O objetivo deste estudo foi avaliar in vitro o efeito do ácido cítrico líquido, ácido clorídrico na forma de gás e líquido na evolução do processo erosivo associado ou não a abrasão do tecido dentinário. Foram simuladas situações diárias que ocorrem na Doença do Refluxo Gastroesofágico (DRGE) e no consumo de alguns tipos de refrigerantes. O estudo foi fatorial 3 X 2 , tendo como fatores de estudo: exposição ao ácido em 3 níveis (ac. cítrico, ácido clorídrico na forma líquida e gasosa), abrasão em 2 níveis (sem e com escovação), o tempo foi analisado individualmente por ácido empregado para verificar a evolução do processo erosivo. Foram obtidos 60 espécimes de dentina (3 X 3 mm) a partir do terço cervical da raiz de incisivos bovinos, que foram isolados com resina composta, exceto a face a ser exposta aos desafios erosivos, que foi lixada e polida para planificar a superfície e remoção do cemento, metade desta face foi isolada com fita de silicone adesivo (controle). Os espécimes foram aleatoriamente divididos em 6 subgrupos (n=10). Foi realizado desafio erosivo com HCl líquido, 0,6%, pH=2; com gás do HCl , pH=2 ambos a 37ºC e com ácido cítrico líquido, 0,3%, pH=2,7, com temperatura ambiente (22ºC). A exposição foi de 20 segundos para os desafios com ácido clorídrico e por 5 minutos para o ácido cítrico em cada ciclo, repetidos 6 vezes. Após cada desafio erosivo, os corpos de prova ficaram imersos em saliva artificial por 1 hora, a 37°C, realizada ou não a abrasão e, em seguida, foram obtidas as imagens para as análises de perfil de desgaste, rugosidade de superfície, área, número e tamanho dos túbulos dentinários expostos. A abrasão foi realizada com escova elétrica por 10s e 200gf com dentifrício. Os dados foram submetidos aos testes ANOVA e Tukey (p<0,05). Pode-se observar que os ácidos cítrico e clorídrico (liquido) promoveu maior desgaste (p<0,05) do que o gás. A rugosidade foi mais intensa no ácido cítrico (p<0,05). Na morfologia da dentina o ácido clorídrico foi que promoveu maiores alterações (p<0,05) O fator tempo foi semelhante para todos os grupos e a escovação reduziu a rugosidade. Pode-se concluir que os diferentes ácidos promoveram um processo erosivo distinto, sendo que o gás de ácido clorídrico promoveu menor desgaste e o ácido cítrico, a maior rugosidade e o ácido clorídrico líquido promoveu maior alteração morfológica dos túbulos dentinários. / The aim of this study was to evaluate in vitro the effect of liquid citric acid, hydrochloric acid in the form of gas and liquid in the evolution of erosion with or without abrasion of the dentin. Everyday situations were simulated occurring in Gastroesophageal Reflux Disease (GERD) and use of some types of soft drinks. The study was a factorial 3 x 2, with the study of factors: acid exposure in three levels (citric acid, hydrochloric acid in liquid and gaseous form), abrasion on two levels (with and without brushing), the time was analyzed individually by acid used to verify the evolution of erosion. There were obtained 60 samples of dentin (3 x 3 mm) from the cervical third of bovine incisors roots, which were lined with composite resin except the side to be exposed to erosive challenges, which was sanded and polished to plan surface and removal of cement, half of the face was covered with silicone adhesive tape (control). The specimens were randomly divided into 6 subgroups (n = 10). Erosive challenge was performed with liquid HCl, pH = 2; with gas HCl, 0,6%, pH = 2 both at 37°C and with liquid citric acid, 0,3%, pH 2.7, room temperature (22 ° C). Exposure was for 20 seconds with hydrochloric acid and challenges for 5 minutes to citric acid at each cycle, repeated 6 times. After each erosive challenge, the samples were immersed in artificial saliva for 1 hour at 37 ° C, performing or not the abrasion and then take the images to the wear profile analysis, surface roughness were obtained area , number and size of exposed dentinal tubules. The abrasion was performed with electric brush for 10 seconds and 200gf with toothpaste. The data were submitted to ANOVA and Tukey test (p <0.05). The time factor was similar in all groups and brushing reduced roughness. It can be seen that citric and hydrochloric acid (liquid) promoted increased wear (p <0.05) than the gas. The roughness was more intense citric acid (p <0.05). The morphology of the dentin hydrochloric acid was to the highest changes (p <0.05). The time factor was similar in all groups and brushing reduced roughness. It can be concluded that the different acids promoted a distinct erosion process, wherein hydrochloric acid gas promoted less wear and citric acid greater roughness and liquid hydrochloric acid promoted greater morphological changes of dentinal tubules

