Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-26T02:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:44:43Z : No. of bitstreams: 1 299907.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / A adição de baixos teores de boro nos aços baixo e médio carbono apresenta a característica de aumentar a temperabilidade por atuar na redução da energia livre nos contornos de grão austenítico devido à segregação de átomos de boro nos contornos, reduzindo a formação de ferrita pró-eutetóide. A composição química, a temperatura de austenitização, temperatura de revenido e a velocidade de resfriamento influenciam consideravelmente no efeito do boro no aumento da temperabilidade. O tratamento térmico de têmpera de componentes fabricados em aço ao boro possui alguns fatores que influenciam na escolha das temperaturas de austenitização. Dentre estes fatores há a necessidade de se obter a microestrutura martensítica através de temperaturas que minimizem a degradação do forno de tratamento térmico. Os objetivos desta tese foram estudar o efeito da temperatura de austenitização na precipitação de carbonetos/borocarbonetos e nas propriedades mecânicas dos aços ao boro PL22 e 15BCr30 após têmpera e revenido e a correlação entre as microestruturas obtidas, propriedades mecânicas e temperabilidade. Para avaliar o efeito da temperatura de austenitização e a solubilização do boro foram utilizadas três temperaturas, uma a comumente utilizada na indústria (870ºC - pouco acima da linha Ac3), uma temperatura um pouco acima da temperatura usual (1050ºC) e outra bastante acima (1200ºC). Observou-se inicialmente que o tamanho de grão austenítico aumenta com a temperatura de austenitização após têmpera e revenido. As análises de microestrutura mostraram que a maior porcentagem de martensita foi obtida com a temperatura de austenitização de 1050ºC, devido à redução da energia livre nos contornos de grão austenítico que reduz a nucleação de ferrita. Na temperatura de austenitização de 870ºC a menor quantidade de martensita foi atribuída à baixa porcentagem de boro em solução e a 1200ºC à maior segregação de não-equilíbrio de boro nos contornos de grão, indicada pela precipitação de borocarbonetos. Nas análises realizadas por microscopia eletrônica de transmissão foi observado a presença de borocarbonetos Fe23(C,B)6 em todas as condições de austenitização, tanto na matriz, quanto nos contornos de grão, porém uma menor quantidade para a austenitização à 1050ºC, proporcionando um melhor efeito do boro no aumento da temperabilidade para esta condição. Finalmente, foram comparados os resultados das propriedades mecânicas com a microestrutura encontrada nos dois aços ao boro. Os resultados mostraram boa concordância entre os valores obtidos nos ensaios e as porcentagens de martensita e a presença de borocarbonetos. Os limites de escoamento e resistência obtidos a partir da austenitização a 1050ºC apresentaram os maiores valores devido ao maior percentual de martensita que está relacionado à menor segregação total de boro nesta condição.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:57:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3189_1.pdf: 3006402 bytes, checksum: f2eae8d593b69c5c4fb2f7b31b101960 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Companhia Hidro Elétrica do São Francisco / Apresenta-se a modelagem do comportamento de formigas forrageiras em ambientes dinâmicos a partir de experimentos realizados com formigas reais em laboratório, em um aparato experimental composto por uma rede de túneis colocado entre o ninho das formigas a fonte de alimento. Durante os experimentos, há mudanças na topologia da área de forrageio, com a introdução e remoção de bloqueios de alguns túneis, o que exige a capacidade de adaptação das colônias para continuarem alimentando seus ninhos de modo eficiente. Neste trabalho é proposto um novo modelo para o comportamento das formigas, o Modelo FFAC-D (Formigas Forrageiras em Ambientes Confinados e Dinâmicos) é inspirado em evidências extraídas de estudos biológicos e mostra-se capaz de reproduzir os dados experimentais, superando o problema da estagnação evidenciado em modelos anteriores. Na segunda etapa desta dissertação, busca-se aplicar os mecanismos bem sucedidos do Modelo FFAC-D ao problema do roteamento em redes de pacotes. É feita uma revisão da literatura sobre algoritmos de roteamento baseados em formigas, e, em seguida, propõe-se um novo sistema para o roteamento de pacotes baseado no Modelo FFAC-D, o MARS (Memoryless Ants Routing System). O MARS é implementado em um simulador de eventos discretos voltado à simulação de redes (NS-2), e mostra-se eficaz para a solução do problema de roteamento, com desempenho superior ao AntNet no que diz respeito aos tempos de convergência e ao consumo de largura de banda (overhead). O MARS aponta ainda vatagens sobre outros algoritmos existentes relacionadas à segurança, resiliência e qualidade de serviço (QoS)

The protein side chain prediction is an essential issue, in protein structure prediction, protein design, and protein docking problems. The protein side chain packing problem has been proved to be NP-hard. Our method for solving this problem is first to reduce it to the clique finding problem, and then we can apply the Ant Colony Optimization (ACO) algorithm to solve it. In knowledge-based methods, the rotamers are chosen from the rotamer library, which are based on the pair of dihedral angles, £r and £p, of backbones. We take the coordinate rotamer library as the template, so we do not need the complicated energy function to calculate the bond length and bond angle. We use a simple score function to evaluate the goodness of a solution of the ACO algorithm. The score function combines some factors, such as charge-charge interaction, intermolecular hydrogen bonds, disulfide bonds and van der Waals interactions. The experimental results show that our score function is biologically sensible. We compare our computational results with the results of SCWRL 3.0 and the residue-rotamer-reduction (R3) algorithm. The accuracy of our method outperforms both SCWRL 3.0 and R3 methods.

