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Estudo in vitro da resistencia ao cisalhamento de braquetes reciclados e novosTavares, Stenyo Wanderley 07 November 2002 (has links)
Orientador: Simonides Consani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-02T02:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2002 / Resumo: O objetivo desta pesquisa foi avaliar a resistência ao cisalhamento de bráquetes reciclados, por meio de métodos que envolvem o jateamento com óxido de alumínio, o desgaste com ponta abrasiva de carboneto de silício e por empresa especializada. Foram utilizados 50 pré-molares humanos, extraídos com finalidade ortodôntica, nos quais foi feitas a colagem de bráquetes (Dental Morelli S2C-03Z) com resina composta quimicamente ativada (Concise Ortodôntico). Os dentes foram separados em 5 grupos de 10 unidades. No grupo I (controle), os bráquetes foram colados de acordo com a técnica de rotina, após condicionamento ácido do esmalte. Nos grupos II, III e IV os bráquetes foram recolados após reciclagem, respectivamente por jateamento de óxido de alumínio (90 micrometros), desgaste com ponta abrasiva de carboneto de silício e reciclagem especializada (Abzil-Lancer). No grupo V, bráquetes novos foram colados sobre esmalte, onde anteriormente existia bráquete fixado. Os testes de cisalhamento foram efetuados numa máquina Instron, com velocidade de 0,5 mm/minuto e os resultados submetidos à análise de variância e ao teste de Tukey (5 %). A média de resistência ao cisalhamento do grupo controle foi de 0,52 kgf/mm2; nos bráquetes reciclados através do jateamento de óxido de alumínio (90 micrometros) foi de 0,34 kgf/mm2; nos bráquetes reciclados através da empresa especializada foi de 0,28 kgf/mm2; nos bráquetes reciclados através da pedra de carboneto de silício foi de 0,14 kgf/mm2; nos bráquetes novos colados foi de 0,43 kgf/mm2. Concluiu-se que: 1) não houve diferença estatística significante entre bráquetes reciclados através do óxido de alumínio e bráquetes novos colados sobre esmalte, onde anteriormente mantinha bráquete fixado; 2) A resistência ao cisalhamento de bráquetes reciclados com pedra abrasiva de carboneto de silício foi estatisticamente menor quando comparado aos bráquetes reciclados com jato de óxido de alumínio; 3) Bráquetes reciclados com jato de óxido de alumínio mostraram resistência ao cisalhamento com similaridade estatística, aos bráquetes reciclados por empresa especializada; 4) Bráquetes reciclados por empresa especializada apresentaram menores valores de resistência ao cisalhamento, com diferença estatística significativa quando comparados aos bráquetes do grupo controle / Abstract: The aim of this research was to evaluate recycled brackets strength shear through methods wich involves aluminium oxide blaster, sylicon carbonate abrasive point grinding and specialized enterprise. It was used 50 human bicuspids, whom it was accomplished brackets bondings with composite resin chemically activated. Teeth were separated in 5 groups of 10 tooth. In group I (Control), brackets after enamel acid conditioning. In Groups II, III and IV brackets were rebonded after recycling, respectively, by aluminium oxide blaster, sylicon carbonate abrasive point grinding and specialized recycle. In Group V, new brackets were fixed. Shear tests were consummated in the Instron machine, with 0,5 mm/minute speed and results were submitted to analysis of variance and Tukey test (5%). The mean of strength shear of controI group was of 0.52 kgf/mm2; in recycled brackets by aluminium oxide blaster it was of 0.34 kgf/mm2; in recycled brackets by specialized company it was of 0.28 kgf/mm2; in recycled brackets by sylicon carbonate abrasive point it was of 0.14 kgf/mm2; in new brackets bonded it was of 0.43 kgf/mm2. The author conclued that : 1) there was not significant statistical difference between recycled brackets by aluminium oxide and new brackets bonded on the enamel, where previously it had a brackets fixed; 2) The brackets recycled strength shear with sylicon carbonate point is lower statistical when compared to blaster aluminum oxide recycled brackets; 3) blaster aluminum oxide recycled brackets showed strength shear with statistical similarity to specialized company recycled brackets; 4) specialized company recycled brackets showed lower valors strength shear with statistical difference when compared group control brackets / Mestrado / Ortodontia / Mestre em Odontologia
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Estudo da viabilidade de tixoforjamento da liga A2011 em matrizes não metalicasPella Junior, Wanderley 22 August 2002 (has links)
