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[en] EXPERIMENTAL ANALYSIS OF THE DYNAMIC PROPERTIES OF THE BAMBOOS OF THE SPECIES GUADUA, DENDEDROCALAMUS E AUREA / [pt] ANÁLISE EXPERIMENTAL DAS PROPRIEDADES DINÂMICAS DOS BAMBUS DAS ESPÉCIES GUADUA, DENDROCALAMUS E AUREACAROLINA COELHO DA ROSA 17 March 2006 (has links)
[pt] O Bambu é classificado como Bambusoideae ou como
Bambusaceae que pode ser encontrado em abundância
especialmente em regiões tropicais e subtropicais. Estudos
mostraram que a relação resistência à tração e peso
específico do bambu é 2.73 vezes maior que do aço com a
vantagem de ter um baixo consumo de energia e baixo custo
em sua produção, além de ser um material renovável e
ecológico. O bambu é utilizado nas construções civis por
séculos, especialmente em regiões sujeitas aos abalos
sísmicos. Essas construções, como as obras construídas na
América Latina e Taj Mahal, na Índia, mostram que o bambu
possui boa resistência às cargas sísmicas; mesmo com essas
evidências, muitas vezes citadas na literatura cientifica
disponível, não encontramos estudos sobre o comportamento
dinâmico do bambu nas obras de engenharia. No Brasil, o
bambu é encontrado com abundância em quase todo território
nacional, são muito reduzidos os estudos sobre suas
propriedades e metodologia para emprego; quanto às
propriedades dinâmicas praticamente sem referências. / [en] The Bamboo is classidied as Bambusoideae or as
Bambusaeceae that can be fond in abundance in tropical and
sub-tropical contries. Studies had shown that the relation
tensile stregth and specific weight of the bamboo is 2.73
greater that of the steel with the advantage to have a low
consumption of energy and low cost in its production,
besides being a renewable and ecological material. The
bamboo is used in the civil constructions per centuries,
especially in earthquake regions. These constructions, as
constructed in America Latina and Taj Mahal, in India,
show that the bamboo possess good resistance to seismic
loads; exactly with this fact many times cited in
available scientific literature do not find studies on the
dynamic behavior of the bamboo. In Brazil, the bamboo is
found with abundance in almost all domestic territory,
very is reduced the studies on its properties and
methodology for job; how much to the dynamic properties
practically without Reference.
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[en] EVALUATION OF MECHANICAL AND HYDRAULIC PROPERTIES OF A GRANITE-GNAISS WEATHERING PROFILE FROM CURITIBA, PR / [pt] AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES MECÂNICAS E HIDRÁULICAS DE UM PERFIL DE ALTERAÇÃO DE GRANITO-GNAISSE DE CURITIBA, PRROBERTA BOMFIM BOSZCZOWSKI 07 November 2008 (has links)
[pt] Um perfil de alteração de granito-gnaisse é estudado
objetivando um
melhor conhecimento das propriedades mecânicas e
hidráulicas de solos
residuais. A feição estudada encontra-se no município de
Campo Magro, região
Metropolitana de Curitiba. A região situa-se na borda da
Bacia de Curitiba, acima
de 900 metros, fortemente sujeita aos fenômenos tectônicos
que deram origem à
calha da Bacia. As investigações geotécnicas contemplam a
caracterização
física, química e mineralógica dos materiais. O
comportamento dos solos no
estado compactado e indeformado é analisado. Curvas
características de sucção
e de resistividade fornecem dados que auxiliam no
entendimento das
propriedades hidráulicas. A influência do intemperismo e da
sucção são
avaliados na resistência à tração e na resistência à
compressão não confinada.
