FCT: DEMI - Dissertações de Mestrado
URI permanente para esta coleção:
Navegar
Entradas recentes
- Deteção de Dano em Rolamentos: Emissões Acústicas e VibrometriaPublication . Batista, Diogo Pimentel; Silva, TiagoA presente dissertação investiga a utilização de Emissões Acústicas (EA) como método de diagnóstico de defeitos em rolamentos, com foco em equipamentos que operam a baixas velocidades de rotação. Neste trabalho exploram-se os diferentes tipos de rolamentos, as suas falhas mais comuns, assim como abordagens relativamente ao processamento de sinais. O estudo laboratorial inclui a análise de rolamentos de rolos com diferentes defeitos. Foram recolhidos dados através de EA e de vibrometria, a técnica mais utilizada na indústria, com o intuito de comparar a sensibilidade de ambas. Relativamente ao processamento de sinal, foi aplicada a Transformada de Hilbert ao sinal original para obter o envelope e, posteriormente, foi aplicada a Fast Fourier Transform (FFT) a este mesmo envelope. Os conhecimentos adquiridos em laboratório foram depois aplicados em contexto industrial, permitindo testar as técnicas num ambiente com condições menos controladas e identificar possíveis fragilidades das mesmas. Esta dissertação visa, sobretudo, oferecer uma contribuição na área de manutenção industrial, em específico na deteção de dano em rolamentos.
- PEEK as a suitable material replacement of current back pressure seals in compressorsPublication . Santos, Raquel Salvador; Soares, Bruno; Silva, ArmandoScroll compressors manufactured by Hanon Systems currently employ a back pressure (BP) seal made of a PTFE composite, classified as a PFAS (Per- and Polyfluoroalkyl Substance). Due to recent European Union proposals to ban all PFAS components, it has become necessary to identify substitute materials capable of fulfilling the same function. This dissertation investigates polyether-ether-ketone (PEEK) and carbon-fiber-reinforced PEEK (PEEK CFR) as potential alternatives. PEEK and PEEK CFR specimens were produced using fused filament fabrication (FFF) 3D printing and subsequently subjected to hardness and wear testing under dry sliding conditions in accordance with ASTM G133. Results showed that, while PTFE exhibited the lowest coefficient of friction, both PEEK and PEEK CFR achieved significantly lower wear rates. Microscopic analysis revealed combined adhesive and abrasive wear mechanisms across all materials. Prototype BP seals manufactured via FFF 3D printing of PEEK and PEEK CFR were further evaluated in performance tests using scroll compressors at Hanon Systems. Both alternatives ensured sealing and remained within operational specifications; however, they exhibited reduced back pressure offset compared with PTFE, highlighting the influence of additive manufacturing on performance. Overall, this study demonstrates that PEEK and PEEK CFR are viable and environ- mentally compliant alternatives to the PTFE composite currently used in BP seals for scroll compressors. Nevertheless, 3D printing should be regarded as suitable only for prototyping rather than for final production.
- Análise e Melhoria do Fluxo de Informação: Um Estudo de Caso na Indústria AutomóvelPublication . Saraiva, Cátia Alexandra Esturra; Dinis, DuarteCom a constante evolução das tecnologias de informação e a crescente digitalização dos processos empresariais, torna-se essencial a otimização dos sistemas informáticos, de modo a responder eficazmente às novas exigências empresariais. Em ambientes de produção complexos, a fragmentação e a inconsistência dos dados pode comprometer a eficiência dos processos, impactando assim negativamente o fluxo de informação e os tempos de resposta. Neste contexto, a presente dissertação propõe o desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão com o intuito de uniformizar a informação ao longo do processo de produção e melhorar a análise das paragens de produção. Este estudo foi desenvolvido na AutoEuropa, na área das Prensas, onde inicialmente existia uma base de dados, designada D-Press, estruturada em SQL (Structured Query Language), que apesar das limitações tinha como objetivo aglomerar toda a informação num único sistema. A metodologia utilizada baseou-se num estudo de caso no qual foi desenvolvido um sistema de apoio à decisão (DSS), tendo em conta as necessidades dos utilizadores, incorporando este com o software Power BI. O DSS consiste num conjunto de processos que permite recolher, gerir e analisar dados, tendo como objetivo gerar insights, que suportem decisões estratégicas e operacionais da organização, numa perspetiva de Business Intelligence. Além disso, utilizou-se o design thinking, uma metodologia centrada no utilizador, que procura entender as suas necessidades de modo a criar soluções inovadoras e funcionais de forma colaborativa, em conjunto com ferramentas da metodologia Agile. Esta metodologia surgiu como resposta aos métodos tradicionais de desenvolvimento, promovendo ciclos curtos de desenvolvimento, adaptação contínua e um envolvimento contínuo dos utilizadores do programa. Os resultados obtidos demonstram que a uniformização da informação contribui significativamente para a melhoria do fluxo de informação, facilita os processos de produção e reduz o tempo necessário para o registo de dados, tendo uma redução de 11%, promovendo, assim, uma maior eficiência operacional.
