Projetos de Pesquisa

Data de Início: 01/02/2020
Responsável: Prof. Dr. LUIZ JOAQUIM CARDOSO ROCHA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Em 1904 Ludwig Prandtl (1875-1953) introduz a aproximação da camada limite. A ideia de Prandtl e dividir o escoamento em duas regiões: uma região de escoamento externo que é sem viscosidade e/ou irrotacional e uma região de escoamento interno chamada de camada limite - uma camada muito fina de escoamento próxima a uma parede sólida onde as forças viscosas e a rotacionalidade não podem ser ignoradas. Na região de escoamento externo, utilizam-se as equações da continuidade e de Euler para obter o campo de velocidade do escoamento e a equação de Bernoulli para obter o campo de pressão. Alternativamente, se a região de escoamento externo é irrotacional, pode-se utilizar as técnicas de escoamento potencial (por exemplo, superposição) para obter o campo de velocidade do escoamento. Em qualquer dos casos, soluciona-se a região do escoamento externo primeiro e depois ajusta-se uma fina camada limite em regiões nas quais a rotacionalidade e as forças viscosas não podem ser desprezadas. Dentro da camada limite resolvem-se as equações da camada limite. A aproximação da camada limite corrige uma deficiências da equação de Euler proporcionando uma maneira de se impor a condição de não-escorregamento em paredes sólidas, possibilitando o aparecimento das forças de cisalhamento viscoso ao longo de paredes. Corpos imersos em uma corrente livre podem ser submetidos a arrasto aerodinâmico e a separação do escoamento em regiões de gradiente de pressão adversa pode ser prevista com maior precisão. Observe que embora esteja-se discutindo camadas limites em conexão com a região fina próxima a uma parede sólida, a aproximação de camada limite não está limitada a regiões de escoamento limitadas por paredes. As mesmas equações podem ser aplicadas a camadas de cisalhamento livre como jatos, esteiras e camadas de mistura etc. contanto que o número de Reynolds seja suficientemente alto para que essas regiões sejam finas. As regiões desses campos de escoamento com forças viscosas não desprezíveis e vorticidade finita também podem ser consideradas como camadas limites, mesmo que não esteja presente uma parede divisória sólida. Neste projeto o objetivo é avaliar o coeficiente de atrito (Cd) e o coeficiente convectivo (h) tanto na região de entrada quanto nos escoamentos desenvolvidos e suas implicações nas tensões de cisalhamento e nos fluxos de calor.
 

Data de Início: 01/02/2020
Responsável: Prof. Dr. LUIZ JOAQUIM CARDOSO ROCHA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
O ciclo rankine orgânico é apresentado como uma alternativa tecnológica com grande potencial de crescimento para recuperação de calor de baixa temperatura, em especial, para geração de eletricidade. A aplicação dessa rota tecnológica em escalas inferiores a 2 MW e/ou a fontes térmicas de temperaturas inferiores a 200 °C confere ao ciclo Rankine orgânicos vantagens sobre outras tecnologias de conversão de energia termelétrica.

