ISEL - Eng. Mecan. - Dissertações de Mestrado
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Browsing ISEL - Eng. Mecan. - Dissertações de Mestrado by advisor "Anes, Vitor Manuel Rodrigues"
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- A critical review on multiaxial fatigue modelsPublication . Paca, Francisco João Bumba; Anes, Vitor Manuel RodriguesMost failures in structures mechanical components happen due to fracture and fatigue, which means that mechanical design engineers need to understand the physical phenomena behind these failures. An important aspect that remains to be fully understood is the influence of loading type on the materials fatigue strength. Proportional and nonproportional loads result in different fatigue lives, even when it is applied the same loading amplitudes in both loading conditions. Also, within proportional loads, it can be obtained different fatigue lives according to the ratio between shear and normal stresses. These aspects have been studied over the recent decades and many models have been proposed in literature to overcome these issues, however, a universal model to estimate fatigue strength of materials considering loading effects remains to be reached. In this dissertation, a literature review was carried out focusing on multiaxial fatigue topics, i.e., the review started with the phenomenological characterization of fatigue, passing through critical plane models, cycle counting methods, and ending in fatigue damage monitoring. During the literature review, the stress scale factor (SSF) model, an equivalent shear stress model, raised relevant questions which were studied in the following chapters. This study was conducted using multiaxial fatigue data of the high strength steel 42CrMo4 obtained from literature. These data were originally evaluated and computed at 0° for five multiaxial loading paths, and in this study the analysis was extended to other plane orientations starting from -90° to 90°. The research hypothesis was motivated by the existence of a plan whose orientation would simplify the assessment of the SSF damage map. The ultimate goal would be to estimate SSF damage map based on parameters obtained with simple tests. The actual method to determine the SSF damage map is based on Datafit, a commercial software that contains huge set of multivariable function used to perform regressions of experimental data. To facilitate the regression for a wide range of plane orientations an alternative method to determine the SSF damage map was developed to be later implement in a programming routine. The findings obtained demonstrated that in fact the damage scale does vary with the plane orientation. With regard to the plane in which the damage map was evaluated, i.e., crack initiation plane at -16° obtained with PP45 loading path, the results demonstrated that a good fatigue life results can be estimated from another plane orientation rather than 0°. Moreover, the results of the critical plane models estimate for the orientation of the crack initiation plane at -16° showed some good correlations except the SWT model. Lastly, the new method developed to estimate the SSF damage map was used to estimate the SSF damage map in the plane oriented at -16°, the results obtained were not satisfactory when compared with the result obtained with the SSF damage map estimated using the commercial software Datafit. However, for 0° orientation, the proposed method yields a quite good SSF damage map which predicts fatigue life results better than those obtained using the SSF damage map obtained with Datafit at 0°.
- Desenvolvimento e simulação de metodologias Lean na produção. Estudo de casoPublication . Lalgi, Suraj Narendra Narotam; Anes, Vitor Manuel RodriguesAtualmente, face ao constante aumento de competitividade e globalização dos mais variados mercados de negócio, para a sobrevivência das empresas, que sejam implementadas estratégias, tendo em vista o aumento de eficiência, pois o simples cumprimento dos requisitos por parte do cliente não é suficiente, já que estas devem ser mais competitivas do que a concorrência. Apesar de muitas das vezes, este pensamento remeter para grandes investimentos, por parte das empresas, seria de maior interesse, a aplicação de boas práticas com a constante procura de oportunidades de melhoria e com investimentos de baixo custo. O termo Lean thinking é um termo, que foi desenvolvido pela Toyota, através do seu conhecido Toyota Sistem Production (TSP), onde através da sua implementação e com o uso das suas metodologias e ferramentas de trabalho, as empresas aumentam a sua eficiência, evitando também desperdícios numa linha de produção, seja de tempo, de matéria-prima, ou até mão de obra. Neste documento será mais uma vez provada, a importância do Lean thinking, através do uso de uma ferramenta poderosa: a simulação, cada vez mais importante na sociedade, e nomeadamente nas empresas, que conseguem prever como a sua empresa funcionará, com alterações propostas por esta, sem que sejam feitas na realidade, permitindo que as empresas arrisquem sem ter certeza, se o devem fazer. Com a aplicação das ferramentas na simulação, verificou-se o impacto que estas causam, através da redução de desperdícios, aumentando com isso a eficiência, que neste caso pode ser observada por meio da quantidade das peças que saem no final de todos os processos. Como esperado, com as alterações efetuadas, onde se estimou que houve uma redução de cerca de 60 % nas percentagens dos defeitos, para os quais se propuseram melhoria, em que ao invés de se obterem apenas 74 (número de peças que sai sem o Lean implementado na empresa), saíram 79 peças no final da linha 4 e havendo uma aproximação às 86 peças, considerando a empresa melhorada com a implementação de metodologias e ferramentas do pensamento Lean.