- Fluxo de trabalho para converter topologias ótimas de microestruturas multimaterial em formato de malha de elementos finitos não estruturada para análise de tensãoPublication . Castro, Pedro André Gonçalves Proença de; Coelho, PedroPropõe-se um fluxo de trabalho para o pós-processamento e análise de metamateriais com coeficiente de Poisson negativo e expansão térmica negativa. As topologias de metamaterial foram obtidas através de uma formulação de otimização mul- tiobjectivo e preparadas, após repetição periódica finita, para avaliação por análise de elemen- tos finitos, assegurando coerência entre condições de fronteira, carregamentos e hipóteses de periodicidade utilizadas na homogeneização aquando da fase de otimização. Desenvolveu-se um processo sistemático de conversão e suavização geométrica, integrando três softwares: MATLAB, ANSYS e Blender. O objetivo é transformar mapas de densidade em geometrias contínuas e fabricáveis, eliminando irregularidades de contorno e incoerências es- truturais sem descaracterizar a forma funcional que a otimização determinou. A suavização é conduzida de forma controlada, com parametrização explícita, número de iterações, intensi- dade, regiões protegidas, preservação de silhuetas e de arestas críticas. A metodologia desenvolvida encontra-se organizada em quatro etapas sequenciais e interde- pendentes. Numa primeira fase, é efetuado o pós-processamento das topologias obtidas, atra- vés da leitura do campo de densidades e da aplicação de um limiar único, permitindo distin- guir de forma consistente as regiões de material sólido das regiões vazias. Seguidamente, rea- liza-se a suavização geométrica controlada em Blender, com incidência no perímetro das in- terfaces internas, de modo a suavizar a fronteira e a atenuar irregularidades locais resultantes da discretização. Na terceira etapa, são executadas as operações necessárias à preparação do modelo numérico, incluindo a criação e o refinamento da malha, a definição das propriedades dos materiais, a construção do RVE e a aplicação das condições de fronteira e de carregamento, deixando a estrutura devidamente preparada para análise. Por fim, procede-se à análise de tensões, com vista à avaliação do comportamento mecânico da geometria já suavizada. No capítulo de resultados e discussão apresentam-se lado a lado os mapas de tensão de von Mises para topologias suavizadas e não suavizadas. Registam-se os máximos e a sua localiza- ção, observam-se as distribuições de tensão, continuidade, orientação e extensão, e verifica-se a localização das zonas críticas entre ambas as representações. Complementarmente, quantifi- cam-se desvios relativos nos picos de tensão máximos e descreve-se a persistência dos gradi- entes e das trajetórias de tensão. Fica evidente que pequenas variações locais são expectáveis, quando se regularizam contornos e se impõe qualidade geométrica mínima.
- Aplicação do Controlo Estatístico do Processo para a Monitorização da Exposição Ocupacional num Serviço de Medicina NuclearPublication . Garcia, Nuno Miguel Brito; Matos, Ana; Dinis, DuarteAo longo das últimas décadas, a técnica de imagem híbrida PET/CT consolidou-se como uma das ferramentas mais relevantes da imagiologia oncológica. Contudo, a ampla disseminação desta tecnologia trouxe consigo um desafio alarmante: a exposição ocupacional dos profissionais de saúde à radiação ionizante. A proximidade frequente destes profissionais a doentes submetidos a radiofármacos aumenta o risco de absorção de doses significativas de radiação, com potencial para gerar efeitos biológicos adversos. Para mitigar estes riscos, a legislação nacional e europeia, estabelece normas específicas de radioprotecção, que incluem a monitorização regular dos débitos de dose e a classificação dos locais de trabalho em zonas controladas ou vigiadas. Apesar das normas existentes, a monitorização contínua e sistemática das doses em serviços de Medicina Nuclear é complexa, e a aplicação de ferramentas estatísticas para a otimização da proteção ocupacional permanece ainda pouco explorada. Este estudo surge, assim, para preencher essa lacuna, demonstrando o papel do Controlo Estatístico do Processo (SPC) como instrumento de apoio à monitorização e gestão da exposição à radiação ocupacional. O trabalho foi desenvolvido na Unidade Local de Saúde de Almada-Seixal, com foco em duas salas críticas do Centro de Responsabilidade Integrado de Medicina Nuclear. Foram aplicadas cartas de controlo com os objetivos de: (1) monitorizar e caracterizar o comportamento diário dos débitos de dose no ambiente das salas; (2) validar a veracidade das suas atuais classificações; e (3) identificar oportunidades de redução do risco de exposição, incluindo a possibilidade de reclassificação das áreas como zonas vigiadas. Os resultados obtidos mostraram que o SPC permite uma monitorização mais rigorosa e sensível a desvios, contribuindo para a melhoria da classificação das salas e para uma gestão mais segura e eficiente da exposição à radiação ionizante.