Data de Início: 01/02/2020
Responsável: Prof. Dr. LUIZ JOAQUIM CARDOSO ROCHA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
A análise diferencial envolve a aplicação de equações diferenciais de movimento do fluido em todos os pontos no campo de escoamento sobre uma legião chamada de domínio de escoamento. A técnica diferencial pode ser compreendida como a análise de milhões de minúsculos volumes de controle empilhados lado a lado e uns sobre os outros ocupando todo o campo de escoamento. No limite, à medida que o número de minúsculos volumes de controle tende ao infinito e o tamanho de cada volume de controle se aproxima de um ponto, as equações de conservação se simplificam tomando-se um conjunto de equações diferenciais parciais que são válidas em qualquer ponto no escoamento. Ao serem resolvidas essas equações diferenciais fornecem detalhes, em cada ponto de todo o domínio do escoamento, sobre a velocidade, massa específica, pressão etc. . Para um fluido incompressível tridimensional, há quatro incógnitas (componentes da velocidade u , v , w , e pressão P) e quatro equações (uma da conservação da massa, que é uma equação escalar, e três da Segunda Lei de Newton, que é uma equação vetorial). Conforme veremos, as equações são acopladas, o que significa que algumas das variáveis aparecem nas quatro equações; o conjunto de equações diferenciais deve ser, portanto, resolvido simultaneamente para as quatro incógnitas. Além disso, as condições de contorno para as variáveis devem ser especificadas em todas as fronteiras do domínio do escoamento incluindo entradas, saídas e paredes. Finalmente, se o escoamento for em regime não permanente, temos que estender nossa solução ao longo do tempo conforme o campo de escoamento varia. Além disso, essas equações devem ser combinadas, quando necessário, com equações adicionais, tais como uma equação de estado e uma equação para transporte de energia e/ou de espécies. Infelizmente, a maioria das equações diferenciais encontradas na mecânica dos fluidos são muito difíceis de resolver e frequentemente requerem o auxílio de um computador. O método de volumes finitos com formulação para volumes de controle, introduzido em 1970 por McDonald, MacCormack e Paullay, tem como pedra fundamental a obtenção das equações de conservação via balanço entre a taxa de variação de suas quantidades dentro do volume de controle e de seus fluxos através da superfície de controle. As equações diferenciais parciais (EDP) resultantes estão na forma conservativa, ou seja, em cada volume de controle se dá a conservação de cada quantidade transportada pelo fluido. A partir das EDP é utilizado um método de discretização resultando em um conjunto de equações algébricas, as quais são tratadas por algum algorítimo de solução linear, como por exemplo o TDMA (TriDiagonal Matrix Algorithm). Os engenheiros modernos aplicam as análises experimentais e da CFD (Computational Fluid Dynamic), e as duas se complementam. Por exemplo, os engenheiros podem obter propriedades globais como sustentação, arrasto, queda de pressão ou de potência, de forma experimental, mas usam a CFD para obter detalhes sobre campo de escoamento, como as tensões de cisalhamento, os perfis de velocidade e pressão e as linhas de corrente do escoamento. Dados experimentais são utilizados para validar a solução numérica das equações diferencias, comparando as quantidades globais calculadas pelo método computacional com a determinação experimental. Essa linha de pesquisa se dedica à solução numérica das equações diferenciais parciais utilizando o método de volumes finitos com formulação para volumes de controle.

Data de Início: 05/08/2019
Responsável: Prof. Dr. LUIS ANTONIO BORTOLAIA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
O projeto visa, dentro da área de concentração em Térmica e Fluidos e da linha de pesquisa Fenômenos de transporte e energia, a aplicação, implementação e desenvolvimento de modelos matemáticos, métodos numéricos e simulação na pesquisa referente aos processos de transferência de calor, escoamento e movimentação de fluidos, projeto e desenvolvimento de sistemas e equipamentos termo fluidodinâmicos e energéticos, bem como o estudo da eficiência e desempenho nos mesmos. Assim, dois objetos de pesquisa interrelacionam-se como foco principal: (i) análise, modelagem e simulação de sistemas e equipamentos termo fluidodinâmicos e energéticos; (ii) análise econômica de sistemas e equipamentos. Dentre os sistemas e equipamentos, destacam-se principalmente trocadores de calor, microturbinas e turbinas a gás, motores de combustão interna, coletores solares, sistemas de refrigeração, dispositivos de movimentação de fluidos, sistemas híbridos e armazenamento de energia.