The fatigue of materials and structures is a phenomenon in which surface condition plays an important role; specially in initiating the micro-cracks. Moreover, the structural components are also subjected to aggressive environments and hence are susceptible to corrosion phenomenon. Therefore, it is necessary to protect them against the corrosion phenomenon. For aluminium alloys used in aeronautical applications, anodization is widely used surface treatment to increase the corrosion resistance. Despite the benefits obtained in terms of enhanced corrosion resistance, the anodizing process has a damaging effect on the fatigue performance of the base material. One of the reasons for this decrease in fatigue life is associated to the degradation of surface condition during the anodizing process. In this work, we have studied the influence of machining and anodization on fatigue behaviour of aluminium alloys 2214 and 7050. We showed experimentally that for 2214 alloy the process of anodization-sealing reduced the fatigue life considerably while for 7050 alloy the process of pickling is the major cause in decreasing the fatigue life. We have also developed life prediction model for anodized alloys. The model is based on determination of concentration of stress ‘Kt’ generated by the surface condition. The developed model integrates the aspects of multi-site initiation, coalescence and regime of short crack propagation.

O presente trabalho tem como objetivo conhecer o comportamento do aço inoxidável austenítico AISI 304L para o processo de Estampagem Incremental de Chapas (ISF - Incremental Sheet Forming), baseado nos parâmetros: raio da ferramenta RT, ângulo de parede a e passo vertical dz. Os experimentos baseiam-se na variante da Estampagem Incremental denominada Estampagem Incremental com Ponto Simples (SPIF - Single Point Incremental Forming). Foram realizados 29 ensaios, em três ferramentas com raios de 5, 8 e 10 mm. Basicamente, a estrutura empregada foi um dispositivo para fixação da chapa, um centro de usinagem vertical e um software de CAD/CAM. O melhor acabamento da superfície conformada medido através da média da rugosidade Rz foi alcançado com ferramentas de raio de 10 mm. Após a conformação, os corpos de prova apresentaram um significativo encruamento de seus grãos, o que conduziu parte da microestrutura originalmente austenítica a uma transformação martensítica induzida por deformação (efeito TRIP). Pode-se constatar também, que existe uma tendência do aumento do ângulo de parede aumentar a microdureza da região encruada. Os ensaios de Estampagem Incremental nesta pesquisa mostram que os gráficos das deformações exibem a tendência de que o modo como ocorrem as deformações, aproximam-se muito da deformação plana (Q2 0). / The objective of this work is to study the behavior of austenitic stainless steel AISI 304L during the ISF process (Incremental Sheet Forming). The study was based on the following parameters: tool radius RT, wall angle and vertical depth dz. The tests were based on a variation of the ISF process, called SPIF (Single Point Incremental Forming). A total of 29 tests were performed with 5, 8 and 10 mm of tool radius. Basically, the structure used was a rig for attachment of the sheet, a Vertical Machining Center and a CAD/CAM software. The best surface finish formed, measured by parameter RZ, was obtained with 10 mm of tool radius. After the forming, the specimens presented a significant mechanical hardening of the grains, which induced part of the microstructure originally austenitic to a martensitic transformation induced by deformation (TRIP effect). It can also be verified that there is a tendency that the increase of the wall angle increases the micro hardness of the mechanical hardened area. The graphs of strains show a trend: the deformation mode is very close to plane strain conditions (Q2 0).