ABSTRACT The thesis focuses on aluminum porous board used in noise reduction. The experiment evaluates propagation of sound wave and examines acoustic characteristics of aluminum porous board when sound wave impinging on the aluminum porous board. Also, the material properties and acoustic properties of aluminum porous board are analyzed to help further understanding of aluminum porous board. Biot`s poroelastic theory is essentially used to obtain the equation of motion of the elastic porous material, following the calculation of sound transmission loss via application of appropriate boundary condition. Supported by the theoretical analysis and measured data, the result in the thesis shows that aluminum porous board can provide well noise reduction throughout all frequency ranges. In addition, aluminum porous board lined with multi-panel structure, through analysis on sound transmission loss, proved better effect than single-paneled aluminum porous board in noise reducing. The difference is about 5dB in low frequency and more than 10dB in high frequency. The studying of material mechanical properties of aluminum porous board is also included in the thesis, According to the database obtained in this thesis, acoustic properties and material properties of aluminum porous board can be worked out to estimate suitable aluminum porous board applied in noise reduction. The analysis suggests if higher noise reduction is required, one needs to thicken the aluminum porous board, or to increase density and Young`s modulus of the material, which results improvement in high frequency; but no effect in low frequency. Moreover, increasing material thickness and density will shift the resonance frequency to lower value; in addition, increasing Young`s modulus will move the resonance frequency to higher value.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-09-08T04:03:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334110.pdf: 8407341 bytes, checksum: 77d5842e7695e5505c7efc9a1deef622 (MD5) Previous issue date: 2014 / Esta tese foi dividida em duas etapas. Na primeira etapa foram investigados aspectos sobre a cinética de austenitização na zona crítica de ferros nodulares com diferentes matrizes iniciais (bruta de fundição, austenítica, martensítica, perlítica, ausferrítica e ferrítica). Na segunda etapa foram apresentados dados referentes as propriedades mecânicas de ADI duais, proveniente das matrizes iniciais citadas acima. Primeiramente, foram obtidas e caracterizadas as amostras com as matrizes iniciais e foi realizada a escolha a temperatura de austenitização na zona crítica, 795°C. Esta temperatura foi determinada por método experimental e utilizando amostra inicialmente ferrítica. Para compreender a cinética de transformação, um primeiro grupo de amostras (com diferentes microestruturas iniciais) foi submetido tratamento isotérmico de austenitização na zona crítica, após diferentes tempos de austenitização as amostras foram resfriadas em água a temperatura ambiente. Todas as amostras desta etapa passaram por quantificação de fases, medidas de dureza e microdureza. Para a coleta de dados referentes a propriedades mecânicas, um segundo grupo de amostras (já usinadas e também com diferentes microestruturas iniciais) foi submetido a tratamento isotérmico de austenitização na zona crítica, em banho de sal, seguido de austêmpera a 350°C por 2h. Na primeira etapa do trabalho as amostras com matrizes iniciais bruta de fundição, austenítica e martensítica apresentaram cinética de transformações (para martensita) muito lentas. No entanto, na segunda etapa do trabalho, para as mesmas amostras iniciais (bruta de fundição e martensíticas), este comportamento foi mais rápido. Foi possível identificar, a presença de grafitas secundárias em algumas microestruturas resultantes deste trabalho, além de carbonetos não dissolvidos, mesmo após 12h de tratamento isotérmico. Amostras inicialmente ausferrítica e martensítica, na segunda etapa do trabalho, apresentaram melhor distribuição/homogeneização das fases (ferrita e ausferrita) na microestrutura final. As amostras inicialmente martensíticas e ausferríticas foram as que apresentaram valores de propriedades mecânicas superiores aos requisitados pela norma ASTM A897. Na presente tese, foi possível observar como ADI duais são extremamente sensíveis a temperatura e ao meio de tratamento térmico, causando variações na cinética de transformação, fração volumétrica de ferrita que consequentemente influência nos valores referentes as propriedades mecânicas.<br> / Abstract : This thesis has been divided into two steps. In the first stage aspects of the kinetics of austenitization were investigated in intercritical zone of ductile iron with different initial matrices (as casting, austenitic, martensitic, pearlitic, ferritic and ausferritic). In the second stage datas were submitted the mechanical properties of ADI dual, from the initial matrices mentioned above. Fist, were obtained and characterized the samples with the initial matrices. After, the choice was made to austenitization temperature in the critical zone, 795 ° C. This temperature was determined by experimental method and using initially ferritic sample. For the understanding of the kinetics of transformation a first group of samples (with different initial microstructure) was submitted to isothermal treatment in the intercritical zone austenitization