Parâmetros de resistência em cinco diferentes níveis de
intemperismo são
apresentados. Ensaios de adensamento fornecem parâmetros de
quebra da
estrutura (yelding) dos solos. O comportamento tensão-
deformação do solo mais
intemperizado, no estado não saturado, é analisado através
de ensaios triaxiais
com medida de deformação local, em compressão axial com
tensão controlada e
deformação controlada. As conclusões da pesquisa permitem
identificar a
variabilidade de comportamento de resistência e
compressibilidade, efeito do
material de origem e intemperismo a que os solos foram
submetidos. / [en] A granite-gneiss weathering profile is studied with the aim
of achieving a better understanding of mechanical and
hydraulic properties of residual soils. The site in focus
is located at the city of Campo Magro, in Curitiba
Metropolitan Area. The region under research lies at the
border of Curitiba Basin, above 900 m of elevation, and it
was heavily influenced by tectonic events that originated
the basin. The geotechnical investigation comprised
physical, chemical and mineralogical characterization. The
soil behavior was assessed in both natural
and compacted conditions. Suction and resistivity
characteristic curves provide useful information for
assessing the hydraulic properties. The weathering degree
and suction levels influence are assessed in respect to
unconfined compressive and tensile strength. The resistance
properties are analyzed according five distinct weathering
degrees. Consolidation tests are used for identifying
yielding stress levels. Unsaturated triaxial tests with
local strain measurements in both stress and strain control
conditions are used to study the deformation behavior of
the most weathered soil. The conclusions provide an overall
assessment of the soil strength and compressibility
variability, origin material influence and weathering
evolution effects.
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[en] STUDY OF THE INSERTION OF SPOUNGE GOURD AS STRUCTURAL REINFORCEMENT IN CEMENT MATRICES / [pt] ESTUDO DA INSERÇÃO DE FIBRA DE BUCHA VEGETAL COMO REFORÇO ESTRUTURAL EM MATRIZES CIMENTÍCIASVICTOR ANTUNES QUERIDO 31 August 2018 (has links)
[pt] O objetivo do presente estudo consistiu na obtenção, caracterização mecânica e química das fibras de bucha vegetal (Luffa cylindrica) utilizadas, e o emprego das mesmas como possível reforço de compósitos cimentícios. Inicialmente, as fibras de bucha foram encaminhadas à prensa mecânica para perder o seu formato cilíndrico, propiciando uma moldagem mais facilitada, dos posteriores compósitos. A partir daí, foram submetidas a ensaio de tração direta, dividindo-se entre filamento e tecido, difração de raios-x (DRX), espectroscopia de infravermelho (IV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise em microscópio digital, com posterior análise em software digital. A matriz foi dosada, respeitando uma substituição parcial de 50 porcento de cimento, por materiais pozolânicos, como 40 porcento de metacaulinita e 10 porcento de cinza volante, com o objetivo de diminuir a quantidade de Hidróxido de Cálcio (HC), produto oriundo da hidratação do cimento. Também foi utilizado superplasticante na confecção da pasta, para melhorar a fluidez e assegurar que toda a área do molde fosse preenchida, além de prover o encharcamento uniforme da fibra. A caracterização química matriz se deu através do ensaio de termogravimetria (TGA), o qual foi capaz de corroborar a baixa presença de HC, propiciando a incorporação de fibras vegetais nessa matriz. As propriedades mecânicas foram avaliadas a partir de ensaio de flow tabe, de resistência à compressão e à flexão. O composto com a matriz supracitada foi confeccionado com as fibras de bucha vegetal nas direções do carregamento e posteriormente encaminhados ao ensaio de flexão de três pontos. Para agregar valor à discussão, foi fabricado um compósito sanduíche com a fibra de sisal (Agave sisalana) em conjunto com a fibra de bucha. Os compósitos cimentícios reforçados por fibra de bucha, e o compósito sanduíche apresentaram valores de resistência 33 porcento maiores, em relação aos corpos de prova moldados apenas com a matriz (sem reforço). / [en] The objective of this study was to obtain, mechanical and chemical fibre characterization of Loofah (Luffa cylindrica) used, and the use of same as possible reinforcement of cementitious composites. Initially, Loofah fibres were forwarded to the mechanical press for losing your cylindrical format, providing a more facilitated, molding of composite posterior. From there, were subjected to direct tensile test, dividing her time between filament and fabric, x-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IV), scanning electron microscopy (SEM) and microscope analysis Digital, with further analysis in digital software. The array was dosed, respecting a partial substitution of 50 per cent cement, Pozzolanic materials, such as 40 per cent metacaulinite and 10 per cent fly ash, with the goal of reducing the amount of calcium hydroxide (CH), native of cement hydration product. Superplasticizer was also used in the making of the folder, to improve the fluidity and ensure that the entire area of the mold were filled equally, in addition to providing the drenching fiber uniform. Chemical characterization through array of Thermogravimetry (TGA), which was able to corroborate the low presence of CH, resulting in the incorporation of vegetable fibers in this array. The mechanical properties were evaluated from flow tabe test, compression and flexural strenght. The compound with the above-mentioned matrix was made with Loofah fibres in the directions of loading and subsequently forwarded to the three-point flexural test. To add value to the discussion, made a sandwich composite with sisal fiber (Agave sisalana) in conjunction with the Loofah fiber. The cementitious composites reinforced by loofah fiber, and sandwich composite presented values of maximum 33 per cent larger in relation to specimens only molded array (no reinforcement), although it is not an improvement as significant as found in other synthetic or natural fibers, already studied and some in use by industry.