Si, pour les matériaux composites élaborés, de nombreuses études expérimentales ainsi que des modèles locaux de comportement ont été développés, la maîtrise du comportement des interfaces entre couches de surface ou d’assise de chaussées est actuellement un réel verrou scientifique. La méthode de dimensionnement française actuelle ne prend en compte, aux interfaces, que des conditions conventionnelles de collage ou de glissement parfait. Afin d’appréhender le comportement local de l’interphase\interface, les outils de la photomécanique apparaissent incontournables. La présente thèse propose une modélisation de l’interface rugueuse et endommageable par un modèle de zone cohésive en mode mixte. Ce manuscrit de thèse comporte trois chapitres. D’abord, le chapitre I présente un état de l’art sur les interfaces dans les matériaux et les structures et en particulier dans les couches de chaussées. Ensuite dans le chapitre II, une identification expérimentale des paramètres mécaniques et géométriques du modèle d’interface est proposée à travers des essais de traction et de cisaillement et des mesures de la texture (PMT et projections de franges). Les résultats obtenus (adhésion, rugosité,…) seront les paramètres d’entrée d’un modèle d’endommagement d’interface. Enfin, le chapitre III aborde la modélisation des interfaces entre couches de chaussées sous l’angle des modèles de zones cohésives avec la prise en compte de la rugosité géométrique. A l’issu de cette étude, une loi est proposée permettant de prendre en compte l’effet de la rugosité à une échelle locale dans une interface lisse équivalente à l’échelle globale. / Interface between bituminous layers is an important parameter for the pavement computational design.New pathologies in pavement structure require today rational methods taking into account theinterfaces behavior. Due to these concerns, the current study is based on a damage cohesive zonemodel (CZM) in mixed mode of the rough interfaces. The model was initially proposed by Allix-Ladevèze. This thesis presents a comprehensive interface modeling including delay effect, based ondamage energy release rate. The process of the present study is presented in three chapters. The firstchapter present the stat of art of interfaces. The second devoted to identify the parameters of theinterface model and material properties through advanced optical method as Digital Image Correlation(DIC) and (H-DIC). In the third chapter, a study of the influence of the elastic normal and tangentialstiffness and coupling parameters in the mixed mode on the debonding interfacial energy is presented.An analytical model provides relations between the interfaces stiffness, the coupling parameter of theCZM and the interfacial roughness. Then, a parametric numerical analysis is conducted to study theroughness effect on the interface constitutive law. Results show clearly the roughness influence in thiskind of structures. The damage behaviours predicted by the proposed model for pure mode I, puremode II and for mixed mode with taking into account of roughness are found in good agreement withexperimental results.

Prévoir la transition laminaire-turbulent de la couche limite sur l'avant-corps d'un véhicule hypersonique est importantpour optimiser l'entrée d'air du superstatoréacteur qui lui est associé, mais reste très difficile après un demi-siècle derecherches intensives sur le sujet. Dans ce travail, les approches numériques et expérimentales sont mises en oeuvre etcomparées. Expérimentalement, la transition naturelle est détectée à Mach 4 et Mach 6 dans la soufflerie continue T-313de l'ITAM à Novossibirsk à l'aide de mesures de pression Pitot. Dans une autre soufflerie de l'ITAM, la AT-303 à rafale,on a détecté la transition naturelle à Mach 6 et la transition déclenchée par rugosités à Mach 8 à l'aide d'un procédéoptique basé sur l'emploi de peintures thermosensibles. Ces essais ont été réalisés sur maquette à échelle 1/3. Toutesles rugosités testées se sont montrées efficaces. La prévision théorique de la transition naturelle a été réalisée au moyende la théorie de la stabilité linéaire locale modale couplée à la méthode du eN. En vol, sur avant-corps à échelle 1, lesfacteurs N atteignent difficilement 8 à 9, ce qui est insuffisant pour assurer la transition avec certitude. Pour appliquer laméthode aux essais au sol, on a besoin de connaître les facteurs N de transition des souffleries, ce qui est réalisé à partird'essais de calibration sur plaque plane dans T-313. Un excellent accord théorie/expérience est obtenu à Mach 4. AMach 6, on doit prendre en compte la présence d'instabilité ‘’crossflow’’ inflexionnelle au nez de l'engin, moyennant quoil'accord est aussi très bon. Les calculs de stabilité ont été réalisés sur des solutions de base obtenues par simulationnumérique (CFD) des conditions de vol ou des essais au sol. Ces simulations ont également permis de bien comprendrela structure de l'écoulement autour de l'avant-corps et de concevoir en grande partie les moyens d'essai. / The prediction of the laminar-turbulent transition in the boundary layer on a hypersonic vehicle forebody is important tooptimize the air inlet of the associated scramjet engine, but is still very difficult after half a century of intensive research onthe subject. In this work, numerical and experimental approaches are applied and compared. Experimentally, the naturaltransition is detected at Mach 4 and Mach 6 in the blow down wind tunnel T-313 in ITAM Novosibirsk using Pitot pressuremeasurements. In the impulse AT-303 wind tunnel in ITAM, the natural transition at Mach 6 and the roughness inducedtransition at Mach 8 are detected using an optical method based on thermosensitive paints. These tests have beenperformed on a 1/3 scale model. All the trips tested have shown their effectiveness. The theoretical prediction of thenatural transition has been performed using the local modal linear stability theory coupled with the eN method. In flight, onthe full scale forebody, N factors hardly reach 8 to 9, which is insufficient for the transition. To apply the method to groundtests, the wind tunnels transition N factors are needed. They are obtained from calibration tests on a flat plate in T-313. Avery good agreement with experiments is found at Mach 4. At Mach 6, the presence of inflexional crossflow instabilitynear the nose of the body must be taken into account, which gives also a good agreement. Stability calculations havebeen done for mean flow solutions obtained by numerical simulations (CFD) of flight or ground tests conditions. Thesesimulations have also helped to understand the structure of the flow around the forebody and to design efficiently theexperimental setup.