followed (after different times), water quenching to room temperature. All samples have been had the measures of phase, hardness and microhardness. A second group of samples (machined and with different initial microstructures) was submitted to isothermal treatment in the intercritical zone in salt bath followed by austempering at 350 °C for 2 h to collect data for mechanical properties. In the first stage of this work, as casting, austenitic and martensitic initially samples exhibited kinetics of transformations (to martensite) very slow. However, in the second stage, for the same initial samples (as casting and martensitic), this behavior was different. It was possible to identify the presence of secondary graphite in some microstructures resulting from this work, and undissolved carbides, even after 12h of isothermal treatment. In the second stage of this work, ausferritics and martensitics initially samples showed better distribution/homogenization of the phases ferrite and ausferrite in the final microstructure. The martensitic and ausferríticas initially samples showed the superior values of the mechanical properties required by ASTM A897. In this thesis, it was possible to observe how the ADI dual are extremely sensitive to temperature and to kind of the heat treatment, causing variations in the kinetics of transformation, ferrite volume fraction that consequently influences the mechanical properties values.

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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-19T17:48:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 184887.pdf: 2819877 bytes, checksum: 04a2991640edceae6bf782317218fff5 (MD5) / Este trabalho teve por objetivos (a) determinar a temperabilidade Jominy de diversos aços estruturais nacionais, de grande uso na indústria mecânica; (b) avaliar a influência do revenido sob condições variadas de tempo e de temperatura sobre a dureza pós-têmpera e (c) buscar uma correlação entre as variáveis do processo de revenido (parâmetro de revenido) capaz de servir como ferramenta quando da otimização do processo. O levantamento das curvas de temperabilidade (ou endurecibilidade) busca orientar a engenharia de projetos na seleção de aços para as mais diversas aplicações de manufatura de componentes mecânicos. Um estudo que não foi contemplado no ensaio original desenvolvido por Walter Jominy e seus colaboradores é o levantamento destas curvas na condição de uso da liga de aço, que associa os tratamentos térmicos de têmpera e revenido. Portanto, é de extremo interesse também, o levantamento destas curvas, relacionando as durezas obtidas no revenido para diferentes tempos e temperaturas de tratamento.

Les réseaux véhicules (VANET) permettent d’offrir des solutions efficaces et rentables pour diverses applications telles que celles liées à : la sécurité routière, la gestion du trafic routier et les applications multimédia en utilisant les communications sans fil multi-sauts entre les véhicules communicants. Cependant, la mise en place et le maintien de liens multi-sauts fiables dans les environnements VANET posent de réels défis principalement à cause des changements rapides de topologie et des déconnexions fréquentes des liens, ce qui conduit à l'échec et l'inefficacité des protocoles de routage ad hoc traditionnels. Cette thèse propose une nouvelle famille de protocoles de routage (nommés AQRV, AQRV-1 et AQRV-2) adaptés aux caractéristiques intrinsèques des réseaux VANET. Basés sur l’estimation de la qualité de service en temps réel des segments de route (à savoir la probabilité de connectivité, le taux de perte de paquets et le délai), ces trois protocoles de routage reposent sur la sélection dynamique aux intersections du meilleur prochain segment de route pour un routage de bout-en-bout affichant la meilleure QoS (Quality of Service). Cette propriété de sélection opportuniste confère aux protocoles AQRV une bonne adaptation aux scénarios urbains à grande échelle tout en répondant aux contraintes QoS d'un grand nombre d'applications. Afin d'explorer la meilleure route en termes de QoS, la question du routage est vue comme un problème d'optimisation pour lequel un algorithme basé sur l’approche de colonie de fourmis ACO (Ant Colony Optimization) est employé. Par ailleurs, afin de réduire le temps d’exploration des routes et diminuer la charge du trafic de signalisation sur le réseau, une méthode opportuniste est proposée pour explorer efficacement le réseau et rechercher les meilleurs chemins disponibles en termes de QoS locale et globale. En outre, en exploitant des informations sur le trafic, telles que la densité véhiculaire, la vitesse des véhicules et de la longueur des segments de routes, des modèles théoriques sont élaborés pour estimer la qualité de service en temps réel pour deux scénarios distincts : des segments de routes à 1 et à 2 voies. Ces modèles offrent deux principaux avantages: des estimations précises de la qualité des segments de routes et un gain en charge de trafic de signalisation par rapport à la méthode d'estimation traditionnelle reposant sur l’envoi périodique de paquets de signalisation dédiés. Par ailleurs, le concept de TI (Terminal Intersection) est introduit pour mutualiser les routes entre intersections et éviter un routage basé sur nœuds communicants. Ainsi, les différentes paires de communication partagent les informations