A coupled thermo-mechanical model for the simulation of discrete particle systems in advanced manufacturing (2021)
- Authors:
- Autor USP: RUIZ, OSVALDO DARIO QUINTANA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PEF
- Subjects: INDÚSTRIA 4.0; SINTERIZAÇÃO; AGLUTINAÇÃO; CONCRETO; CIMENTO; MATERIAIS GRANULARES
- Language: Inglês
- Abstract: A indústria moderna, em especial os setores aeroespaciais, de defesa, automotivo e biomédico, recentemente começou a adotar a manufatura avançada (como processos de sinterização e aglutinação de partículas e outros processos de impressão em 3D) como uma alternativa rápida e eficiente para a fabricação de peças. Além disso, técnicas mais recentes na indústria da construção civil estão começando a utilizar a impressão de concreto em 3D e processos de manufatura aditiva a base de cimento. Todas essas técnicas invariavelmente incluem partículas termicamente ativas, como pós de sinterização e materiais granulares cimentícios. O objetivo desde trabalho é apresentar um modelo computacional termomecânico para o estudo e simulação de problemas envolvendo partículas termicamente ativas constituindo sistemas dinâmicos discretos na manufatura avançada. A abordagem é baseada no método dos elementos discretos (MED), combinado com equações de transferência de calor para descrever os diversos fenômenos de origem térmica. As posições das partículas e suas temperaturas ao longo do tempo são calculadas sob a influência de forças de campo (por exemplo, gravitacionais), forças de contato e atrito (e seus respectivos momentos em relação aos centros das partículas), forças de adesão, assim como do calor aplicado a partir de dispositivos externos, da transferência de calor por condução (a partir do contato com outras partículas ou objetos), e do resfriamento por convecção e radiação. Mudança de fase, que pode ser crítica em algumas aplicações, também é considerada. O trabalho apresenta um procedimento numérico para solução das equações do modelo, além de uma série de simulações numéricas para validar e ilustrar o esquema proposto e o seu uso prático em processos que envolvem manufatura avançada.
- Imprenta:
- Data da defesa: 05.10.2021
-
ABNT
QUINTANA RUIZ, Osvaldo Dario. A coupled thermo-mechanical model for the simulation of discrete particle systems in advanced manufacturing. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-21122021-103525/. Acesso em: 10 fev. 2026. -
APA
Quintana Ruiz, O. D. (2021). A coupled thermo-mechanical model for the simulation of discrete particle systems in advanced manufacturing (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-21122021-103525/ -
NLM
Quintana Ruiz OD. A coupled thermo-mechanical model for the simulation of discrete particle systems in advanced manufacturing [Internet]. 2021 ;[citado 2026 fev. 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-21122021-103525/ -
Vancouver
Quintana Ruiz OD. A coupled thermo-mechanical model for the simulation of discrete particle systems in advanced manufacturing [Internet]. 2021 ;[citado 2026 fev. 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-21122021-103525/ - A methodology to predict the effective thermal conductivity of a granular assembly using deep learning
- A thermo-mechanical DEM framework for the simulation of selective laser sintering
- Discrete element modeling of selective laser sintering additive manufacturing processes
- DEM modeling of advanced manufacturing technologies: from SLS to 3D concrete printing
- On a simple, stable and efficient bond model for inter-particle adhesion
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