Data de Início: 01/02/2020
Responsável: Prof. Dr. LUIZ JOAQUIM CARDOSO ROCHA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
A turbulência se caracteriza por flutuações instantâneas de velocidade, temperatura, pressão etc., supostamente aleatórias tal que, na prática, é necessário um tratamento estatístico para realizar uma análise do problema. A consequência destas flutuações é o aumento no transporte de momentum nos escoamentos, a taxas muito maiores que aquelas da difusão molecular determinando as distribuições destas propriedades no campo de escoamento. Teorias e conceitos têm sido formulados para obtenção de uma descrição geral para o fenômeno da turbulência, entretanto, soluções estritamente analíticas não são viáveis devido à complexidade dos escoamentos turbulentos. Na tentativa de solucionar este problema, modelos simplificados, específicos a cada problema, têm sido propostos como forma de análise. Alguns cálculos CFD (Computational Fluid Dynamics) utilizam uma técnica chamada de simulação numérica direta (DNS - Direct Numerical Simulation), na qual se tenta resolver o movimento não estacionário de todas as escalas do escoamento turbulento. As soluções DNS exigem malhas extremamente finas, totalmente tridimensionais, computadores grandes e uma quantidade enorme de tempo de CPU. O próximo nível abaixo do DNS é a simulação das grandes escalas (LES - Large Eddy Scale). O LES exige recursos de computador significativamente menores do que o DNS, porque elimina-se a necessidade de resolver os vórtices menores do campo de escoamento. O próximo nível mais baixo de sofisticação é modelar todos os vórtices turbulentos não permanentes com algum tipo de modelo de turbulência. Com essa técnica, os grandes vórtices turbulentos não permanentes são resolvidos diretamente, enquanto que, os vórtices turbulentos dissipativos de pequena escala são modelados. Ao utilizar um modelo de turbulência, a equação de Navier-Stokes permanente é substituída por aquilo que é chamado de equação de Navier-Stokes média de Reynolds (RANS ? Reynolds Averaged Navier-Stokes). Os escoamentos turbulentos possuem, basicamente, três características que os diferem do escoamento laminar. Primeira, destaca-se um perfil de velocidades mais achatado, advindo da maior mistura do fluido, proporcionando taxas mais elevadas de transporte de momentum (algumas ordens de magnitude) do que aquelas obtidas pela difusão molecular. Segunda, escoamentos turbulentos são sempre dissipativos, necessitando de alimentação contínua de energia para suprir as perdas viscosas de modo a manter o regime de turbulência. Terceira, a turbulência é um fenômeno que satisfaz a hipótese de continuum, ou seja, a escala dos vórtices encontrados nestes escoamentos é muito maior do que a escala de comprimento molecular. A condição de escoamento aleatório por si só não faz o escoamento seja turbulento. De fato se as perdas viscosas forem insignificantes esses escoamentos não são turbulentos. São exemplos de escoamentos turbulentos, escoamentos em rios, canais, em tubulações, na saída de chaminés, na esteira de um navio ou avião, na camada limite atmosférica etc. Este projeto propõe a aplicação de diversos modelos de turbulência em problemas de engenharia, fazendo comparações qualitativas e quantitativas das quantidades envolvias nestes processos.

Data de Início: 03/12/2018
Responsável: Profa. Dra. ELISANGELA MARTINS LEAL
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
A siderurgia é responsável por cerca de 6,5% das emissões totais e aproximadamente 1/3 das emissões industriais de carbono no nível mundial (PAULA, 2012). Do total de emissões de gases de efeito estufa (GEE) do setor, mais de 80% são resultantes do consumo de insumos energéticos (CARVALHO et al., 2015). A produção de aço e ferro-gusa respondeu por 6,2% do total de energia consumida no Brasil em 2014 (EPE, 2015) e 43% das emissões de GEE nos processos industriais no Brasil em 2012 (BRASIL, 2014). O gás carbônico (CO2) corresponde a mais de 90% dos GEE emitidos na siderurgia. Além dos GEE, a siderurgia emite gases que provocam a chuva ácida e material particulado. Existe uma grande oportunidade para a introdução do reator Fischer Tropsch para mitigação do CO2 no processo produtivo do aço. Os estudos serão realizados em caráter teórico e experimental utilizando softwares dedicados e bancadas de teste. Pretende-se desenvolver parceria com empresas interessadas para captação de recursos.

