Otimização do projeto de eixos de transmissão rotativos utilizando o conceito de projeto de experimentos e elementos finitos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ribeiro, Kevin Mauricio Menon
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/18658
Resumo: Um dos componentes mecânicos que merece destaque no projeto de máquinas são os eixos de transmissão. Estes eixos são utilizados com o intuito de transmitir o movimento de rotação e torque de um local ao outro em máquinas rotativas. Os eixos de transmissão estão submetidos a esforços de flexão, tração, compressão e torção os quais atuam de maneira isolada ou combinada. Devido a esta grande variedade de esforços, faz necessário que os projetistas levem cada vez mais em consideração a resistência a fadiga no projeto deste tipo de componente, sendo necessário avaliar a suas características através de simulações numéricas pelo Método de Elementos finitos. A combinação entre o método de elementos finitos juntamente com os conceitos provenientes de projeto de experimentos pode ser uma ferramenta eficaz na etapa de desenvolvimento de produtos. O uso de ferramentas computacionais de análise durante o projeto diminui os custos e o tempo de desenvolvimento de produto, permitindo inclusive que os projetistas avaliem os efeitos de diversos parâmetros, tais como a mudança de geometria e escolha do material, sem a necessidade da construção de protótipos físicos. O presente trabalho tem como foco realizar o projeto de um eixo de transmissão otimizado, visando maximizar o número de ciclos de vida até a falha e minimizar o gasto de material para sua fabricação. A referida otimização se dá pelo emprego dos conceitos provenientes do método de Elementos Finitos e do Projeto de Experimentos.
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Devido a esta grande variedade de esforços, faz necessário que os projetistas levem cada vez mais em consideração a resistência a fadiga no projeto deste tipo de componente, sendo necessário avaliar a suas características através de simulações numéricas pelo Método de Elementos finitos. A combinação entre o método de elementos finitos juntamente com os conceitos provenientes de projeto de experimentos pode ser uma ferramenta eficaz na etapa de desenvolvimento de produtos. O uso de ferramentas computacionais de análise durante o projeto diminui os custos e o tempo de desenvolvimento de produto, permitindo inclusive que os projetistas avaliem os efeitos de diversos parâmetros, tais como a mudança de geometria e escolha do material, sem a necessidade da construção de protótipos físicos. O presente trabalho tem como foco realizar o projeto de um eixo de transmissão otimizado, visando maximizar o número de ciclos de vida até a falha e minimizar o gasto de material para sua fabricação. A referida otimização se dá pelo emprego dos conceitos provenientes do método de Elementos Finitos e do Projeto de Experimentos.One of the mechanical components worth mentioning in machine design are the shafts. The drive shafts are used in order to transmit rotational motion and torque from one location to another in rotating machinery. In real situations the drive shafts are subject to bending stress, tensile, compression and torsion which act in isolation or combination. Because of this wide variety of types of requests is necessary that designers increasingly take into account the fatigue resistance in the design of this type of component, it is necessary to evaluate its characteristics through numerical simulations by finite element method. The combination of the finite element method along with the concepts from design of experiments can be an effective tool in the product development stage. The use of computational tools of analysis during the design lowers costs and product development time, allowing even designers to evaluate the effects of various parameters such as the change of geometry and material choice, without the need to build physical prototyping. This study aims to optimize the design of a drive shaft to maximize the number of life cycles to failure and minimize the expenditure of material for their manufacture. Such optimization is through the use of concepts from the Finite Element Method and Design of Experiments.