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[en] HEAT INFLUENCE ON PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF DENDROCALAMUS GIGANTEUS BAMBOO / [pt] INFLUÊNCIA DO CALOR NAS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DO DENDROCALAMUS GIGANTEUS BAMBUARASH AZADEH 14 November 2018 (has links)
[pt] O principal objetivo da presente tese é investigar o efeito do calor nas propriedades físicas e mecânicas do bambu Dendrocalamus giganteus. A análise química foi realizada para estudar e comparar componentes químicos de diferentes espécies e partes internas e externas do bambu Dendrocalamus giganteus. Para estabelecer a faixa de aquecimento e seus intervalos, foi realizado o teste de análise termogravimétrica (TGA) para estudar a degradação de diferentes gêneros e espécies de bambu nos níveis macro, meso, micro e nano. Baseado em ensaios preliminares de exposição ao calor e nos resultados da TGA, ensaios executados a temperaturas iniciais de 25 graus Celsius (considerado como temperatura ambiente), 100 graus Celsius, 125 graus Celsius, 150 graus Celsius, 175 graus Celsius, 200 graus Celsius e 225 graus Celsius foram expostos por um período de 3 horas, considerado como curto prazo, e 24 horas, considerado como um longo prazo de exposição ao calor. Processamento de imagem foi realizado para investigar a meso estrutura do bambu, como functionally graded material (FGM), e a distribuição das fibras da parte interna à parte externa da parede de espessura do bambu, ao longo da direção radial. A fração volumétrica das fibras e da matriz para a parte interna e externa da seção do bambu foi estabelecida e utilizada na investigação da absorção de água por cada componente do bambu. O microscópio eletrônico de varredura (MEV) e a microtomografia de raios X foram usados para estudar os efeitos de diferentes exposições ao calor na microestrutura da fibra e da matriz. As microfissuras iniciam e propagam após 175 graus Celsius. Também foram investigados a influência do calor na higroscopicidade, a absorção de água, o encolhimento e o inchamento das amostras do bambu nas direções longitudinal, radial e tangencial sob diferentes temperaturas e exposições de tempo. O encolhimento não uniforme e a absorção da água de amostras do teste com o bambu, medido na direcção tangencial nos lados internos e externos, permitiram estabelecer a propriedade higroscópica de cada componente. Os resultados mostram que, com a exposição ao calor superior a 175 graus Celsius, a capacidade de absorção de água reduz significativamente. Resistência à tração, compressão e cisalhamento estabelecida ao longo das fibras e somente experimento de tração transversal realizado transversalmente às fibras. Além disso, o módulo dinâmico de elasticidade em flexão, usando a técnica de excitação por impulso aplicada a espécimes considerados. A variação tangível nas propriedades mecânicas ocorreu após a exposição do calor a 175 graus Celsius durante 3h ou a 150 graus Celsius por 24h. Os módulos de elasticidade e resistência à compressão não são reduzidos significativamente e, quase, permanecem os mesmos para amostras tratadas a 225 graus Celsius durante 3h e 200 graus Celsius por 24h mas para as amostras de tração, cisalhamento e tração transversal, a resistência mecânica diminui cerca de 70 por cento - 90 por cento a esta temperatura-tempo. / [en] The principal objective of the present thesis is to