Data de Início: 01/02/2016
Responsável: Profa. Dra. ELISANGELA MARTINS LEAL
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
(1) Análise de sistemas energéticos: considera aspectos conceituais do funcionamento de sistemas e máquinas térmicas de modo a se caracterizar a modelagem termodinâmica dos mesmos. São apresentadas as técnicas de modelagem termoeconômica (conceito de exergia, modelo de custo exergético, conceitos de energia, modelo de custo envolvendo a primeira lei da termodinâmica). As pesquisas desenvolvidas neste eixo se prestam ao desenvolvimento de estruturas de projeto de ciclos térmicos de poli-geração e análise de sua operação/expansão, buscando a mitigação de emissões de CO2, a inclusão de novas rotas tecnológicas nos ciclos térmicos, inclusão de combustíveis renováveis e modelagem para internalização de custos ambientais. Também engloba tanto o uso de biocombustíveis gerados através de processos térmicos e biológicos de biomassa quanto a produção de hidrogênio para uso em sistemas energéticos. (2) Análise de ciclos avançados: analisa ciclos térmicos que se revelam melhores do que os convencionais em termos de eficiência energética e/ou exergética, com menores emissões de espécies químicas e/ou energia, menores custos de investimento, menores custos operacionais e/ou especializações requeridas para sua operação, e maior confiabilidade. Muitos desses ciclos estão atualmente em estágio de desenvolvimento e são necessárias modelagens específicas e simulações computacionais que permitam o avanço tecnológico de tais conceitos. (3) Planejamento Energético e de Recursos: voltado atualmente ao planejamento energético, visa analisar as condições energéticas, econômicas e ambientais do emprego de diversos elementos associados a processos industriais como, por exemplo, a necessidade de readequação de processos siderúrgicos em vistas a sustentabilidade, o equacionamento de questões de ordem pública e a disposição de esgotamentos sanitários e resíduos sólidos urbanos.

Data de Início: 01/03/2016
Responsável: Profa. Dra. ELISANGELA MARTINS LEAL
Situação do Projeto: CONCLUÍDO 
Descrição:
O projeto de pesquisa tem como intuito realizar estudos do uso de biocombustíveis (combustível provenientes de processos térmicos envolvendo biomassa, hidrogênio, entre outros) em motores de combustão interna. Os estudos serão realizados em caráter teórico e experimental utilizando softwares dedicados e bancadas de teste. Pretende-se desenvolver parceria com empresas interessadas para captação de recursos.

Data de Início: 01/02/2024
Responsável: Prof. Dr. RONILSON ROCHA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
O objetivo desta pesquisa é avaliar a viabilidade da recuperação da energia térmica residual de fornos e gases de escape gerados por combustão para a produção de Hidrogênio, o qual pode ser eventualmente utilizado na alimentação do próprio engenho com o propósito de reduzir o consumo de combustíveis com alto teor de carbono. Este estudo será inicialmente realizado utilizando simulações computacionais e eventualmente um protótipo será implementado a fim de validar as investigações teóricas.

Data de Início: 
Responsável: Profa. Dra. ANA MAURA ARAUJO ROCHA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
O projeto visa o desenvolvimento e/ou utilização de combustíveis renováveis e/ou residuais em diversos processos para a geração de energia, bem como, abrange o desenvolvimento e aplicação de tecnologias inovadoras para a redução de emissões de poluentes atmosféricos em sistemas de combustão, visando sempre a eficiência econômica e energética e a sustentabilidade ambienta, econômica e social.
 

Data de Início: 05/08/2019
Responsável: Profa. Dra. MARGARIDA MARCIA FERNANDES LIMA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Tradicionalmente, a extração de minérios causa um passivo ambiental que causa problemas no solo, no leito dos rios e inclusive respiratórios nas pessoas que vivem nas proximidades das minerações. Atualmente, a questão ambiental tem se tornado ainda mais relevante devido aos problemas causados pelo rompimento das barragens de mineração no Brasil. Vários pesquisadores têm realizado estudos no sentido de propor aplicações para finos de minérios e subprodutos da mineração. O grupo de pesquisa de Tratamento de Minérios e Resíduos tem realizado vários trabalhos utilizando o processo de sinterização e pelotização utilizando finos de minérios de manganês e de ferro e dispõe de vários equipamentos e laboratórios para estes estudos. Já foi contemplado com projetos de Auxílio ao pesquisador da UFOP e outros da FAPEMIG, CNPq e VALE. Os estudos estão inseridos na linha de pesquisa de Caracterização de Materiais do PROPEM. Alunos de iniciação científica, trabalho final de curso e mestrado dos cursos de graduação e pós-graduação dos departamentos de Engenharia Mecânica e de Minas têm participado no desenvolvimento de trabalhos envolvendo estes assuntos.