- Melhoria do Sistema de Medição numa Empresa Fabricante de Contadores de ÁguaPublication . Filipe, Rodrigo Macedo; Navas, HelenaA precisão dos métodos de medição é essencial para garantir a eficácia dos processos industriais e a qualidade dos produtos. Um sistema de medição inadequado pode comprometer decisões de aceitação ou rejeição, causar verificações adicionais desnecessárias, bem como afetar a confiança nos dados usados para controlo de qualidade. Na empresa Janz, estava inicialmente prevista a implementação de SPC aplicado aos componentes injetados. No entanto, verificou-se que o sistema de medição apresentava uma variabilidade significativa, aliada a uma falta de padronização entre operadores, instrumentos e métodos. Esta constatação levou à redefinição do foco do projeto, priorizando a avaliação e melhoria do sistema de medição como etapa crítica antes da adoção do SPC. Assim, este estudo teve como objetivos: avaliar a confiabilidade do sistema de medição em condições reais de trabalho; propor e implementar melhorias que reduzissem a variabilidade entre operadores e equipamentos; estabelecer bases para uma futura transição para o autocontrolo na produção. A metodologia para a identificação de pontos de melhoria incluiu Gemba Walks, entrevistas informais, análise de documentos internos e realização de estudos R&R nos três componentes críticos do contador JV600 (êmbolo, tampa e câmara). Com base nos resultados, foram aplicadas soluções de padronização (como bases Poka-Yoke em impressão 3D), instruções de trabalho e ajudas visuais, seguidas de formação e monitorização através de KPIs e auditorias. A implementação das melhorias resultou numa redução relativa de cerca de 74% na variabilidade do sistema de medição, alcançando valores muito próximos do objetivo definido. Esta melhoria permitiu a transição para o autocontrolo na produção dos componentes-alvo, com impacto direto na redução da carga do controlo de qualidade (estimado em 0,41 operadores/ano ou ~7.000€/ano), além de contribuir para decisões mais fiáveis e uma diminuição de custos associados a retrabalho e sucata. O projeto forneceu também as bases para uma futura implementação sustentada do SPC na empresa.
- DESENVOLVIMENTO E VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL DE DIAPASÕES PARA AMPLIFICAÇÃO DA INTENSIDADE ACÚSTICA DE FUGAS EM VÁLVULAS INDUSTRIAISPublication . Beato, Rui Maria Ferreira Trindade; Machado, MiguelA deteção rápida de fugas em válvulas industriais é essencial para garantir a segurança, a fiabilidade e a eficiência dos processos. A monitorização contínua por Emissão Acústica tem- se revelado uma abordagem promissora, conduzindo ao desenvolvimento de soluções baseadas em diapasões, capazes de amplificar a intensidade acústica de frequências emitidas por fugas. Este trabalho teve como objetivo conceber, desenvolver e validar experimentalmente diapasões capazes de amplificar essas frequências, otimizando simultaneamente a sua geometria para facilitar a produção e integração. Para isso, foram realizadas simulações numéricas paramétricas de diversas geometrias, sendo selecionado e testado experimentalmente o modelo com maior potencial, complementando-se o estudo com a análise da influência de parâmetros geométricos. Os ensaios revelaram uma concordância global com os resultados simulados, evidenciando ativação eficaz e amplificação sonora em diferentes configurações. Conclui-se que os diapasões desenvolvidos são adequados para aplicação em regimes de baixa frequência, sendo a sua eficácia mais limitada em gamas mais elevadas, onde a resposta vibratória se torna menos previsível.
- Análise da Resistência à Fadiga de Materiais Poliméricos Obtidos por Fabrico Aditivo: ASA, PC, Nylon 12, PC-ABS e PEEK-CFRPublication . Rodrigues, Ângela Maria de Castro; Martins, Rui; Branco, RicardoO fabrico aditivo tem vindo a ganhar cada vez mais espaço na indústria, sendo ampla- mente utilizado no fabrico de peças e surgindo como uma alternativa aos processos tradicio- nais. Existe uma variabilidade de materiais possíveis de serem impressos em 3D, nomeada- mente polímeros. No entanto, é essencial testá-los e perceber a viabilidade destes para serem utilizados em setores como a biomecânica. Assim, os testes experimentais à fadiga são essen- ciais para compreender como é que os materiais se comportam quando sujeitos a cargas di- nâmicas. Neste contexto, foi realizada uma análise do comportamento mecânico à fadiga de alguns materiais poliméricos, nomeadamente o ASA, PC, Nylon 12, PC-ABS e PEEK-CFR, uma vez que ainda não existe informação suficiente sobre o seu comportamento quando sujeitos a carregamentos cíclicos. Os resultados obtidos permitiram identificar as diferenças de desempenho entre materiais e descrever as curvas S-N para o comportamento a elevado número de ciclos e a baixo número de ciclos. Além disso, foi possível analisar as superfícies de fratura recorrendo a análises micro-CT, análises Termogravimétricas (TGA), Calorimetria Diferencial de Varrimento, (DSC) e Espetroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier, FTIR. Estes estudos contribuíram para uma melhor compreensão da aplicabilidade destes materiais.