investigate the effect of heat on physical and mechanical properties of Dendrocalamus giganteus bamboo. The chemical analysis carried out to study and compare chemical components among different species and the internal and external parts of Dendrocalamus giganteus bamboo. To establish the heating range and its intervals the thermogravimetric analysis test (TGA) carried out to study the degradation of different bamboo genera and species at macro, meso, and micro and nano level. Based on preliminary heat exposure tests and the results of TGA, the tests executed at initial temperatures 25 degrees Celsius considered as ambient temperature, 100 degrees Celsius, 125 degrees Celsius, 150 degrees Celsius, 175 degrees Celsius, 200 degrees Celsius and 225 degrees Celsius for 3 hours duration as short term, and 24 hours duration as long term heat exposure. Image processing carried out to investigate the meso structure of bamboo as a functionally graded material (FGM) and the fiber distribution alongside the radial direction from internal to external bamboo wall thickness. The volume fraction of fibers, matrix and voids for internal and external part of bamboo section established and used in the investigation of water absorption of each component of the bamboo. The scanning electronic microscope (SEM) and X-ray microtomography used to study the effects of different heat exposures on micro structure of fiber and matrix. The micro cracks initiate and propagate after 175 degrees Celsius. The influence of heat on hygroscopicity, water absorption, shrinkage and swelling of bamboo specimens in longitudinal, radial and tangential directions at different temperatures and time exposures investigated. The non-uniform shrinkage and water absorption of bamboo test specimens, measured in tangential direction at internal and external sides which permitted to establish the hygroscopic property of each component. The results show by heat exposure higher than 175 degrees Celsius the water absorption capacity reduces significantly. The tensile, compression, and shear resistance established along the fibers and only tensile experiments realized transversal to the fibers. In addition, the dynamic bending modulus of elasticity using impulse excitation technique applied to considered specimens. The result of mechanical tests shows a close relation between transversal tensile and shear strength with matrix strength. The tangible variation in mechanical properties occurred after heat exposure-time at 175 degrees Celsius-3h or 150 degrees Celsius-24h. The modulus of elasticity and compression strength are not reduced significantly and nearly remain the same for samples treated at 225 degrees Celsius-3h or 200 degrees Celsius-24h while for the tensile, shear and transversal tensile samples, the mechanical strength decreases about 70 percent to 90 percent at these temperature-time.
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[en] THE PHYSICAL, MECHANICAL AND MESO-STRUCTURAL PROPERTIES OF THE BAMBOO GUADUA WEBERBAUERI OF ACRE / [pt] AS PROPRIEDADES FÍSICAS, MECÂNICAS E MESO-ESTRUTURAL DO BAMBU GUADUA WEBERBAUERI DO ACREJOSE ROBERTO DE LIMA MURAD 16 October 2007 (has links)
[pt] O bambu apresenta baixo consumo de energia e baixo custo
de produção,
além de ser um material renovável e ecológico. É um
material potencialmente
promissor que vem demonstrando grandes qualidades para a
construção civil.