O presente trabalho tem por finalidade discutir a avaliação da exposição ocupacional às vibrações de corpo inteiro segundo os critérios estabelecidos pelo Anexo 1 da Norma Regulamentadora 09, pela Diretiva Europeia 2002/44/EC e pela ACGIH, avaliando as diferenças entre os indicadores envolvidos e a sua conexão com os estudos recentes ligados ao tema. Para tal, o modelo dinâmico que representa um ônibus é submetido a diferentes perfis de estrada, utilizando os parâmetros de densidade espectral de potência apresentados na ISO 8608 (1995). Os indicadores da exposição (e os espectros de frequência, no caso da ACGIH) são avaliados, de forma a verificar a aceitabilidade da exposição. O modelo dinâmico utilizado para representar o ônibus é também analisado, considerando diferentes situações de exposição. Além disso, resultados de trabalhos experimentais são avaliados segundo os diferentes critérios legais, a fim de permitir a análise do comportamento dos indicadores em um maior número de situações de exposição. Os resultados mostram a importância da realização da avaliação de acordo com os requisitos legais e a necessidade de utilizar o previsto na Norma Regulamentadora 09 durante a etapa de projeto de novos equipamentos, de forma que seus usuários sejam expostos a menores níveis de vibração. Além dos riscos à saúde, a exposição ocupacional a vibrações acima dos limites legais enseja o pagamento de adicional de insalubridade, com consequências financeiras consideráveis para as empresas que utilizam máquinas e equipamentos inadequados. / This study aims to discuss the assessment of occupational exposure to whole-body vibration according to the criteria established by Annex 1 of Regulatory Standard 09, European Directive 2002/44/EC, and ACGIH, evaluating the differences between the measures and their connection with recent studies related to the topic. To this end, the dynamic model of a bus is subjected to different road profiles, using the Power Spectral Density parameters presented in ISO 8608 (1995). Exposure indicators (and the frequency spectra in the case of ACGIH) are evaluated to verify the acceptability of exposure. The dynamic model of the bus is also analyzed considering different exposure situations. Besides, results of experimental work are evaluated according to different legal criteria, to analyze the behavior of the indicators in a greater number of situations. The results show the importance of assessment made in compliance with the legal requirements, and the need to apply the provisions of the Regulatory Standard 09 during the design stage of new equipment, so that their users are exposed to lower levels of vibration. In addition to the health risks, the workers exposure to vibration levels above the exposure limit values entails the payment of insalubrity premium, with considerable financial consequences for companies using that equipment and vehicles.