Data de Início: 05/08/2019
Responsável: Profa. Dra. MARGARIDA MARCIA FERNANDES LIMA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
As aplicações tecnológicas exigem que os materiais exibam cada vez mais características conjugadas que muitas vezes se apresentam de forma antagônica nos materiais monolíticos. Normalmente, os maiores valores de resistência mecânica estão conferidos aos materiais relativamente densos e com menores valores de tenacidade. O rigor de tais características tem diminuído significativamente com o desenvolvimento dos compósitos, ampliando a faixa de propriedades e criando uma geração de materiais excepcionais. Quase sempre, almeja-se resistência mecânica elevada e leveza. Os metais são materiais interessantes para a fabricação de compósitos, principalmente, quando o reforço é particulado. As matrizes metálicas possuem características atrativas de resistência à corrosão, alta resistência mecânica e tenacidade à fratura. A matriz de alumínio é uma das mais utilizadas e sua principal desvantagem é a baixa resistência ao desgaste. Este problema pode ser superado por adição de partículas cerâmicas. Estudos têm sido realizados utilizando reforços particulados de materiais cerâmicos e resíduos de minerais visando a uma aplicação desses materiais em compósitos com matriz de alumínio. Vários trabalhos foram realizados utilizando o processo de sinterização. O grupo de pesquisa de Tratamentos de Minérios e Resíduos dispõe de vários equipamentos e laboratórios para estes estudos. Já foi contemplado com projetos de Auxílio ao pesquisador da UFOP. Os estudos estão inseridos na linha de pesquisa de Caracterização de Materiais do PROPEM. Alunos de iniciação científica, trabalho final de curso e mestrado dos cursos de graduação e pós-graduação do departamento de Engenharia Mecânica têm participado no desenvolvimento de trabalhos envolvendo estes assuntos.

Data de Início: 11/03/2021
Responsável: Profa. Dra. MARGARIDA MARCIA FERNANDES LIMA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Inicialmente, apenas os materiais naturais eram utilizados pelo homem. Com o passar dos anos, várias técnicas foram desenvolvidas e deu-se início à utilização de cerâmicas e de diversos metais. Constantemente necessita-se do aprimoramento de materiais pré-existentes, solucionar problemas de aplicação de diversos materiais, evitar a perda de materiais nos processos de fabricação, reciclar materiais metálicos devido aos elevados custos de fabricação, economizar energia nos processos de fabricação e de utilização dos materiais, etc. Assim, este projeto visa ao desenvolvimento de materiais metálicos e cerâmicos por diversas técnicas de fabricação, tratamentos térmicos, adição de outros elementos e técnicas de caracterização. Além dos equipamentos da UFOP como um todo, o grupo de pesquisa dispõe de laboratórios com vários equipamentos para estes estudos. Já foi contemplado com projetos de Auxílio ao pesquisador da UFOP e outros da FAPEMIG, CNPq e VALE. Os estudos estão inseridos na linha de pesquisa de Caracterização de Materiais do PROPEM. Alunos de iniciação científica, trabalho final de curso e mestrado poderão desenvolver diversos trabalhos envolvendo estes assuntos.

Data de Início: 01/01/2020
Responsável: Prof. Dr. GUSTAVO PAULINELLI GUIMARAES
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Neste projeto são desenvolvidas soluções para o controle acústico e de vibrações por meio de novos materiais/estruturas, baseando-se em modelos analíticos, numéricos (método dos elementos finitos) e experimentais. São abordadas também as análises na interface entre estes domínios: validação experimental de modelos numéricos, controle automático de estruturas e cavidades, dentre outros. São desenvolvidos metamateriais que possuem características dinâmicas artificialmente induzidas (como por exemplo índice de refração negativo e band gaps). São desenvolvidos elementos estruturais a partir de métodos passivos ou ativos. São desenvolvidos outros sistemas mecânicos para o controle acústico e de vibrações.