Estudos mostraram que a relação resistência à tração e
peso específico do
bambu é 2,77 vezes maior que a do aço. Este trabalho tem
como objetivo a
caracterização física, mecânica e meso-estrutural do bambu
da espécie Guadua
weberbaueri para possível aplicação na engenharia civil
como material não
convencional. Os resultados dos ensaios mecânicos
mostraram valores
compatíveis a outras espécies pesquisadas. Concluiu-se que
o material quando
sujeito a carga de tração, cisalhamento ou compressão
apresentou
comportamento semelhante ao de outras espécies já
estudadas, desde 1979, no
Departamento de Engenharia Civil da PUC-Rio, sob a
orientação do professor
Khosrow Ghavami. Onde foram desenvolvidos vários programas
de investigação
para o emprego do bambu e outras fibras vegetais na
construção de edificações
de baixo custo, substituindo produtos de asbesto, aço,
cimento e outros
materiais poluentes e não renováveis. Podendo este ser
utilizado como material
alternativo na engenharia civil. / [en] The bamboo presents low consumption of energy and low cost
of
production, beyond being a renewable and ecological
material. It is a potentially
promising material that comes demonstrating great
qualities for the civil
construction. Studies had shown that the relation tensile
strenght and specific
weight of the bamboo is 2,77 times bigger that of the
steel. This thesis presents
the results of an experimental investigation to establish
the physical, mechanics
and meso-structural, of the bamboo of the species Guadua
weberbaueri for
possible application in the civil engineering as a non-
conventional material. The
results of the mechanical rehearsals showed compatible
values to other
researched species. It was concluded that the material
when subject to traction
loads, shear or compression presented similar behavior to
the of other studied
species already, since 1979, in the Department of Civil
Engineering of PUC-Rio,
under the orientation of professor Khosrow Ghavami. Where
some programs of
inquiry for the vegetal job of the bamboo and other staple
fibers in the
construction of edifications of low cost had been
developed, substituting pollutant
products of asbestos, steel, cement and other pollutant
materials didn´t renew.
Being able this being used as non-conventional material in
civil engineering.
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[en] INDUCTION HOT BENDING OF STEEL PIPE API 5L X80 / [pt] CURVAMENTO POR INDUÇÃO DE TUBO DA CLASSE API 5L X80GILMAR ZACCA BATISTA 12 July 2006 (has links)
[pt] Neste trabalho são apresentados os efeitos do processo de
curvamento a
quente por indução na microestrutura e nas propriedades
mecânicas do tubo API
5L X80, fabricado pelo processo UOE, com chapa produzida
através do processo
de laminação controlada sem resfriamento acelerado. O
curvamento foi realizado
com aquecimento localizado, provocado por uma bobina de
alta freqüência,
seguido de resfriamento por jatos de água. O tubo curvado
foi avaliado e
comparado com o tubo reto. Adicionalmente, foi realizado
um tratamento térmico
de revenido em parte da região curvada. Foram realizados
ensaios mecânicos de
tração, microdureza e impacto Charpy-V, análises
dimensionais e avaliação
microestrutural. Verificou-se uma alteração significativa
na microestrutura da
região curvada, resultando em uma curva com menores
valores de temperatura de
transição e limite de escoamento inferior ao do tubo
original e ao requerido por
norma. O tratamento térmico aplicado na região curvada,
mostrou-se eficiente
para elevar o limite de escoamento para valores acima do
mínimo especificado
pela norma API 5L para o X80. / [en] The present work discusses the effect of the induction
bending process on
the microstructure and the mechanical properties of an API
5L X80, 20 pipe
produced by the UOE process. The key characteristic of the
pipe was the
manufacturing process of the steel plate, involving
thermomechanical controlled
rolling without accelerated cooling. The pipe bending was
carried out applying
local induction heating followed by water quenching and a
further temper heat
treatment was applied to the curved section. The
methodology of analysis
compared the curved section with the original body pipe,
taking into account
dimensional analysis, microstructural evaluation and
mechanical tests which
included Charpy-V impact, tensile and microhardness. A
significant
microstructural change and decrease, not only in the
transition temperature, but
also in the yield strength ocurred after induction
bending, this reduction was
below the standard requirements. The subsequent tempering
heat treatment
applied to the curved section produced an increase in the
yield strength to achieve
the API 5L requirements for this class of steel.