Orientador: Alessandro Roger Rodrigues / Resumo: A microusinagem é um dos processos de fabricação capaz de produzir produtos ou geometrias de precisão e complexidade com detalhes menores que 1 mm. Contudo, para um melhor desempenho do processo de usinagem associado à qualidade do produto, entender a interação peça-ferramenta é fundamental. Esta pesquisa determinou a influência do tipo de corte e do avanço da ferramenta no desgaste da fresa (ferramenta), na energia específica de corte (processo) e na rugosidade (peça), ao empregar a operação de microfresamento de topo no aço COS AR60 de grãos ultrafinos. Os ensaios foram realizados em um centro de usinagem Romi D600 com a adaptação de um cabeçote de alta rotação (60 krpm) sem aplicação de fluido de corte. Microfresas de topo reto (Ø 800 µm) com substrato de metal duro e revestidas com TiAlN foram aplicadas nos testes. A profundidade de usinagem e a velocidade de corte foram mantidas constantes em 160 µm e 60 m/min, respectivamente. Foram variados o avanço por dente (3 e 10 µm/z) e o tipo de corte (simétrico em cheio e em face e assimétrico concordante e discordante). Análise de Variância (ANOVA) com intervalo de confiança de 95% foi aplicada a cada uma das três réplicas. Os resultados indicaram que os níveis de desgaste e a redução do diâmetro da microfresa são influenciados pelo avanço da ferramenta e tipo de corte. As maiores reduções no diâmetro (≈11%) foram devido ao impacto periódico da aresta de corte na peça e não pelo efeito de sulcamento (≈4%). Além disso, para o pe... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Micro-machining is one of the processes feasible for generating geometries or parts with precision and complexity regarding dimensions smaller than 1 mm. However, the achievement of enhanced machining performance and product quality requires a prior understanding on the tool-workpiece interface. This research detemined the influence of cutting type and cutting feed on wear (tool), specific cutting force (process) and surface roughness (workpiece) when cutting the ultrafine-grained steel COS AR60 under end milling strategy. Machining tests were performed in a CNC machining centre Romi D600 provided with a high-speed spindle (60kpm) without cutting fluid application. TiAlN coated carbide endmill (Ø 800 μm) was used for straight cut with 60 m/min cutting speed, 160 μm depth of cut and feed per tooth of 3 and 10 μm. Analysis of Variance (ANOVA) with confidence interval of 95% was applied to the three runs of each cutting sets. The results have shown that tool wear levels and tool effective diameter are influenced by tool feed and cutting type. Hence, intermittent impact of tool’s cutting edges into the workpiece (≈11%) during cutting revealed to be the major cause of tool wear when compared to cutting mechanism dominated by ploughing (≈4%). Regarding experimental sets with cutting length of 98,018 m there was a predominance of tool edge chipping over abrasion and adhesion when performing face cutting with ploughing at 4.2%. On the other hand, if ploughing increases to 14.3% the m... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Flávio Henrique Manarelli (flaviomanarelli@gmail.com) on 2018-11-01T23:57:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Flávio Henrique Manarelli.pdf: 2986064 bytes, checksum: edc4536a4c2ec5e96e1c49c52019885f (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-11-08T19:00:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 manarelli_fh_me_ilha.pdf: 2986064 bytes, checksum: edc4536a4c2ec5e96e1c49c52019885f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-08T19:00:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 manarelli_fh_me_ilha.pdf: 2986064 bytes, checksum: edc4536a4c2ec5e96e1c49c52019885f (MD5) Previous issue date: 2018-09-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A microusinagem é um dos processos de fabricação capaz de produzir produtos ou geometrias de precisão e complexidade com detalhes menores que 1 mm. Contudo, para um melhor desempenho do processo de usinagem associado à qualidade do produto, entender a interação peça-ferramenta é fundamental. Esta pesquisa determinou a influência do tipo de corte e do avanço da ferramenta no desgaste da fresa (ferramenta), na energia específica de corte (processo) e na rugosidade (peça), ao empregar a operação de microfresamento de topo no aço COS AR60 de grãos ultrafinos. Os ensaios foram realizados em um centro de usinagem Romi D600 com a adaptação de um cabeçote de alta rotação (60 krpm) sem aplicação de fluido de corte. Microfresas de topo reto (Ø 800 µm) com substrato de metal duro e revestidas com TiAlN foram aplicadas nos testes. A profundidade de usinagem e a velocidade de corte foram mantidas constantes em 160 µm e 60 m/min, respectivamente. Foram variados o avanço por dente (3 e 10 µm/z) e o tipo de corte (simétrico em cheio e em face e assimétrico concordante e discordante). Análise de Variância (ANOVA) com intervalo de confiança de 95% foi aplicada a cada uma das três réplicas. Os resultados indicaram que os níveis de desgaste e a redução do diâmetro da microfresa são influenciados pelo avanço da ferramenta e tipo de corte. As maiores reduções no diâmetro (≈11%) foram devido ao impacto periódico da aresta de corte na peça e não pelo efeito de sulcamento (≈4%). Além disso, para o percurso de corte adotado de 98,018 m, com 4,2% da usinagem em sulcamento ou inexistente no corte em face, houve predominância de avarias por lascamento e, para o mesmo percurso, porém, com aproximadamente 14,3% do corte em sulcamento, os fenômenos predominantes no desgaste foram abrasão e adesão. O efeito do sulcamento fez com que os fatores tipo de corte