Data de Início: 01/02/2020
Responsável: Prof. Dr. GERALDO LUCIO DE FARIA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Neste projeto, por meio da utilização de simulações físicas em dilatômetro de têmpera, será feita uma caracterização completa a respeito da cinética de transformação de fases em um aço para aplicação na indústria de óleo e gás. Destaque especial será dado ao efeito da austenitização intercrítica sobre a cinética de transformação martensítica. Pretende-se propor um design de tratamento térmico que permita a obtenção de um aço bifásico que atenda aos requisitos API 5CT L80 de propriedades mecânicas em tração. Adicionalmente, o efeito de diferentes frações de martensita e de ferrita sobre o comportamento do aço em corrosão também será investigado.

Data de Início: 05/08/2019
Responsável: Prof. Dr. LEONARDO BARBOSA GODEFROID
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
O projeto visa avaliar a influência da condição de laminação na tenacidade a fratura via CTOD de um aço de alta resistência mecânica. As duas condições avaliadas serão laminação controlada e laminação controlada seguido de resfriamento acelerado. Processo de resfriamento acelerado em linhas de laminação promovem alteração microestrutural adicionais do material laminado quando comparado ao material com somente laminação controlada.

Data de Início: 01/02/2020
Responsável: Prof. Dr. LEONARDO BARBOSA GODEFROID
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
A Manufatura Aditiva por Deposição a Arco é um processo de fabricação no qual o arco elétrico é utilizado como fonte de calor e o material é depositado, camada por camada, para obtenção de um componente. Esta tecnologia ganhou maior notoriedade com a popularização da impressão 3D e com a indústria 4.0. O mercado em ascensão demonstra tendência de crescimento para vários tipos de matérias-primas, inclusive para componentes metálicos. Segundo vários relatórios, estima-se que até 2024 este mercado ultrapasse os 30 bilhões de dólares. Realizada uma análise histórica e sobre estudos atuais sobre o assunto, é possível observar que, mesmo com a transição mais direta entre CAD e manufatura, otimização de recursos e exemplos de componentes obtidos como sucesso, ainda existem certos fatores que parecem ser limitantes para a maior aplicação do processo. Dentre esses fatores, destacam-se a presença de anisotropia nas propriedades mecânicas e a aplicação de conceitos de mecânica de fratura na avaliação da tenacidade à fratura e na resistência à fadiga do material. Este projeto objetiva o estudo da microestrutura e de propriedades mecânicas de ligas metálicas fabricadas por manufatura aditiva. Avalia a influência de tratamento térmico na tenacidade à fratura e no crescimento de trinca por fadiga de uma liga de alumínio da série 2XXX fabricada pelo processo de deposição a arco. Avalia também os efeitos da trajetória de deposição pelo processo de deposição a arco na tenacidade à fratura e no crescimento de trinca por fadiga de um aço inoxidável austenítico do tipo AISI 302. O presente projeto pode contribuir com a caracterização dos materiais, e ampliar o leque de possibilidades para aplicação dos produtos da manufatura aditiva.

Data de Início: 01/02/2020
Responsável: Prof. Dr. GERALDO LUCIO DE FARIA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Este projeto de pesquisa tem como principal objetivo propiciar uma interface de pesquisa e desenvolvimento entre a Engenharia Mecânica e a Engenharia Metalúrgica e de Materiais, com foco sobre a investigação dos efeitos de rotas de fabricação de componentes metálicos sobre a evolução microestrutural e as propriedades mecânicas finais dos produtos manufaturados. Como se sabe, a depender do tipo de componente metálico a ser fabricado, diferentes rotas de manufatura podem ser empregadas usando, por exemplo, princípios de fundição, conformação mecânica a quente, conformação mecânica a frio, usinagem, soldagem, tratamentos térmicos, sinterização entre outros. Cada um destes processos, ou mais de um deles em associação, vão, além de dar forma ao componente, alterar significativamente a sua microestrutura e as suas propriedades mecânicas, o que certamente afetará o desempenho do mesmo em serviço. Neste contexto e no âmbito da Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, é de grande relevância que se abra uma frente de pesquisa que se proponha relacionar efeitos diversos de rotas de processamento de materiais usualmente empregados na Engenharia Mecânica sobre a evolução microestrutural e de propriedades, visando a otimização de desempenho dos componentes não apenas por sua funcionalidade geométrica, mas também pela adequação metalúrgica dos processos para a obtenção precisa de características desejáveis para se produzir componentes metálicos de alto desempenho e elevado valor agregado.