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[en] EVALUATION OF ELASTIC PROPERTIES OF CARBONATIC ROCKS FROM MICROSTRUCTURAL ANALYSIS / [pt] AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES ELÁSTICAS DE ROCHAS CARBONÁTICAS A PARTIR DE ANÁLISE MICROESTRUTURALGUSTAVO HENRIQUE OLIVEIRA SOBREIRA 06 April 2017 (has links)
[pt] Reservatórios carbonáticos contêm entre 50 e 60 porcento de petróleo e gás do mundo. No entanto, estas rochas têm apresentado problemas operacionais consideráveis durante as etapas de perfuração e produção. Tais problemas são originados pelas dificuldades na caracterização adequada destas rochas em função da complexa distribuição espacial de suas micro e macro estrutura. Enquanto ambas as escalas possuem importância no entendimento do comportamento de carbonatos, o presente trabalho trata da análise da microestrutura. Nesse âmbito, a proposta deste trabalho integra o processamento e análises de imagens digitais, elaboração de malhas de elementos finitos e simulação numérica de forma a prever propriedades elásticas, com o objetivo de correlacionar a microestrutura e o módulo de Young. Foram utilizadas imagens digitais de amostras de afloramento (travertinos) considerados como possíveis análogas a rochas carbonáticas de reservatório. A metodologia implementada permitiu obter subamostras que incluem uma gama de microestruturas e porosidades numa única amostra para assim simular numericamente o módulo de Young. Conclui-se neste estudo que os poros maiores (vuggys) são os principais responsáveis pelo comportamento do material quando o mesmo é carregado, e também a influência da estrutura porosa nos resultados, foi possível observar que a posição dos poros afeta o módulo de elasticidade do corpo de prova. / [en] Carbonate reservoirs contain between 50 and 60 percent of oil and gas reserves in the world. However, these rocks have presented considerable operating problems during the phases of drilling and production. Such problems are originated by the difficulties in the proper characterization of these rocks due to the complex spatial distribution of its micro and macro structure. While both scales have importance on the carbonate behavior understanding, this paper deals with the analysis of the microstructure. In this context, the aim of this work is part of the processing and digital image analysis, mesh preparation and finite element numerical simulation to predict elastic properties, in order to correlate the microstructure and the Young s modulus. Using digital images of outcrop samples (travertine) considered as possible analogous to carbonate rocks reservoir. The methodology implemented afforded sub-samples that include a range of porosities and microstructures for a single sample well numerically simulate the Young s modulus. It is concluded in this study that the larger pores (vuggys) are mainly responsible for the behavior of the material when it is loaded, and also the influence of the porous structure in the results, it was observed that the position of pores affects the modulus of elasticity of sample.
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[en] THE EFFECT OF SURFACE ON NITI FILES SUBJECTED TO TORSION LOADING / [pt] EFEITO DO TRATAMENTO SUPERFICIAL EM LIMAS DE NITI SUBMETIDOS A CARREGAMENTO EM TORÇÃOJULIO CESAR DE AZEVEDO CARVALHAL 10 February 2005 (has links)
[pt] Limas de NiTi Profile® 25/.04 após sua usinagem não
recebem tratamento superficial de polimento gerando pontos
concentradores de tensão conseqüente áreas de trinca e
fraturas. Avaliou-se o efeito de diferentes condições
superficiais de limas endodônticas na resistência à
torção. Foram avaliadas e caracterizadas por Microscopia
Eletrônica de Varredura dezoito limas rotatórias de NiTi
Profile® 25/.04. Utilizou-se 6 limas que não foram
submetidas a tratamento químico (Grupo I), 6 limas
tratadas com Ácido Nítrico 8% e Ácido Fluorídrico 4% em
solução durante 2 minutos (Grupo II) e 6 limas tratadas
com a mesma solução porém em tempo de 2 minutos e trinta
segundos (Grupo III). Analisaram-se as limas com e sem
tratamento superficial carregadas em ensaio de torção e
suas fractografias em Microscopia Eletrônica de Varredura.
As variáveis avaliadas foram torque aplicado no momento da
fratura e ângulo máximo de rotação até a fratura. Os
valores obtidos nos ensaios mecânicos referentes ao ângulo
máximo de rotação e torque máximo foram analisados
estatisticamente através do teste estatístico T-student.