- Lean thinking na indústria dos serviços: estudo de casoPublication . Farinhas, João Manuel Marcelino; Anes, Vitor Manuel RodriguesNos dias de hoje, a manutenção do equilíbrio entre a satisfação do cliente e a eficiência dos processos, representa um grande desafio para as organizações. As constantes mudanças no mercado, muitas vezes a nível global, de origem intrínseca ou extrínseca às áreas de negócio, aumentam o grau de exigência dos clientes, pelo que a relação simbiótica entre a sua satisfação e o modus operandi das empresas deverá estar assente numa base sustentável que permita cumprir prazos, inovar e consequentemente diferenciarem-se da concorrência. A voz do cliente é fundamental, razão pela qual se procuram implementar estratégias de melhoria de processos, que visem entregar o melhor produto e/ou serviço. Neste enquadramento, destaca-se o pensamento Lean, cujas ferramentas e métodos permitem que as organizações criem valor acrescentado para os seus clientes, com utilização de menos recursos e eliminação de desperdícios ao longo da cadeia produtiva, permitindo que as empresas se mantenham focalizadas num regime de trabalho direcionado para a melhoria contínua. A presente dissertação surge na sequência da identificação de oportunidades de melhoria e desperdícios a nível do desempenho da oficina do Departamento de Colisão da Carclasse de Lisboa, tendo como objetivo a redução do retrabalho, aumento da eficiência dos processos produtivos e reformulação do controlo de qualidade. Neste sentido, recorreu-se à filosofia Lean e às ferramentas associadas à mesma (Kaizen, 5S, Value Stream Mapping e Gestão Visual), que em conjunto com o levantamento e análise de dados, e modelos de simulação computacional, permitiram identificar e quantificar as oportunidades de melhoria no estado atual da oficina. Através da metodologia utilizada, foi possível concluir que no processo produtivo atual existem dois desperdícios críticos: Retrabalho e Espera. Através da simulação das propostas de melhoria, registou-se uma redução do tempo de valor não acrescentado e do retrabalho, pelo que, os objetivos da dissertação foram cumpridos.
- A new risk prioritization model for reliability assessment in design phase of new productsPublication . Sá, Bruno Ricardo Sousa de; Anes, Vitor Manuel Rodrigues; Rodrigues, Pedro CarmonaNowadays, companies take very seriously the subject of product quality, and make great efforts to guarantee that a reliable product is deployed into the market. Early detection of product faults is less costly and easier to correct. Therefore, companies tend to proceed with reliability tasks along all product development stages, such as Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) which is a well-known tool used to identify failure modes and thus enhance system reliability through the development of suitable correction actions. Few companies have the resources to tackle all failure modes so they resort to prioritization methodologies in order to focus on the most critical ones. The most commonly prioritization methodology used worldwide is the Risk Priority Number (RPN). However, it has been raised by scientific community awareness towards RPN shortcomings that may result in misleading prioritization outcomes. Despite all the critics, conventional RPN is still utilized worldwide for prioritization of failure modes, probably due to its simplicity. In this study, it is proposed an alternative computation model (RPN beta - RPNb) for risk prioritization, which attempts to maintain application simplicity while eliminating some of conventional RPN shortcomings – 1) No consideration of risk drivers’ relative importance, 2) repetition of RPN values through different risk drivers’ combinations, 3) non-continuity of RPN values scale, and 4) high sensitiveness to variations in risk drivers scoring. Companies cannot rely on ineffective methodologies to support the decision-making, and implementation of corrective action for reliability improvement is not an exception. It is of utmost importance to replace the utilization of conventional RPN for failure modes prioritization. Based on a comparative analysis of a case study, RPNb presents itself as an apparently robust alternative, capable of delivering sustained results, adjustable to industry/area specific characteristics, through a straightforward computation mode.