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Volnei Tita COORDENADOR(A)

Engenharias

Engenharia Aeroespacial

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Título do Projeto:influência de defeitos de fabricação de laminados compósitos com rigidez variável: análise de falhas em estruturas aeronáuticas avançadas
Resumo: Técnicas avançadas de fabricação levaram à possibilidade de direcionar fibras de carbono ou vidro espacialmente, ou seja, variar o eixo de orientação das mesmas numa dada lâmina, que formará um laminado com rigidez variável. Isto aumenta a liberdade de projeto, gerando mais opções para desenvolver estruturas aeronáuticas avançadas. Com base em algoritmos de otimização e nos limites impostos pelo processo a ser utilizado, tem-se a possibilidade de desenvolver estruturas com rigidez variável. No entanto, um grande desafio é fabricá-las com o mínimo de defeitos possível. Pois, além de apresentarem defeitos encontrados em processos convencionais, verifica-se ainda bolsões de resina e sobreposições de reforços. Esses defeitos constituem regiões de nucleação de danos, tornando muito mais complexa a previsão de falha de estruturas aeronáuticas fabricadas, por exemplo, via Automated Fiber Placement AFP. Uma das alternativas é incrementar ao máximo a qualidade dos processos, porém, os custos são altíssimos, sendo que haverá sempre a probabilidade de se ter defeitos. A grande questão é: Como viabilizar o emprego de laminados com rigidez variável em estruturas aeronáuticas? Ou seja, como fabricar tais estruturas a um custo aceitável, e ao mesmo tempo garantir a segurança de voo, atendendo os requisitos de certificação? Sabe-se que as falhas podem ocorrer dentro das lâminas, bem como entre lâminas (delaminação), sendo que a previsão das mesmas é ainda mais desafiadora para laminados com rigidez variável. Pois, os algoritmos de otimização buscam a melhor deposição da fibra para que se tenha o desempenho desejado, porém gera uma distribuição muito heterogênea do polímero, criando regiões candidatas a nucleação e propagação de micro-trincas, que evoluem para a escala meso (lâmina) e macro (laminado). Assim, o desenvolvimento de modelos multi-escala, validados experimentalmente, é fundamental para se realizar a previsão de falha de uma estrutura fabricada, por ex., via AFP.
Instituição/UF/País: Universidade de São Paulo - SP - Brasil
Vigência: 05/12/2022-31/12/2026

Wadaed Uturbey da Costa COORDENADOR(A)

Engenharias

Engenharia Elétrica

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Título do Projeto:investigação de nichos de aplicação de sistemas com baterias de segunda vida o caso da minirrede de energia oásis-ufmg
Resumo: As baterias de íons de lítio dos veículos elétricos (VE) são o principal componente dos custos do veículo, 35% - 60% do total. A literatura indica que as baterias se utilizam até a capacidade residual de 70% - 80% da nominal, embora projetos piloto mostrem valores menores, de até 60%. Uma alternativa para diminuir os custos das baterias, e dos VE, é utilizar a energia residual em aplicações estacionárias menos exigentes. Os custos das second life battteries (SLB) são da ordem da metade da bateria nova equivalente. No entanto, para a viabilidade de sua reutilização é importante analisar o custo global do sistema na segunda aplicação. Nessa análise, a estimativa do estado de degradação da bateria ao final da primeira vida e a estimativa da vida residual são fundamentais. Diversos fatores, como tecnologia específica, temperatura de operação, regime de carga e descarga e o estado de carga ao longo da vida influenciam na degradação das baterias. Este projeto se propõe a estudar o efeito da degradação de um banco de SLBs na viabilidade de sua reutilização como fornecedor de serviços a uma concessionária de distribuição de energia elétrica, enquanto integrante de uma minirrede de energia. A utilização de baterias na distribuição de energia pode mitigar impactos negativos da geração variável fotovoltaica na rede de distribuição, propiciar maior capacidade de hospedagem e permitir a oferta de serviços à rede. O estudo será conduzido com a implementação de modelos de degradação e considerando como primeira vida um ônibus elétrico que serve num campus universitário, previsto para o futuro próximo. A degradação das baterias em um banco se dá de modo heterogêneo ao longo de sua vida, para analisar esse problema considera-se a utilização de uma tecnologia desenvolvida por pesquisadores da equipe de projeto que permite associar baterias de diferentes tecnologias ou estado de degradação em um mesmo banco de forma eficiente, usando conversores eletrônicos.
Instituição/UF/País: Universidade Federal de Minas Gerais - MG - Brasil
Vigência: 15/12/2022-31/12/2026

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