Data de Início: 01/01/2021
Responsável: Prof. Dr. VINICIUS CARVALHO TELES
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
A indústria de mineração é uma das mais importantes no Brasil. Os equipamentos estão sujeitos a diferentes formas de contato com o minério o que leva a diferentes formas de desgaste. Os chutes de transferência estão expostos ao desgaste abrasivo e por impacto ao mesmo tempo e essa combinação de mecanismos de desgaste não é facilmente reproduzido em laboratório. Várias técnicas são empregadas, mas os micromecanismos de desgaste são de difícil reprodução e, assim, é complexo determinar uma técnica para selecionar adequadamente os materiais.

Data de Início: 01/01/2021
Responsável: Prof. Dr. VINICIUS CARVALHO TELES
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Revestimentos depositados pela técnica PVD e por outras têm sido utilizados para melhorar a resistência ao desgaste de contatos severos em diferentes sistemas tribológicos. A caracterização desses revestimentos por meio de ensaios de microabrasão, scratch test, microdureza e superposição de indentações se torna essencial, para garantir a integridade e performance desejada.

Data de Início: 16/10/2023
Responsável: Profa. Dra. CLARISSA BARROS DA CRUZ
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Este projeto é uma iniciativa vinculada ao programa de pós-graduação em engenharia mecânica, no campo da metalurgia e engenharia de materiais. O objetivo central deste estudo é investigar de maneira abrangente e sistemática como os diferentes processamentos metalúrgicos aplicados às ligas metálicas influenciam tanto a microestrutura quanto as propriedades finais desses materiais. Ao longo da pesquisa, são explorados métodos de processamento, como fundição/solidificação e tratamentos térmicos, em ligas ferrosas e/ou não ferrosas. Os parâmetros fundamentais, como taxa de resfriamento, velocidade de crescimento e gradiente térmico são analisados visando compreender seu impacto direto na formação da microestrutura destas ligas. As técnicas de caracterização avançadas, como microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS), difração de raios-x (DRX) e análises químicas (p. ex. FRX), são empregadas para avaliar a microestrutura resultante, como tamanho de grão, espaçamento microestutural, identificação e distribuição de fases e possíveis defeitos estruturais. Adicionalmente, são realizados testes mecânicos (ensaios de tração e de dureza) e de corrosão (espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização potenciodinâmica) para compreender como as mudanças na microestrutura afetam diretamente o comportamento mecânico e corrosivo das ligas analisadas. Os resultados obtidos deste estudo não apenas contribuem para o avanço do conhecimento científico na área de processamento metalúrgico e caracterização microestrutural de ligas metálicas, como também permite a compreensão aprofundada dessas relações corroborando para o desenvolvimento de ligas com propriedades otimizadas para aplicações específicas, como em setores automotivos, aeroespaciais, de energia e manufatura, impulsionando assim a inovação e competitividade no mercado de materiais metálicos.