e avanço, bem como suas respectivas interações, fossem significativos sobre a energia específica de corte. Os cortes em cheio e corte concordante com avanço de 3 µm/dente proporcionaram condições mais favoráveis para o microfresamento frontal, com melhor acabamento da peça e menores níveis de desgaste da ferramenta de corte. / Micro-machining is one of the processes feasible for generating geometries or parts with precision and complexity regarding dimensions smaller than 1 mm. However, the achievement of enhanced machining performance and product quality requires a prior understanding on the tool-workpiece interface. This research detemined the influence of cutting type and cutting feed on wear (tool), specific cutting force (process) and surface roughness (workpiece) when cutting the ultrafine-grained steel COS AR60 under end milling strategy. Machining tests were performed in a CNC machining centre Romi D600 provided with a high-speed spindle (60kpm) without cutting fluid application. TiAlN coated carbide endmill (Ø 800 μm) was used for straight cut with 60 m/min cutting speed, 160 μm depth of cut and feed per tooth of 3 and 10 μm. Analysis of Variance (ANOVA) with confidence interval of 95% was applied to the three runs of each cutting sets. The results have shown that tool wear levels and tool effective diameter are influenced by tool feed and cutting type. Hence, intermittent impact of tool’s cutting edges into the workpiece (≈11%) during cutting revealed to be the major cause of tool wear when compared to cutting mechanism dominated by ploughing (≈4%). Regarding experimental sets with cutting length of 98,018 m there was a predominance of tool edge chipping over abrasion and adhesion when performing face cutting with ploughing at 4.2%. On the other hand, if ploughing increases to 14.3% the main wear mechanism observed were abrasion and adhesion. Therefore, there was a significant interaction between specific cutting force and the input parameters of feed per tooth and cutting type. As a result, down-milling and channel-milling at the tool feed of 3 μm/tooth leaded to a valuable cutting performance with better workpiece surface roughness and tool wear at low levels.

A rugosidade é um parâmetro de acabamento importante nos processos de fabricação por usinagem e é determinado de acordo com a aplicação técnica da superfície usinada. A rugosidade afeta atributos funcionais dos produtos como desgaste, atrito, reflexão da luz, capacidade de manter e espalhar um lubrificante, etc.. Como a inspeção da superfície é normalmente feita com rugosímetros após a operação de usinagem, essa tarefa consome tempo e demanda trabalho, gerando custo adicional ao produto. Assim, este trabalho tem como objetivo estimar os valores das rugosidades média (Ra) e total (Rt) geradas no processo de fresamento frontal a seco do aço SAE 1045 com fresa de topo reto via redes neurais artificiais (RNA). Dessa forma, os valores de rugosidade Ra e Rt podem ser obtidos somente informando os parâmetros do processo ao modelo. Foram considerados como variáveis de entrada do processo a velocidade de corte (vc), o avanço por dente (fz) e o raio de ponta da ferramenta (r). Após uma análise estatística, constatou-se que as variáveis de saída que melhor se correlacionavam com os valores de rugosidade foram a força média no eixo x (Fx) (direção de avanço) e a variação da força no eixo z (Fz) (direção axial). Os dados de força foram obtidos usando um sistema sensório constituído de plataforma piezelétrica, placa de aquisição de dados e computador com software apropriado. Portanto, os cinco parâmetros de entrada utilizados nos 16 modelos testados foram vc, fz, r, Fx e Fz. O algoritmo de treinamento usado foi o de Levemberg-Marquardt. Dentre os testados, os modelos com topologia 5-10-10-1 (cinco entradas e uma saída) apresentaram as melhores capacidade de estimação para os valores de Ra e Rt, mostrando a eficiência da técnica de modelagem da rugosidade por RNA. / The surface roughness is an important finishing parameter in the machining manufacturing processes and it is determined according with the technical application of the machined surface. The surface roughness affects functional attributes of parts such as wear, friction, light reflection, ability to spreading and retaining a lubricant etc. As the surface inspection is usually done with the rugosimeter after the machining operation, this task is time consuming and labor demand, generating additional cost to the product. Thus, this work aims to estimate the values of average roughness (Ra) and total roughness (Rt) generated in the dry end milling process of the SAE 1045 steel via artificial neural networks (ANN). Thus, the roughness values of Ra and Rt may be obtained only by informing the process parameters to the model. Cutting speed (vc), feed per tooth (fz) and tool nose radius (r) were considered as input variables. After statistical analysis, it was found that output variables that best correlate with roughness values were the average force on the x axis (Fx) (feed direction) and the force variation in the z-axis (Fz) (axial direction). The cutting force data signals were obtained using a sensory system composed by piezoelectric platform, data acquisition board and personal computer with appropriate software. Therefore, the five input parameters applied in the 16 models tested were vc, fz, r, Fx and Fz and the training algorithm used was the Levemberg-Marquardt. Among the models tested, those with 5-10-10-1 topology (five inputs and one output) showed the best capacity for estimation of the Ra and Rt values that can demonstrate the modeling technique effectiveness of the surface roughness using ANN.