Os resultados obtidos permitem concluir que houve
diferença estatisticamente significante quanto aos valores
de torque máximo entre o Grupo II e Grupo III e ângulo
máximo entre os Grupos I e III. / [en] NiTi Profile® 25/.04 files do not undergo surface
polishing treatments after machining, and therefore
exhibit local stress concentrators and, consequently,
areas of cracking and fractures. The effect of different
surface conditions on the torsional strength of endodontic
files were evaluated. 18 NiTi Profile® 25/.04 rotary files
were examined by scanning electron. A group of 6 files
(Group I) were not subjected to any chemical treatment,
another group of 6 (Group II) were treated for 2 minutes
using a solution of 8% Nitric Acid, 4% Flouridic Acid, and
a further 6 (Group III) were treated with the same
solution fot 2.5 minutes. All the file, with and without
treatment, were loaded in a torsion test and fractography
of the samples was undertaken by scanning electron
microscopy. The variables investigated were, torque at
fracture and maximum angle of rotation at fracture. The
results obtained in these mechanical tests were subjected
to a statistical analysis utilizing the T-Student test. It
can be concluded from these results that there was a
statistically significant difference between the maximum
torque results for groups II and III, and between the
maximum angle results for groups I and III.
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[pt] EFEITOS DO ENVELHECIMENTO EM ÁGUA E ÓLEO LUBRIFICANTE SOBRE O COMPORTAMENTO À FLUÊNCIA DE MATERIAL COMPÓSITO DE MATRIZ POLIMÉRICA REFORÇADA POR FIBRA DE VIDRO / [en] EFFECTS OF AGING IN WATER AND LUBRICATING OIL ON THE CREEP BEHAVIOR OF POLYMER MATRIX COMPOSITE REINFORCED WITH GLASS FIBERLUCIO ROSSI DE SOUZA 20 July 2016 (has links)
[pt] Esse estudo tem como objetivo verificar as consequências do envelhecimento no comportamento à fluência de um material compósito reforçado por fibras de vidro, em função de diferentes tipos de envelhecimento e temperaturas de ensaio. Para tanto, corpos de prova envelhecidos em água e óleo, bem como outros sem qualquer envelhecimento, foram ensaiados à fluência em 25 graus Celsius e 60 graus Celsius. As análises se basearam nas propriedades mecânicas relativas ao processo de fluência obtidas tanto experimentalmente quanto a partir de modelos viscoelásticos e semiempíricos. Dentre as condições experimentais empregadas, o parâmetro que mais influenciou o processo de fluência foi a temperatura. Os efeitos da temperatura no processo de fluência foram determinantes inclusive para a escolha do modelo que melhor se ajustou aos pontos experimentais. Na temperatura de 25 graus Celsius, independente do meio ou tempo de envelhecimento, o modelo de melhor ajuste foi o de Potência, enquanto que na temperatura de 60 graus Celsius, o modelo de Andrade foi o que melhor se ajustou aos pontos experimentais. No entanto, observou-se, também, que os diversos tipos de envelhecimentos alteraram algumas propriedades, como o módulo de Young. / [en] The objective of this work is to verify the consequences of ageing on the creep deformation behavior of a fiberglass composite material, as a function of various combinations of ageing means, ageing times, and test temperatures. For this purpose, samples aged in water and oil, as well as samples not aged at all, were tested to creep deformation at 25 Celsius Degree and 60 Celsius Degree. The results analysis were based on mechanical properties, related to the creep deformation process, obtained both directly from the experiments and from viscoelastic and semi-empirical mathematical models. From all the experimental conditions used on this work, the one that most influenced the creep deformation process was temperature. The effects of temperature on the creeping process, that they were even decisive to select the best fitting model for the experimental data. For the 25 Celsius Degree tests, regardless of ageing mean or time, the mathematical model that best fitted the data was the Power model, as for the 60 Celsius Degree tests, the best model to fit the experimental data was Andrade. However, it was noticed that ageing by itself was also capable of changing some mechanical properties, as Young modulus, for example.
