dc.creator.ID |
ALMEIDA, K. C. B. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/9715354688135133 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
LIMA, Antonio Marcus Nogueira. |
|
dc.contributor.advisor1ID |
LIMA, A. M. N. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1ID |
Lima, A.M.N. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1ID |
LIMA AMN. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/2237395961717699 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor2 |
LUIZ, Saulo Oliveira Dornellas. |
|
dc.contributor.advisor2ID |
LUIZ, S. O. D. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor2ID |
LUIZ, SAULO. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor2ID |
LUIZ, SAULO O. D. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor2Lattes |
http://lattes.cnpq.br/5704594745207397 |
pt_BR |
dc.contributor.referee1 |
ARAÚJO, Carlos José de. |
|
dc.contributor.referee1ID |
DE ARAÚJO, C. J. |
pt_BR |
dc.contributor.referee1ID |
De Araujo, C. |
pt_BR |
dc.contributor.referee1ID |
DEARAUJO, C. |
pt_BR |
dc.contributor.referee1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/9466801408291152 |
pt_BR |
dc.contributor.referee2 |
NETO, José Sergio da Rocha. |
|
dc.contributor.referee2ID |
ROCHA NETO, J. S. |
pt_BR |
dc.contributor.referee2ID |
Rocha Neto, J. S. da. |
pt_BR |
dc.contributor.referee2ID |
DA ROCHA NETO, JOSE SERGIO. |
pt_BR |
dc.contributor.referee2Lattes |
http://lattes.cnpq.br/9085919442313408 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
O presente trabalho teve como objetivo caracterizar e modelar um atuador termomecâ-
nico baseado em fio de nylon monofilamento. Para tanto, foi desenvolvida uma plataforma
para submeter o fio de nylon a um processo de formação de mola induzida por torção, que
fornece ao fio a característica de atuador capaz de gerar um deslocamento linear quando
submetido a uma diferença de temperatura. O modelo do atuador foi dividido em duas
dinâmicas, a primeira é um modelo termoelétrico, cuja entrada é corrente elétrica e a saída
é a diferença de temperatura; e a segunda é um modelo termomecânico, cuja entrada é a di-
ferença de temperatura e a saída é o deslocamento. Para acionar o atuador por aquecimento
resistivo e coletar os dados de corrente elétrica, temperatura, força e deslocamento, foi pro-
jetada e construída uma plataforma experimental utilizando as metodologias Model Based
Design, geração automática de código e Modelo V para o desenvolvimento do hardware e
software. A plataforma foi validada por meio de um teste isométrico e um teste isobárico,
que demonstraram que um atuador de 120 mm de comprimento e 3 mm de diâmetro é
capaz de levantar uma carga de 150 g, contrair até 15,2 mm (12,7 %), e gerar uma força
de até 2,36 N, quando submetido a um temperatura de 156,4 ◦C em resposta a um sinal de
entrada de corrente elétrica de valor médio de 6,6 A controlada por PWM que percorreu
um fio de cobre esmaltado de 0,8 mm envolto no atuador. Para estimar os parâmetros dos
modelos, foram utilizados o método dos mínimos quadrados e o dos mínimos quadrados
recursivos com dados obtidos de um experimento isobárico com sinal de entrada com forma
de onda PRBS. Para validação dos modelos, as saídas de temperatura e de deslocamento
foram calculadas utilizando os parâmetros estimados e os dados de corrente elétrica obtidos
de experimentos isobáricos com sinais de entrada com forma de onda quadrada, triangular
e senoidais, e comparadas com os sinais de temperatura e de deslocamento medidos. To-
dos os erros médios quadráticos calculados tiveram amplitude inferior a 3% em relação a
amplitude máxima dos sinais medidos, validando assim os modelos. Foram calculadas as
autor relações entre os resíduos, que validaram o modelo termomecânico, mas não validaram
o termoelétrico, indicando que existem dinâmicas não contempladas no modelo.
Palavras chave: atuador de nylon, caracterização, modelagem experimental. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia Elétrica |
pt_BR |
dc.title |
Modelagem e caracterização de um atuador termomecânico baseado em fios de nylon. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2018-09-06 |
|
dc.description.abstract |
The present work aimed to characterize and model a thermomechanical actuator
based on monofilament nylon yarn. To this end, a platform was developed
to subject the nylon thread to a torsion-induced spring formation process, which
gives the wire the actuator characteristic capable of generating a linear displacement when
subjected to a temperature difference. The actuator model was divided into two
dynamics, the first is a thermoelectric model, whose input is electric current and the output
is the temperature difference; and the second is a thermomechanical model, whose input is the di-
temperature difference and the output is the displacement. To activate the actuator by heating
resistance and collect data on electric current, temperature, force and displacement, was
An experimental platform was designed and built using Model Based methodologies
Design, automatic code generation and Model V for hardware development and
software. The platform was validated through an isometric test and an isobaric test,
which demonstrated that an actuator of 120 mm in length and 3 mm in diameter is
capable of lifting a load of 150 g, contracting up to 15.2 mm (12.7 %), and generating a force
up to 2.36 N when subjected to a temperature of 156.4 ◦C in response to a signal of
6.6 A average electrical current input controlled by PWM that traveled
a 0.8 mm enamelled copper wire wrapped around the actuator. To estimate the parameters of the
models, the least squares and least squares method were used
recursive with data obtained from an isobaric experiment with input signal with shape
of PRBS wave. For model validation, the temperature and displacement outputs
were calculated using the estimated parameters and the electrical current data obtained
of isobaric experiments with square, triangular waveform input signals
and sinusoidal, and compared with the measured temperature and displacement signals. To-
of the calculated mean square errors had an amplitude of less than 3% in relation to
maximum amplitude of the measured signals, thus validating the models. were calculated the
author relations between residues, which validated the thermomechanical model, but did not validate
the thermoelectric, indicating that there are dynamics not included in the model.
Keywords: nylon actuator, characterization, experimental modeling. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/26433 |
|
dc.date.accessioned |
2022-07-26T17:36:28Z |
|
dc.date.available |
2022-07-26 |
|
dc.date.available |
2022-07-26T17:36:28Z |
|
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.subject |
Atuador de nylon |
pt_BR |
dc.subject |
Caracterização |
pt_BR |
dc.subject |
Modelagem experimental |
pt_BR |
dc.subject |
Nylon actuator |
pt_BR |
dc.subject |
Description |
pt_BR |
dc.subject |
Experimental modeling |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
ALMEIDA, Karla Cristina Barros de. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Modeling and characterization of a thermomechanical actuator based on in nylon threads. |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
ALMEIDA, Karla Cristina Barros de. Modelagem e caracterização de um atuador termomecânico baseado
em fios de nylon. 2018. 136 fl. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2018. |
pt_BR |