A determinação da rugosidade é parte fundamental para a classificação da qualidade de uma superfície. Assim, iniciou-se este trabalho realizando-se estudos a respeito de seus métodos de medição. Devido à grande adaptabilidade e à velocidade dos métodos a laser, os estudos foram direcionados para estes tipos de técnicas de medição. Verificou-se que esses dispositivos vinculavam-se a sistemas em que o laser refletido era analisado através de sistemas com detectores do tipo CCD, em que a imagem refletida era analisada num todo. Assim, a bibliografia trouxe inspiração para mensurar a rugosidade de uma superfície gerada por torneamento horizontal, a partir da intensidade laser refletida. Propôs-se, então, um método baseado exclusivamente, na intensidade do sinal que era refletido pela superfície em estudo, a contar de uma incidência normal, já que aos autores ressaltavam que quanto maior a rugosidade da superfície menor seria o sinal refletido por ela. O sistema foi montado e sua capacidade de diferenciar distintas rugosidades foi testada. Então foram produzidas amostras com diferentes rugosidades, a fim de se obter uma função que pudesse correlacionar o sinal laser com a respectiva rugosidade (medida esta feita em rugosímetro de agulha). A função de transferência encontrada foi testada em amostras dissemelhantes das que a geraram, com o intuito de comprovar sua eficácia. Amostras fabricadas com ferramentas distintas de corte também foram produzidas e submetidas ao mesmo procedimento. As funções de transferência geradas alcançaram sucesso na previsão da rugosidade em, no máximo, 16,6% dos pontos, considerando uma margem de erro de 20%. A seguir, procurando-se os motivos que pudessem ter causado este percentual, levantou-se a possibilidade de estarem ocorrendo efeitos ópticos capazes de causar interferências devido às irregularidades na superfície. Efeitos capazes de degenerarem o sinal refletido. A comprovação de que o sinal eventualmente poderia estar sendo perturbado aconteceu através de referência bibliográfica e de imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura, em que se pôde observar a existência de estruturas na face das amostras que seriam isolada ou conjuntamente capazes de causar os efeitos citados. / The determination of the roughness is a key for a good classification of a surface. Thereby, the work was started with a study about the roughness measurements methods. Due to the great adaptability and speed of laser methods, the studies were directed to these kinds of measurement techniques. It was observed in the literature that these laser devices were linked to systems where the reflected laser was analyzed by systems with CCD detectors, where the reflected image was entirely analyzed. Hence, the bibliography brought inspiration to measure the surface roughness generated by axial turning from the intensity of the reflected laser. It was proposed then a measurement method exclusively based on the intensity of the signal that was reflected by the surface under study, because the authors noted that as the roughness of surface became bigger as the signal reflected is became smaller. The proposed system has been assembled and ability to distinguish different roughness was tested successfully. Then samples were produced with different roughness in order to obtain a function that would correlate the laser signal with its roughness (this measurement is made by tactile measurement instrument). The transfer function obtained was tested on different samples that generated in order to prove its efficacy. Samples produced with different cutting tools were also produced and subjected to the same procedure. The transfer functions reached a successful prediction of the roughness maximum for 16.6% of the points assuming a margin of error of 20%. So, looking up the reasons that could have caused this percentage we think the possibility as the occurrence of some optical effects that can cause interference due to irregularities on the surface. These optical effects can degenerate the reflected signal. The proof that the signal could possibly be corrupted was made by the bibliographic references and some images obtained by scanning electron microscopy in which they could observe the existence of structures on the sample surfaces that would can be a reason for these effects individually or together.