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[pt] DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE REFORÇADOS COM RESÍDUOS DE PEDRA SABÃO / [en] DEVELOPMENT AND CHARACTERIZATION OF HIGH-DENSITY POLYETHYLENE COMPOSITES REINFORCED WITH SOAPSTONE WASTEGIULIA SIMAO BARRETO DE SOUSA 18 November 2021 (has links)
[pt] Um novo material sustentável foi desenvolvido utilizando um resíduo
mineral como carga para compósitos poliméricos. A pedra-sabão é um mineral
extensamente utilizado na fabricação de artesanato e manufaturas, atividades
que representam a maior fonte de renda em comunidades marcadas
por vulnerabilidade social. Estas atividades geram uma quantidade considerável
de resíduos, que muitas vezes são descartados de forma indevida,
causando danos ao meio ambiente e à saúde dos habitantes. Portanto, utilizar
esse resíduo para reforçar um polímero com ampla gama de aplicações
como o polietileno, pode promover ganhos econômicos, sociais e ambientais.
A caracterização do resíduo foi feita com análise de imagens, difração de
raios-X e espectroscopia de infravermelho e Raman. Partículas de resíduo
foram incorporadas à uma matriz de polietileno de alta densidade (PEAD)
em três proporções em peso: 10, 20 e 30 por cento. Microtomografia de raios-X foi
utilizada para quantificar as frações volumétricas de carga e de vazios, e a
homogeneidade microestrutural dos compósitos. Foi observado que as partículas
de pedra-sabão tendem a formar aglomerados na matriz de PEAD.
Entretanto, análises estatísticas revelaram uma distribuição volumétrica de
carga homogênea nas amostras. Ensaios de reologia, tração e fluência avaliaram
a influência das partículas nas condições de processamento e no comportamento
mecânico do polímero. Em taxas pequenas de cisalhamento,
houve um aumento relevante de viscosidade e tensão cisalhante para concentrações
altas de carga. A adição das partículas reduziu a deformação por
fluência e aumentou de forma efetiva a tensão de escoamento e o módulo
elástico do PEAD. No entanto, a incorporação de frações maiores de carga
alterou o mecanismo de fratura e diminuiu consideravelmente a ductilidade
do polímero. A relação entre a microestrutura e o comportamento macroscópico
foi investigada através do ajuste numérico de pontos experimentais a
modelos macro mecânicos da literatura, o que permitiu uma quantificação
da adesão interfacial. / [en] A novel sustainable material was developed using a mineral waste as
filler for polymeric composites. Soapstone is a mineral typically found in
abundance in communities that rely heavily on artisanal crafts as a source
of income and which are often in a situation of social vulnerability. Rock
recovery in those activities is low and the waste disposal is done with little
control, which can be hazardous to the environment and the health of
the local residents. Thus, to use this residue to reinforce the properties
of a polymer with a wide range of applications, such as polyethylene, can
lead to positive economical, social and environmental returns. A thorough
characterization of the residue was done with automated image analysis, Xray
diffraction, infrared, and Raman spectroscopy. The waste particles were
incorporated into a high-density polyethylene (HDPE) matrix in three compositions:
10, 20 and 30 wt percent. X-ray microtomography was used to quantify
the filler volume fraction, void content, and the microstructural homogeneity
of the composites. It was found that the soapstone particles have a
strong tendency of forming clusters in the HDPE matrix, however, statistical
analysis revealed that the volumetric filler distribution was homogeneous
throughout the samples. Rheological, tensile and creep tests assessed the influence
of the particles on the polymer s processing conditions and practical
mechanical behavior. A relevant increase in viscosity and shear stress was
observed at lower shear rates for higher filler loadings. The addition of soapstone
waste particles successfully decreased creep strain and increased both
yield strength and elastic modulus of HDPE. However, the incorporation
of higher amounts of filler altered the fracture mechanism and considerably
decreased ductility and creep rupture time of the polymer. The relationship
between the microstructure and the macroscopic mechanical behavior was
investigated by fitting tensile test data with macro-mechanical models from
the literature, which allowed the quantification of the interfacial bonding.
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