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaCurso de Especialização em Engenharia da ConfiabilidadeUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::ELEMENTOS DE MAQUINASMáquinas - ProjetosMétodo dos elementos finitosOtimização matemáticaProjeto experimentalEngenharia de protótiposMachine designFinite element methodMathematical optimizationExperimental designPrototypes, EngineeringOtimização do projeto de eixos de transmissão rotativos utilizando o conceito de projeto de experimentos e elementos finitosOptimization of rotary drive shafts project using thedDesign of experiments and finite element conceptinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCuritibaRigoni, EmersonCarvalho, André Luís CerávoloRigoni, EmersonMariano, Carlos HenriqueRodrigues, MarceloRibeiro, Kevin Mauricio Menoninfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALCT_CEEC_2014_07.pdfapplication/pdf1379577http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/18658/1/CT_CEEC_2014_07.pdf3184573ad692988afc23243522b3a143MD51LICENSElicense.txttext/plain1290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/18658/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTCT_CEEC_2014_07.pdf.txtExtracted texttext/plain78661http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/18658/3/CT_CEEC_2014_07.pdf.txt00d8cbf088d0d173fbeefda3828b96c0MD53THUMBNAILCT_CEEC_2014_07.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1341http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/18658/4/CT_CEEC_2014_07.pdf.jpgce93df0b484725217b37ff8c513fecbfMD541/186582020-11-23 09:58:48.876oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/18658TmEgcXVhbGlkYWRlIGRlIHRpdHVsYXIgZG9zIGRpcmVpdG9zIGRlIGF1dG9yIGRhIHB1YmxpY2HDp8OjbywgYXV0b3Jpem8gYSBVVEZQUiBhIHZlaWN1bGFyLCAKYXRyYXbDqXMgZG8gUG9ydGFsIGRlIEluZm9ybWHDp8OjbyBlbSBBY2Vzc28gQWJlcnRvIChQSUFBKSBlIGRvcyBDYXTDoWxvZ29zIGRhcyBCaWJsaW90ZWNhcyAKZGVzdGEgSW5zdGl0dWnDp8Ojbywgc2VtIHJlc3NhcmNpbWVudG8gZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCBkZSBhY29yZG8gY29tIGEgTGVpIG5vIDkuNjEwLzk4LCAKbyB0ZXh0byBkZXN0YSBvYnJhLCBvYnNlcnZhbmRvIGFzIGNvbmRpw6fDtWVzIGRlIGRpc3BvbmliaWxpemHDp8OjbyByZWdpc3RyYWRhcyBubyBpdGVtIDQgZG8gCuKAnFRlcm1vIGRlIEF1dG9yaXphw6fDo28gcGFyYSBQdWJsaWNhw6fDo28gZGUgVHJhYmFsaG9zIGRlIENvbmNsdXPDo28gZGUgQ3Vyc28gZGUgR3JhZHVhw6fDo28gZSAKRXNwZWNpYWxpemHDp8OjbywgRGlzc2VydGHDp8O1ZXMgZSBUZXNlcyBubyBQb3J0YWwgZGUgSW5mb3JtYcOnw6NvIGUgbm9zIENhdMOhbG9nb3MgRWxldHLDtG5pY29zIGRvIApTaXN0ZW1hIGRlIEJpYmxpb3RlY2FzIGRhIFVURlBS4oCdLCBwYXJhIGZpbnMgZGUgbGVpdHVyYSwgaW1wcmVzc8OjbyBlL291IGRvd25sb2FkLCB2aXNhbmRvIGEgCmRpdnVsZ2HDp8OjbyBkYSBwcm9kdcOnw6NvIGNpZW50w61maWNhIGJyYXNpbGVpcmEuCgogIEFzIHZpYXMgb3JpZ2luYWlzIGUgYXNzaW5hZGFzIHBlbG8ocykgYXV0b3IoZXMpIGRvIOKAnFRlcm1vIGRlIEF1dG9yaXphw6fDo28gcGFyYSBQdWJsaWNhw6fDo28gZGUgClRyYWJhbGhvcyBkZSBDb25jbHVzw6NvIGRlIEN1cnNvIGRlIEdyYWR1YcOnw6NvIGUgRXNwZWNpYWxpemHDp8OjbywgRGlzc2VydGHDp8O1ZXMgZSBUZXNlcyBubyBQb3J0YWwgCmRlIEluZm9ybWHDp8OjbyBlIG5vcyBDYXTDoWxvZ29zIEVsZXRyw7RuaWNvcyBkbyBTaXN0ZW1hIGRlIEJpYmxpb3RlY2FzIGRhIFVURlBS4oCdIGUgZGEg4oCcRGVjbGFyYcOnw6NvIApkZSBBdXRvcmlh4oCdIGVuY29udHJhbS1zZSBhcnF1aXZhZGFzIG5hIEJpYmxpb3RlY2EgZG8gQ8OibXB1cyBubyBxdWFsIG8gdHJhYmFsaG8gZm9pIGRlZmVuZGlkby4gCk5vIGNhc28gZGUgcHVibGljYcOnw7VlcyBkZSBhdXRvcmlhIGNvbGV0aXZhIGUgbXVsdGljw6JtcHVzLCBvcyBkb2N1bWVudG9zIGZpY2Fyw6NvIHNvYiBndWFyZGEgZGEgCkJpYmxpb3RlY2EgY29tIGEgcXVhbCBvIOKAnHByaW1laXJvIGF1dG9y4oCdIHBvc3N1YSB2w61uY3Vsby4KRepositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-11-23T11:58:48Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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