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Avaliação de um estudo de caso de inércia de máquinas utilizando programa computacional de engenharia

CAD/CAE programs are a great help to the engineer, bringing economy and agility to the project, through the possibility of performing simulations, mitigating the need of prototypes. In the field of mechanical designs, the inertia of the machine is important to determine the drive and braking torque...

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Autor principal:	Santos, Leonardo Sousa
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Máquinas Rolamentos Momentos de inércia Movimento - Análise Solidworks (Programa de computador) Machinery Bearings (Machinery) Moments of inertia Motion - Analysis Solidworks CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12315
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id	riut-1-12315
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spelling	riut-1-123152020-11-16T11:55:33Z Avaliação de um estudo de caso de inércia de máquinas utilizando programa computacional de engenharia Evaluation of a case study of machine inertia using computational engineering program Santos, Leonardo Sousa Silva, André Luis da Vale, João Luiz do Silva, André Luis da Silva, Jéderson da Lima, Rafael Sene de Máquinas Rolamentos Momentos de inércia Movimento - Análise Solidworks (Programa de computador) Machinery Bearings (Machinery) Moments of inertia Motion - Analysis Solidworks CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA CAD/CAE programs are a great help to the engineer, bringing economy and agility to the project, through the possibility of performing simulations, mitigating the need of prototypes. In the field of mechanical designs, the inertia of the machine is important to determine the drive and braking torque required in the engine of a load vehicle, in addition, the rolling resistance, defined as friction generated due to deformation that the wheel suffers when in contact with the surface, is a parameter often ignored in determining the inertia. In this work, the Motion supplement of the Solidworks® program was used to evaluate the case study of a four-wheeled inclined-plane loader driven by a belt drive connected to the rear axle which was evaluated by accelerating on an ascent and braking on a descent, considering the rolling resistance. A validation of the program was performed where satisfactory results were obtained, but there was a need for an iterative method to circumvent limitations of the program that does not consider the deformation of the wheel in its calculations and considers the contact area in the calculation of the frictional force coming from a bearing. When comparing the results of the program to the analytical results of the case study, there was a relatively large error between the normal reaction values. In the actuation torque, braking torque and acceleration, the error was within the tolerance of 1%. Finally, it was found analytically that the contribution of rolling friction in determining the drive torque becomes significant when the materials allow a greater deformation in contact, as the case between tire and asphalt. Programas CAD/CAE são de grande auxílio para o engenheiro, trazendo economia e agilidade ao projeto, através da possibilidade de realizar simulações, mitigando a necessidade de protótipos. No âmbito de projetos mecânicos, a inércia da máquina é importante para se determinar o torque de acionamento e de frenagem necessário no motor de um veículo de carga, ademais, a resistência a rolagem, definida como atrito gerado devido a deformação que a roda sofre ao entrar em contato com a superfície, é um parâmetro muitas vezes ignorado na determinação da inércia. Neste trabalho foi utilizado o suplemento Motion do programa Solidworks® para avaliar o estudo de caso de um equipamento de carga para translado em plano inclinado apoiado em quatro rodas e acionado por uma transmissão de correia ligada ao eixo traseiro. O equipamento foi avaliado acelerando em uma subida e freando em uma descida, considerando a resistência a rolagem. Realizou-se uma validação do programa onde foram obtidos resultados satisfatórios, porem houve a necessidade de um método iterativo para contornar limitações do programa que não considera a deformação da roda em seus cálculos e considera a área de contato no cálculo da força de atrito proveniente de um mancal de rolamento. Na comparação dos resultados do programa aos analíticos, do estudo de caso, houve um erro relativamente grande entre os valores da reação normal. No torque de acionamento, de frenagem e na aceleração o erro ficou dentro da tolerância de 1%. Por fim, verificou-se analiticamente que a contribuição do atrito de rolagem na determinação do torque de acionamento se torna expressiva quando os materiais permitem uma maior deformação no contato, como o caso entre pneu e asfalto. 2020-11-16T11:55:33Z 2020-11-16T11:55:33Z 2019-07-10 bachelorThesis SANTOS, Leonardo Sousa. Avaliação de um estudo de caso de inércia de máquinas utilizando programa computacional de engenharia. 2019. 72 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12315 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Londrina Brasil Engenharia Mecânica UTFPR
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description	CAD/CAE programs are a great help to the engineer, bringing economy and agility to the project, through the possibility of performing simulations, mitigating the need of prototypes. In the field of mechanical designs, the inertia of the machine is important to determine the drive and braking torque required in the engine of a load vehicle, in addition, the rolling resistance, defined as friction generated due to deformation that the wheel suffers when in contact with the surface, is a parameter often ignored in determining the inertia. In this work, the Motion supplement of the Solidworks® program was used to evaluate the case study of a four-wheeled inclined-plane loader driven by a belt drive connected to the rear axle which was evaluated by accelerating on an ascent and braking on a descent, considering the rolling resistance. A validation of the program was performed where satisfactory results were obtained, but there was a need for an iterative method to circumvent limitations of the program that does not consider the deformation of the wheel in its calculations and considers the contact area in the calculation of the frictional force coming from a bearing. When comparing the results of the program to the analytical results of the case study, there was a relatively large error between the normal reaction values. In the actuation torque, braking torque and acceleration, the error was within the tolerance of 1%. Finally, it was found analytically that the contribution of rolling friction in determining the drive torque becomes significant when the materials allow a greater deformation in contact, as the case between tire and asphalt.
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Avaliação de um estudo de caso de inércia de máquinas utilizando programa computacional de engenharia

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