Criostato para condicionamento térmico de corpos de prova para ensaios charpy miniaturizados

Alves, Artur Martins

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DC Field	Value	Language
dc.creator	Alves, Artur Martins	-
dc.date.accessioned	2025-09-22T18:57:33Z	-
dc.date.available	2025-09-22T18:57:33Z	-
dc.date.issued	2025-09-17	-
dc.identifier.citation	ALVES, Artur Martins. Criostato para condicionamento térmico de Corpos de prova para ensaios charpy miniaturizados. 2025. 59 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecatrônica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025.	pt_BR
dc.identifier.uri	https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46925	-
dc.description.sponsorship	Petrobrás - Petróleo Brasileiro S.A	pt_BR
dc.language	por	pt_BR
dc.publisher	Universidade Federal de Uberlândia	pt_BR
dc.rights	Acesso Aberto	pt_BR
dc.subject	Criostato de fluxo contínuo	pt_BR
dc.subject	Escalonamento de ganhos	pt_BR
dc.subject	MQTT	pt_BR
dc.subject	Ensaio Charpy	pt_BR
dc.subject	Controle em malha fechada	pt_BR
dc.title	Criostato para condicionamento térmico de corpos de prova para ensaios charpy miniaturizados	pt_BR
dc.type	Trabalho de Conclusão de Curso	pt_BR
dc.contributor.advisor1	Assis, Pedro Augusto de Queiroz	-
dc.contributor.advisor1Lattes	http://lattes.cnpq.br/5309540309123503	pt_BR
dc.contributor.referee1	Moura Júnior, José dos Reis Vieira de	-
dc.contributor.referee1Lattes	http://lattes.cnpq.br/2479225716217997	pt_BR
dc.contributor.referee2	Freitas, Dênis Soares de	-
dc.contributor.referee2Lattes	http://lattes.cnpq.br/0937517226309855	pt_BR
dc.creator.Lattes	http://lattes.cnpq.br/3127146154859013	pt_BR
dc.description.degreename	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)	pt_BR
dc.description.resumo	Os ensaios Charpy miniaturizados tornam-se indispensáveis em situações nas quais a caracterização de materiais é limitada pela impossibilidade de se retirar corpos de prova em dimensões convencionais, devido a restrições físicas ou à quantidade reduzida de material disponível. Contudo, um dos principais desafios associados a esse tipo de ensaio é a ausência de equipamentos capazes de realizar o condicionamento térmico dos corpos de prova em toda a faixa de temperaturas requerida. Neste contexto, esse trabalho envolve o desenvolvimento de um criostato de fluxo contínuo para ensaios em uma amplitude de temperatura de -190 [°C] a 150 [°C]. O equipamento desenvolvido consiste em uma cápsula de alumínio, na qual circula nitrogênio líquido, e controla-se a potência fornecida a aquecedores elétricos. Para a realização do condicionamento térmico, foi implementado um sistema de controle em malha fechada, voltado a levar a temperatura medida da cápsula ao entorno da temperatura de referência definida pelo operador. Devido as exigências impostas pelas normas ASTM E23 e ISO 148, durante o desenvolvimento do equipamento, foi necessária a utilização de técnicas como simulação por elementos finitos e a seleção cuidadosa de materiais como Celeron para suportar a ampla faixa de temperatura. O trabalho também envolveu todo o projeto elétrico e eletrônico para controle da potência fornecida aos aquecedores, medição da temperatura da cápsula, interface com o operador, além do projeto do sistema de controle propriamente dito. Ademais, também é mostrado o software embarcado que foi desenvolvido com capacidade de comunicação via MQTT para funcionamento remoto, além de atender requisitos de tempo real. O sistema todo é controlado por um ESP32 que aplica um controlador Proporcional Integrativo (PI) juntamente com outras técnicas de controle como escalonamento de ganho, feed-forward e clamping. No documento, são apresentadas todas as etapas de desenvolvimento, bem como verificações e análises do comportamento real do sistema. Resultados em simulação e experimentais mostram que a solução concebida é capaz de condicionar termicamente os CPs em torno da temperatura de referência. O maior erro médio após 5 minutos de ensaio em condições criogênicas foi de 0,19 [°C] e uma variância de apenas [0,01 °C]. Esses resultados evidenciam a capacidade do equipamento em materializar quaisquer temperaturas dentro da faixa descrita.	pt_BR
dc.publisher.country	Brasil	pt_BR
dc.publisher.course	Engenharia Mecatrônica	pt_BR
dc.sizeorduration	59	pt_BR
dc.subject.cnpq	CNPQ::OUTROS::ENGENHARIA MECATRONICA	pt_BR
dc.orcid.putcode	192492236	-
Appears in Collections:	TCC - Engenharia Mecatrônica

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CriostatoCondicionamentoTérmico.pdf	Trabalho de Conclusão de Curso - Artur Martins Alves - Criostato	23.28 MB	Adobe PDF	View/Open

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