Resumos

Actas do X Congresso Ibero-americano em Engenharia Mecânica - CIBEM 1 O

Porro, Portugal 4-7 de Setembro de 2011

III

ÍNDICE

Prefácio .... .......... ........ ..................................... ... .......... ...... XII I

A. Ciências Aplicadas

1. Métodos numéricos· Mecânica Computacional e Simulação ... ..... .

2. Mecânica geral· Mecânica Experimental 45 3. Vibrações mecânicas e acústica .......................................... 63

5. Mecânica de fluidos ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 81

6. Termotecnia· termodinâmica 0.0 ... 0.0 0.0 0'0 0'0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 121

7. Energia· Energia Eólica· Energia Solar .. . ........ . ..................... '5' 8. Sistemas de Representação· CAD· Interfaces e Visualização·

Processamento e Análise de Imagem .............. . ...... '" .. , .. . ... ... '97

9. Estruturas ...................................................... ............ 203

10. Mecatrónica· Electromecânica . Robótica .............................. 209

11. Instrumentação ...... ......... ............................................. 221

12. Materiais e Metalurgia... ... ... .. . .. . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 225

'3. Tribologia.................. ...... ........... ....... .............. ....... ...... 289

14. Biomecânica· Mecanobiologia· Bioengenharia ...... ...... ... ......... 303

B. Desenho e Concepção de Máquinas e Componentes

'5. Sinteses e análises de mecanismos· Desenvolvimento do Produto 345

16. Veículos automóvel... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. . ... ... ... ... ... ... ... 357 a·

'7· Maquinário de transporte .................... ............................ 387

18. Máquinas ferramenta ...... ...... ... .. ............. ......... ............... 393

\nrónio '9· Desenho de elementos de máquina ........... ... ............ , ... ... ... 401

20. Outras máquinas... ....................... .................................. 413 J

C. Fabricação de Componentes e Máquinas

21. Processos de fabricação .. ....... .. ... ............... ................ ..... . 421

22. Planejamento e controle da fabricação ................................. 467

23· Produção industrial · Gestão de Produção............... .. ............. 471

VII

CIBIM 10, Oporm, Portugal, 2011 ClBEM 10, Pono, Portugal. 2011

RM Natal Jorge, jMRS Tavares, JL Alexandre, AJM Ferreira, MAP Vaz (Eds)

24. Fabricação automatizada (CAM) ..................... .. . ... .............. .

25. Controle de Qulidade ........................ ... .. . ........... . ........... .

26. Ensaios e verificações ................................. ........... . ........ .

27. Metrologia ........... . ............................................ . ..... . .. .

D. Exploração de Máquina 28. Manutenção ................................................... ... ........ .

29. Aspectos ambientais 0.00.00.00.00.0 ...... 0.0 0'° 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0 ' 0 0. 0 . .. 0.0

30. Reacondicionamento ...... .. . ............................................ .

E. Métodos e Técnicas para a Formação em Engenharia

3'. Formação ........................................................ · .. · .. · .. · .. ·

VIII

479

483

49' 50 7

5'9 527 535

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Ficha Técnica

Titulo: Actas do X Congrcsso lbero·americano em Engenharia Mecânica­

CIBEMIO

Editado por: R.M. Natal Jorge; João Manuel R.S . Tavares; José Luis A1exand,,; António

JM Ferreira; Mário Vaz Faculdade de Engenharia da Universidade do Pono, PortO, Portugal

Data: Agosto 2011 Ewmção gráfica: Tipografia Nunes Lda . Maia

Depósito Legal: 332096111

ISBN: 978_989-96276-2-8

VI

WII

479 483 491 507

519 527 535

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Agradecimentos

Os organizadores do CIBEM 10 agradecem às seguinces Instituições o apoio recebido:

- Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP)

- Universidade do Porto (UP)

- Instituto de Engenharia Mecânica - Pólo FEUP (IDMEC-Polo FEUP)

- Institmo de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial (INEGI)

- Federação Ibero-americana de Engenharia Mecânica (FeIbEM)

IX

PREFÁCIO

A presente publicação contém os resumos dos artigos seleccionados para apresen­

.f'1...raçáo pelo Comité Científico do X Congresso Ibero-americano em Engenharia

Mecânica (CIBEM 10), que teve lugar na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), Porto, Portugal, entre os dias 4 e 7 de Setembro de 201!. O CIBEM 10 foi uma organização conjunta entre a FEUp, o Instituto de Engenharia

Mecânica, o Insrimto de Engenharia Mecânica e Gestáo Industrial e a Federação

Iber-americana de Engenharia Mecânica. O evento contou com mais de 700 resumos

submetidos, dos quais, cerca de 500 foram seleccionados para submissão de artigo

compleco e apresentação de comunicação, 350 segundo apresemação oral e 150 segundo apresemação na forma de paster.

