RESUMO. Métodos de implementação numérica, como o método de elementos finitos, podem ser empregados em projetos de máquinas a fim de estudar o comportamento dinâmico da planta. Como parâmetros de entrada para utilização do método de elementos finitos, devem ser informadas as propriedades geométricas, físicas e mecânicas do sistema em estudo. Objetivou-se neste trabalho determinar as propriedades geométricas, físicas e mecânicas da ráquis de macaúba, nos estádios de maturação de frutos verdes com idade de 180 dias e maduros. O teor de água foi calculado através do método de estufa de 105 ± 3°C por 24h, as dimensões foram determinadas com o auxilio de trena e paquímetro, as massas e os volumes mensurados, empregando-se balança digital e proveta, respectivamente. O módulo de elasticidade da ráquis foi determinado por meio de ensaios mecânicos de compressão. Os coeficientes de Poisson foram determinados pelas deformações longitudinais e transversais de corpos de provas oriundos da ráquis. Concluiu-se que os módulos de elasticidade das ráquis no estádio de maturação verde foram superiores aos valores para o estádio maduro de maturação.

ABSTRACT. Numerical implementation methods such as the finite element method can be used in machine design to study the dynamic behavior of the plant. Input parameters for using the finite element method should be set based on the geometrical, physical and mechanical system under study. Thus, the aim of this study was to determine the mechanical properties of the rachis of macaw palm in the green maturation stage at an age of 180 days and at fruit maturation. The water content was calculated using the oven method of 105 ± 3°C for 24 hours. The modulus of elasticity for the rachis was determined by means of mechanical compression testing. The Poisson's ratios were determined from the results of the longitudinal and transverse deformation of rachis test bodies. The shear tests were performed in two scenarios. In the first one, a blade was used without a tensioner, and in the second scenario, a blade was fixed with a tensioner, characterized by a chamfer at 45°. It was concluded that the modulus of elasticity of macaw palm rachis in the green maturity stage was higher than the values for the mature stage of ripeness.

RESUMO Propriedades mecânicas do sistema fruto-ráquila de macaúba O fruto da palmeira nativa macaúba [Acrocomia aculeata (lacq) Lood. ex Mart] é uma alternativa para a produção de biodiesel devido às características da planta, como sua adaptabilidade, rusticidade e alta produção de óleo vegetal. Contudo, sua exploração ainda é extrativista e há grandes dificuldades em sua colheita. Objetivou-se determinar as propriedades mecânicas do sistema fruto-ráquila de macaúba que servirão de suporte aos projetos de máquinas para colheita por vibração mecânica. Foram utilizadas dez amostras de quatro acessos, nos estádios de maturação imaturo e maduro. Ensaios de tração e vibração foram realizados para determinar as propriedades mecânicas do sistema fruto-ráquila. O módulo de elasticidade obtido para a ráquila foi de 188,39-385,09 MPa para o estádio imaturo e 109,02-320,54 MPa para o maduro. A razão de Poisson para a ráquila ficou entre 0,20 e 0,52 para o estádio imaturo e entre 0,16 e 0,52 para o maduro. A razão de amortecimento encontrada variou entre 0,02 e 0,12 para o estádio imaturo e entre 0,06 e 0,12 para o maduro. O sistema fruto-ráquila foi caracterizado como subamortecido.

ABSTRACT The fruit of the native macaw palm [Acrocomia aculeata (lacq) Lood. ex Mart] is an alternative for biodiesel production because of the plant characteristics, as well as its adaptability, hardiness and high vegetable oil yield. However, its exploitation remains extractive and there are significant difficulties in its harvest. This study aimed to determine the mechanical properties of the macaw palm fruit-rachilla system that will support the design of harvest machines based on mechanical vibration. Ten samples of four accessions in the immature and mature stages of maturity were used. Traction and vibration tests were conducted to determine the mechanical properties of the macaw palm fruit-rachilla system. The elastic modulus of the rachilla was 188.39-385.09 MPa for the immature stage and 109.02-320.54 MPa for the mature stage. The Poisson's ratio for the rachilla varied between 0.20 and 0.52 for the immature stage and between 0.16 and 0.52 for the mature stage. The damping ratio varied between 0.02 and 0.12 for the immature stage and between 0.06 and 0.12 for the mature stage. The fruit-rachilla system was characterized as underdamped.

RESUMO: A macaúba tem sido apontada como uma das principais matérias-primas para a indústria de biodiesel nas próximas décadas. No entanto, não existem máquinas para colheita ou destacamento dos frutos na usina e o estudo do comportamento dinâmico do sistema fruto-ráquila nortearia o desenvolvimento dessas máquinas. Dessa forma, objetivou-se determinar o módulo de elasticidade e a razão de amortecimento de quatro acessos provindos do Banco Ativo de Germoplasma da UFV. Foi realizado teste de tração para determinar o módulo de elasticidade. A partir dos resultados obtidos na forma gráfica, tensão versus deformação específica, foi determinado o módulo de elasticidade pelo método da tangente. Para determinar a razão de amortecimento, foi empregado o método do decremento logarítmico, realizado por meio de teste de vibração. O teste de vibração constituiu-se de um impulso para excitar o sistema. A aquisição das informações geradas foi realizada por meio de acelerômetro piezelétrico. O módulo de elasticidade médio ficou entre 2,22 e 3,17MPa e as razões de amortecimento médias ficaram entre 0,04 e 0,08. Concluiu-se que o sistema fruto-ráquila da macaúba é subamortecido.

ABSTRACT: The macaw palm has been identified as a prime feed stock for biodiesel industries in the near future coming decades. However, there are no machines for harvesting and detaching fruits in the biofuel industry; hence, the study of the dynamic behavior of the fruit-rachilla system would aid in the development of such machines. Thus, this study seeks to determine the modulus of elasticity and the damping ratio of four different plant accessions obtained from the Active Germplasm Bank of the Universidade Federal de Viçosa (UFV). Tensile testing was conducted to determine the modulus of elasticity. From the graphical results of tension versus specific strain, it was possible to determine the modulus of elasticity by using the tangent method. To determine the damping ratio, the logarithmic decrement method was performed using vibration testing. Vibration test consisted of a generated impulse of 100% of the amplitude of acceleration that was used to excite the system. The acquisition of the generated information was performed by a piezoelectric accelerometer. The average modulus of elasticity ranged from 2.22 to 3.17MPa, and the average damping ratios ranged from 0.04 to 0.08. Thus, the macaw fruit-rachilla was an under-damped system.