsqueda de mejores materiales es elevada. La ingeniería de producto combinada con simulación y prototipado virtual permite que los proyectos sean más asertivos, con una reducción en el tiempo de planificación y los costos involucrados. El uso de materiales cerámicos en motores de combustión interna aún necesita más investigación para hacerlos accesibles para la producción a gran escala, principalmente debido a sus particularidades en la sinterización y mejores propiedades mecánicas a temperaturas extremas. La presente investigación tiene como objetivo proponer una optimización en un motor de combustión interna de chispa del ciclo Otto mediante la sustitución de material de aleación metálica en el pistón por Matriz Metálica Compuesta (MMC). Para ello se apoya en las disciplinas de Ciencias de Materiales, Ingeniería de Producto y Simulación para la realización del proyecto, utilizando los software Inventor® y Ansys® para validar la propuesta del prototipo de pistón idealizado, mediante el recubrimiento del pistón de aleación de aluminio fundido. con dióxido de silicio cerámico. Los resultados obtenidos fueron una reducción en la conducción de calor en función del tiempo, mejores propiedades mecánicas presentadas y una reducción en los costos involucrados en el proceso de utilización de cerámicas en motores automotrices.Universidade Federal do Espírito Santo - UFES2021-12-03info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://periodicos.ufes.br/bjpe/article/view/3697410.47456/bjpe.v7i4.36974Brazilian Journal of Production Engineering; Vol. 7 No. 4 (2021): Edição Especial "Educação 5.0: Inovação e metodologias ativas para o ensino superior" (Agosto-Janeiro); 23-45Brazilian Journal of Production Engineering; Vol. 7 Núm. 4 (2021): Edição Especial "Educação 5.0: Inovação e metodologias ativas para o ensino superior" (Agosto-Janeiro); 23-45Brazilian Journal of Production Engineering; v. 7 n. 4 (2021): Edição Especial "Educação 5.0: Inovação e metodologias ativas para o ensino superior" (Agosto-Janeiro); 23-452447-558010.47456/bjpe.v7i4reponame:Brazilian Journal of Production Engineeringinstname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESporhttps://periodicos.ufes.br/bjpe/article/view/36974/24330Copyright (c) 2021 Brazilian Journal of Production Engineering - BJPEhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessZardo, Alexandre SantosCarvalho, Flavio Lucio Santos de2022-09-23T00:09:55Zoai:periodicos.ufes.br:article/36974Revistahttps://periodicos.ufes.br/bjpePUBhttps://periodicos.ufes.br/bjpe/oairodrigo.r.freitas@ufes.br2447-55802447-5580opendoar:2023-01-13T10:36:36.412023Brazilian Journal of Production Engineering - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false |
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