les plus à jour sur les meilleures routes, ce qui est bénéfique à la réduction de la charge de signalisation et au délai d’établissement des routes. Enfin, pour réduire davantage le trafic de signalisation et diminuer ainsi la congestion du réseau, la technique de transmission à un saut est améliorée, dans le protocole AQRV-2, grâce au concept d'élection distribuée du relayeur qui permet d’éviter la découverte du voisinage par échanges périodiques de paquets Hello. Les performances des protocoles proposés et la pertinence des modèles mathématiques de QoS dérivés ont été évaluées par des séries de simulations implémentant des scénarios réalistes. Une analyse approfondie a permis de montrer la meilleure performance des protocoles de routage développés en termes de signalisation, de délai et de taux de remise de paquets en comparaison aux protocoles de routage de référence. L’étude a également montré l’effet des différents paramètres protocolaires sur les performances globales. / Vehicular ad hoc networks (VANETs) are able to supply scalable and cost-effective solutions for various applications such as road safety, traffic efficiency and entertainments through multi-hop vehicle-to-vehicle wireless communications. However, developing multi-hop communications in VANET environments is a very challenging problem due to the rapid topology changes and frequent network disconnections, which lead to routing failure or inefficiency in traditional mobile ad hoc routing protocols. This dissertation proposes a novel class of routing protocols (AQRV, AQRV-1 and AQRV-2), which can account for specific characteristics of VANETs. Based on real-time QoS of road segment (namely connectivity probability, packet delivery ratio and delay), these three routing protocols rely on dynamic intersection-based best QoS route selection to cope with the scalability challenge in large-scale urban scenarios and meet varying requirements of a large number of applications. In order to explore the best QoS routing path, we regard the corresponding routing issue as an optimization problem, and propose an ACO-based (Ant Colony Optimization) algorithm to solve it. Besides, to reduce routing exploration time and decrease network overhead, an opportunistic method is proposed to explore the network and search available routing paths in terms of local/global QoS. In addition, by taking benefit from traffic information, such as vehicle density, vehicle speed and road length, we design mathematical models to estimate real-time QoS for 1-lane and 2-lane road scenarios. The main advantages of these models are twofold: provide accurate estimations of road segments’ QoS metrics and decrease the overhead compared with the estimation method by forwarding periodic packets. Furthermore, a TI-based (Terminal Intersection) concept is proposed to make a group of communication pairs share the same back-bone best route, which is beneficial to update latest routing information, decrease overhead and reduce transmission delay. Upon best route identification, data packets forwarding process is initiated including a dynamic road segment selection at intersections based on the updated global QoS, and a simple greedy carry-and-forward scheme to relay data packets between two neighboring intersections. Finally, to further reduce signaling overhead and alleviate network congestion, the one-hop geographical forwarding is improved using a distributed receiver-based election concept and utilized in AQRV-2 routing protocol to avoid periodic Hello packets exchanges. Extensive simulations are implemented to prove the effectiveness of the proposed protocols and the accuracy of the derived mathematical QoS models. A thorough analysis showed the better performance of our routing protocols in terms of overhead, delay and packet delivery ratio compared with reference routing protocols, and investigated the effects of related influencing factors.

A common type of problems that exist in both industrial and scientific spaces are optimization problems. These problems can be found in among other things manufacturing, pathfinding, network routing and more. Because of the wide area of application, optimization is well a studied area. One solution to these types of problems is the Ant Colony Optimization algorithm that has been around since 1991 and has undergone a lot of developments over the years. This algorithm draws inspiration from real ant colonies and their procedure for foraging. However, a common criticism of this algorithm is its poor scalability. To tackle the scalability problem this thesis will combine the concept of binary space partitioning with the Ant Colony Optimization algorithm. The goal is to examine the algorithms convergence times and lengths of the paths produced. The results are measured in intervals by calculating the best possible path found at every interval. The findings showed that given an unlimited execution time the original Ant Colony Optimization algorithm produced shorter paths. But when a limit on execution time was introduced and the problem sizes grew the performance began to favor the partitioned versions. These findings could be useful in areas where complex optimization problems need to be solved within a limited timeframe. / <p>The presentation took place via an online conference call using the software "Zoom"</p>

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