Data de Início: 
Responsável: Profa. Dra. MARGARIDA MÁRCIA FERNANDES LIMA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Minas Gerais é grande produtor e exportador de matérias primas minerais e está nas primeiras colocações nacionais quando se trata de minério de ferro e rochas ornamentais (granito, quartzito, ardósia, pedra sabão e outras). No entanto, com a alta demanda por produtos de minério de ferro, aliado a minérios cada vez mais pobres, é necessário o emprego de métodos de concentração para obtenção das especificações para indústria siderúrgica (98% da produção total). A recuperação mássica desses minérios é de aproximadamente 50%, o que implica em grande volume de rejeitos depositados. No caso das rochas ornamentais, estima-se que aproximadamente 83% deste material seja descartado como resíduos. Outro minério muito explotado no passado, restando hoje no estado, principalmente, jazimentos empobrecidos, são os minérios de manganês, com enorme volume de passivos ambientais estocados ao longo de mais de 100 anos. Cerca de 90% do minério de manganês produzido se destina a produção de ferro ligas de manganês (que também gera rejeitos) e são consumidas pelo setor metalúrgico. Pelo exposto, são objetivos deste projeto tanto o reprocessamento destas rejeições do setor minerometalúrgico, que podem viabilizar o aumento da recuperação metálica ou a obtenção de subprodutos, quanto a incorporação dos referidos com boas propriedades para o setor de materiais para construção civil.
 

Data de Início: 01/02/2018
Responsável: Prof. Dr. IGOR CEZAR PEREIRA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Avaliar como a alteração do ângulo de inclinação e do raio de arredondamento da aresta principal de corte influencia a força axial, o torque e a temperatura durante o rosqueamento interno com macho de corte.
 

Data de Início: 01/02/2018
Responsável: Prof. Dr. IGOR CEZAR PEREIRA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Medir a temperatura na peça, cavaco e interface cavaco-ferramenta em função da velocidade de corte, espessura de corte e material da peça durante o corte ortogonal. Outro objetivo e determinar a distribuição de calor para as regiões afetadas em função das diversas variáveis apresentadas.

 

Data de Início: 01/02/2020
Responsável: Prof. Dr. IGOR CEZAR PEREIRA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Visa a identificação e estudo dos fenômenos de formação do cavaco através de sinais dinâmicos (vibração e emissão acústica). O objetivo principal é identificar a formação da aresta postiça através do sinal de vibração e/ou emissão acústica.

 

Data de Início: 05/08/2019
Responsável: Prof. Dr. IGOR CEZAR PEREIRA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
Investigar os fenômenos e, influências destes, durante a deposição de diferentes materiais por meio do processo de manufatura aditiva por deposição a arco (MADA) na modalidade MIG/MAG.

 

Data de Início: 01/02/2018
Responsável: Prof. Dr. GUSTAVO PAULINELLI GUIMARAES
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:

A presença de vibrações excessivas no processo de usinagem causa efeitos indesejáveis como comprometimento da integridade superficial da peça usinada, limitação na precisão dimensional, desgaste prematuro da ferramenta de corte e excesso de ruído. Este projeto pretende compreender os fenômenos dinâmicos envolvendo máquinas-ferramenta e desenvolver técnicas que minimizem esses efeitos através de modelagem numérica e experimental, monitoramento de vibrações/ruído e desenvolvimento de sistemas auxiliares de redução de vibração.

 

Data de Início: 01/02/2020
Responsável: Prof. Dr. GUSTAVO PAULINELLI GUIMARAES
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
O uso de sensores em locais não convencionais ou de acesso restrito exigem critérios específicos para alimentação. Monitorar um equipamento remoto ou embarcar o sensor em um elemento rotativo, como uma ferramenta, são tarefas que se enquadram nessas demandas. Este projeto pretende desenvolver sistemas recuperadores de energia baseado no movimento relativo entre partes de um sistema mecânico utilizando elementos piezoelétricos e/ou eletromecânicos, para alimentação de sensores. Tais sistemas podem compor unidades de monitoramento remotas ou serem embarcados em elementos rotativos ou em movimento, de modo a reduzir ou mesmo não haver a necessidade de troca de bateria, bem como substituir a alimentação convencional com fio.

Data de Início: 
Responsável: Prof. Dr. IGOR CEZAR PEREIRA
Situação do Projeto: EM ANDAMENTO
Descrição:
O objetivo é identificar e estudar os mecanismos de desgastes em diferentes materiais de ferramentas e revestimentos em diferentes processos de usinagem.