- INFLUÊNCIA DO TIPO DE ENSAIO E DO MODO DE FRATURA NO DESEMPENHO DA LIGAÇÃO COLADA DE FRP COM AÇOPublication . Rodrigues, Nuno Martinho Alves; Biscaia, HugoNesta dissertação é estudado o processo de reforço por colagem exterior (EBR) através de ade- sivos epoxídicos. Nos últimos anos, o reforço de estruturas de aço com laminados CFRP exte- riormente colados tem sido alvo de mais atenção e estudo, mas é essencial não esquecer que este método é altamente dependente da qualidade da ligação colada entre os dois materiais. Tendo isto em conta, quando se quer saber como é que essa ligação colada se comporta, é muito importante entender que a configuração da geometria de ensaio escolhida tem um im- pacto significativo em como as tensões de aderência se desenvolvem na interface FRP/aço, afetando diretamente a resistência da ligação colada e o modo de fratura que irá ocorrer. Visto que não foi possível realizar os ensaios laboratoriais, desenvolveu-se um modelo numérico com base no Método das Diferenças Finitas (MDF) e Método de Elementos Finitos (MEF) que permite simular o desempenho de vigas de aço reforçadas com compósitos de FRP. Os efeitos de cargas de corte puro (modo II) e de flexão (modo misto, i.e., modo I + II) são analisados e cujos ensaios respetivos têm como intuito a simulação do ensaio de corte simples e um ensaio de flexão de 4 pontos, respetivamente. O modelo aqui proposto é validado através de um pro- grama de cálculo automático comercial de elementos finitos. Após a validação, consegue-se estimar o comportamento local da ligação FRP/aço e a influência do modo I no desempenho deste tipo de ligações coladas, faz-se também um estudo paramétrico de modo a ser mais fácil perceber quais dos ensaios pode influenciar mais o desempenho da ligação FRP/aço. Tendo em conta os resultados obtidos para ambos os modelos, o modelo onde ocorre modo II puro e o modelo onde ocorre modo misto (modo II e modo I), é possível concluir que este último apresenta melhores capacidades de aderências e resistências de um modo geral, sendo reco- mendada a utilização do ensaio de flexão de 4 pontos em detrimento do ensaio pull-push.
- Overcoming Market Misalignment: A Comprehensive Framework for Startup Success Portuguese Case StudiesPublication . Silva, Beatriz Fernandes Vieira da; Navas, Helena; Llussá, FernandaIn the fast-paced startup world, innovation is vital, with constant challenges demanding quick adaptation, creative thinking, and unbreakable determination. Despite their potential, many startups fail to sustain themselves in the market, primarily due to reasons such as lack of market need and poor product-market fit. These failures often are originated from startups launching products without thoroughly understanding or validating customer demands, leading to a significant gap between what the market needs and what the startups offer. The purpose of this study is to address the high failure rate of startups by developing a framework that helps these businesses better align their offerings with market needs. By fo- cusing on customer-centric practices, the study aims to provide startups with tools and strat- egies to enhance their market alignment, thereby increasing their chances of success. Case studies of three Portuguese startups were carried out, involving interviews with their founders and with an Advisor to the Board from a Startup Incubator, Madan Parque. Through a detailed comparative analysis, the research identified key habits, strategies, and challenges that contribute to the success of these startups. Two cases of two unsuccessful Por- tuguese startups were also studied, providing a more comprehensive view of the causes of their failure. This approach provided insights into the importance of customer involvement and the pitfalls that can lead to startups failure. This study proposes a new framework designed to align startups more closely with mar- ket demands, the Customer-Centric Startup Development Framework, that integrates best practices from existing methodologies while addressing their limitations, building on the find- ings from the case studies and a thorough review of existing models. The framework is struc- tured to guide startups from foundational market research through to product development and marketing strategies, ensuring a continuous focus on customer needs. The study reveals that startups prioritizing a customer-centric approach are significantly better equipped to navigate common pitfalls, ultimately increasing their likelihood of achiev- ing long-term, sustainable growth and success.