Teses e Dissertações
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Item Modelagem e validação de um cafeeiro por elementos finitos utilizando escaneamento 3D e análise modal experimental(Universidade Federal de Lavras, 2023-10-06) Silva, Davidson Silveira e; Magalhães, Ricardo Rodrigues; Santos, Fabio LúcioO café é um dos produtos mais importantes na economia brasileira, sendo o país o maior exportador do grão do mundo. Estudos voltados para simulações nas etapas de colheita mecanizada tem sido de grande interesse, tanto na academia quanto na agroindústria. Neste sentido, este trabalho tem como principal objetivo obter um modelo computacional dos ramos, empregando técnicas de escaneamento e validação experimental através de análise modal. Para isso, ramos de um cafeeiro Catuaí Vermelho foram escaneados e simulados computacionalmente para obtenção de um modelo computacional que represente o comportamento estático e dinâmico dos ramos. Previamente foi realizada a avaliação de quanto o modelo escaneado foi representativo aos dados obtidos experimentalmente. A massa específica e o módulo de elasticidade dos ramos selecionados foram obtidas em laboratório e utilizadas também como parâmetros para as simulações. Para a obtenção dos resultados de análises estática e modal, os modelos geométricos dos ramos foram simulados via Método dos Elementos Finitos (MEF). A validação do procedimento adotado deu-se por meio de experimentos, os quais certificaram que os três primeiros modos de vibração dos ramos ensaiados foram similares, observando-se desvios variando entre 2 e 20%. A análise estatística adotada indicou tendência de comportamento similar entre os ramos simulados e os resultados experimentais. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que é possível prever o comportamento dinâmico e estático de ramos de um cafeeiro a partir do escaneamento tridimensional e simulações numéricas via MEF. Isto pode ser considerado um avanço tecnológico, uma vez que normalmente são obtidos modelos simplificados por coordenadas geométricas.Item Investigação da interação entre a haste de uma colhedora e o ramo de um cafeeiro utilizando simulação numérica(Universidade Federal de Lavras, 2017-12-12) Souza, Victor Hugo Silva; Magalhães, Ricardo RodriguesNo passado, a validação da solução de problemas na indústria era obtida, quase em sua totalidade, por meio de testes experimentais. Atualmente, programas comerciais de simulação numérica vêm contribuindo, de maneira significativa, na redução destes testes e, consequentemente, reduzindo tempo e custos no desenvolvimento de novos produtos. Considerando as dificuldades para modelar estruturas biológicas, como o ramo do café, o objetivo deste trabalho foi a avaliação do comportamento mecânico da interação entre a haste da colhedora e o ramo cafeeiro por vibração, usando modelagem computacional. Para isso, realizou-se a modelagem da haste da colhedora e do ramo cafeeiro, por meio do software comercial Solidworks ® e, posterior, simulações numéricas via Método dos Elementos Finitos para análise de tensões e deslocamentos no software Ansys ® versão 14.5. Ensaios experimentais foram realizados, a partir de amostras da haste de uma colhedora e com ramos de cafeeiro da cultivar Catuaí Vermelho, variedade IAC 144, no intuito de validar os resultados das simulações numéricas. Os resultados encontrados na simulação para o deslocamento e aceleração foram, respectivamente, 0,225 mm e 43,342 m/s2. Já os resultados obtidos no ensaio experimental, para o deslocamento e aceleração, foram de 0,293 mm e 41,982 m/s2.Com isto, foram validadas as simulações numéricas, o que pode contribuir para o direcionamento de novas pesquisas científicas, na criação e desenvolvimento de novas tecnologias para o sistema de colheita mecanizada de café, utilizando modelagem computacional.