Por áreas científicas. verificou-se a apresentação de 41 comunicações na área dos mé­

todos numéricos e mecânica computacional, 27 na mecânica geral e experimental,

26 na área das vibrações, 52 na área da mecánica de Auidos e 34 em termotecnica e

termodinâmica, 65 na área da energia, 7 comunicações relativas à modelação CAD,

visualização processamento e análise de imagem, 6 na área da.." estruturas, 22 na me­catrónica, 4 na área da instrumentação, 77 relativos à área dos materiais, 17 na tribo­

logia. 48 na biomecânica, 8 na área do desenvolvimento de produto, 33 na área auto­móvel , 3 em sistema mecânicos de transporte, 18 em máquina ferramentas e desenho

de máquinas, 72 na área do fabrico e produção, 24 em ensaios e verificações, 13 em

metrologia, la em aspectos relacionados com o ambiente e 27 em ensino e formação.

As contribuições foram provenientes de autores de 17 países: Argentina, Brasil, Chile,

Colombia, Cuba, Equador, Espanha, França, Guatemala, Itália, México, Nicarágua,

Noruega, Perú, Portugal, Estados Unidos da América e Venezuela.

A Comissão Organizadora agradece à Federação Ibero-americana a oportunidade para organizar o CIBEM 10, a todos os palestrantes convidados e a moderadores

de sessões, bem como a todos os membros do Comité Científico. Por fim, um

especial agradecimento a todos os autores por partilharem os seus desenvolvimentos e

experiências e aos participantes que fizeram do CIBEM 10 um fórum privilegiado em

temas centrados na Engenharia Mecânica.

Porto, 5 de Setembro de 2011

A Comissão Organizadora

XIII

CARACTERIZAÇÃO EXPERIMENTAL E NUMÉRICA DO CAMPO DE DESLOCAMENTOS DE TECIDOS BIOLÓGICOS HIPER-ELÁSTICOS

J. Ribeiro1, H. Lopes1*, B. Mendonça1†, P. Martins2, M. Vaz3

1- Instituto Politécnico de Bragança, Campus de Santa Apolóni, Bragança, Portugal, email: jribeiro@ipb.pt,

*hlopes@ipb.pt, †bimendonca@hotmail.com 2- Instituto de Engenharia Mecânica, Rua Dr. Roberto Frias, Porto, Portugal, email: palsm@fe.up.pt

3-Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Rua Dr. Roberto Frias, Porto, Portugal, email: gmavaz@fe.up.pt

Resumo

Palavras chave: Propiedades de Tecidos Hiper-elásticos, Biomecânica de Tecidos, Método de Elementos Finitos, Técnicas Experimentais, Correlação Digital de Imagem.

A caracterização de tecidos com um comportamento mecânico hiper-elástico tem tido um interesse crescente devido à necessidade de um conhecimento cada vez mais profundo do comportamento de tecidos biológicos, particularmente tecidos humanos. O recurso a ensaios experimentais para a caracterização deste tipo de materiais tem vindo a ser substituído por simulações numéricas, recorrendo a códigos de elementos finitos, com nítidas vantagens sob o ponto de vista de poupança de custos financeiros e de tempo. Uma das grandes dificuldades na implementação dos métodos numéricos no estudo de materiais hiper-elásticos prende-se com o desenvolvimento modelos numéricos, robustos e fiáveis, que simulem o comportamento mecânico destes tipos de materiais. Alguns dos modelos numéricos mais utilizados na simulação com elementos finitos, tais como, Mooney-Rivlin, Yeoh e Neo-Hookean [1], representam modelos fenomenológicos que foram desenvolvidos para a determinação da energia potencial de deformação. Contudo, estes modelos hiper-elásticos necessitam da determinação de coeficientes da energia potencial de deformação e que são calculados a partir de dados experimentais obtidos em ensaios de tracção [2]. As simulações numéricas implementadas neste trabalho foram realizadas num programa comercial de elementos finitos, Ansys®, e com dados experimentais de ensaios de tracção de tecidos hiper-elásticos da mucosa vaginal humana.

A nível experimental, o estudo mecânico deste tipo de tecidos tem vindo a ser feito com técnicas convencionais desenvolvidas para o estudo de materiais com um comportamento linear e isotrópico, tal como os ensaios de tracção, que permitem a determinação de valores médios de algumas propriedades mecânicas. Contudo, estes materiais têm comportamentos mecânicos muito distintos dos materiais convencionais, havendo, por isso, a necessidade de recorrer-se a técnicas que permitam uma análise global do comportamento desses tecidos, sendo as técnicas ópticas as mais adequadas para esse fim pois permitem medir sem contacto e obter informação de carácter global com resoluções sub-micrométricas. Neste trabalho optou-se pela utilização de uma técnica de campo denominada Correlação Digital de Imagem, que é uma técnica de medição em que se utiliza um método de correlação matemática para calcular o deslocamento no plano em superfícies de componentes ou estruturas sujeitas a tensões térmicas ou mecânicas. Nesta técnica são capturadas imagens consecutivas durante a solicitação. Estas imagens são depois correlacionadas duas a duas para calcular os deslocamentos ocorridos. Referências

[1] Taber, L., “Nonlinear Theory of Elasticity: Applications in Biomechanics”, World Scientific Publishing, London, 2004.

[2] J. Afonso, P. Martins, at all, “Mechanical properties of polypropylene mesh used in pelvic floor repair”, Int Urogynecol J, 19:375–380, 2008.