Orientador : Maria Helena Robert / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T21:18:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2002 / Resumo: O trabalho apresenta uma análise de viabilidade da utilização de materiais refratários e métodos de baixo custo, como areia aglomerada com resina fenólica ou com cimento comum, além de diferentes tipos e revestimentos refratários, na construção de matrizes e punções para o tixoforjamento da liga A2011 no estado semi-sólido. A geometria do produto foi escolhida de modo a dificultar o preenchimento da cavidade, contendo ângulos retos sem alívio para o escoamento do material semi-só1ido. A matéria prima para o tixoforjamento foi produzida por fusão parcial controlada de estrutura ultra-refinada. Testes de tixoforjamento com as matrizes não metálicas foram realizados em diferentes condições de processo, buscando os parâmetros viáveis para obtenção de produtos com qualidade aceitável. Os resultados obtidos mostram a possibilidade da utilização dos referidos materiais na construção do ferramental para o tixoforjamento da liga A2011, adequando-se os parâmetros do processo em níveis relativamente inferiores de temperatura da cavidade (entre 3300 C e 3800 C) e de força aplicada (em tomo e 130 kN) quando comparados com a utilização de matrizes de aço (630° C e 270 kN respectivamente). A microestrutura dos produtos tixoforjados mostra glóbulos equiaxiais em todo seu volume (tamanho médio de glóbulos entre 55 m e 160 mm), além da segregação do líquido para as extremidades do produto, o que acarreta um aumento na dureza do material nesta região / Abstract: The work presents an analysis of the viability of using refractory materials and low cost techniques, like phenol resin bound sand and cement bound sand, besides different refractory coatings, in the construction of tools (dies and punches) for forging the A2011 a11oy in the semisolid state (thixoforging). Die geometry was chosen to impose particularly difficult filling, on order to test the semi-solid slurry ability to flow. Semi-solid raw material was produced by a simple and practical method, however resulting in slurries with appropriate rheological properties, by partial melting of ultra-refined as-cast structures. Such structures were obtained by association of grain refiner addition and thermal effects during solidification. Thixoforging tests using non-metallic tools were performed in different process conditions, searching for viable parameters to obtain acceptable product quality. Results show the possibility of using the above mentioned materials for tools construction for forming in the semi-solid state. Results on analysis of the process parameters for thixoforging A2011 a11oy show that best products are obtained when temperatures in the die ranges from 330 to 380°C and applied forces are in the order of 130kN, for the specific chosen geometry. These values, both related to die temperatures and required forces are significantly lower than the required die temperature and applied forces when using steel to11s, for the same product (respectively 630°C and 270kN). Microstructures of thixoforged products present equiaxial A1-alpha phase throughout the product volume, with globule size ranging from 55 to 160mm. Liquid segregation towards the flowing front was observed during fi11ing of the die, leading to increase in hardness in the edges of the product / Mestrado / Engenharia de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica
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Analise in vitro da resistencia ao cisalhamento de braquetes metalicos submetidos a reciclagem repetida : fixados com diferentes materiaisLunardi, Nadia, 1976- 12 September 2004 (has links)
Orientadores: João Sarmento Pereira Neto, Simonides Consani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2004 / Resumo: O objetivo desta pesquisa foi avaliar in vitro a resistência ao cisalhamento de braquetes ortodônticos metálicos submetidos a duas reciclagens consecutivas com jato de óxido de alumínio, em função de quatro tipos diferentes de materiais fixadores. A amostra consistiu de 40 incisivos bovinos para confecção dos corpos-de-prova. Quarenta braquetes metálicos edgewise, de incisivo central Ultraminitrim (Dentaurum), foram colados nos dentes bovinos com os seguintes materiais fixadores: Transbond XT, Concise, Smartbond e Fuji Orto, seguindo as instruções do fabricante. Após a colagem os corpos-de-prova foram armazenados em água destilada numa estufa a 37ºC por 24 horas e submetidos à 500 ciclos térmicos com 30 segundos em cada balho (5ºC e 55ºC). O ensaio de resistência ao cisalhamento foi realizado numa máquina Instron com velocidade de 0,5mm/min. Os braquetes removidos foram reciclados com jateamento de óxido de alumínio (50 micrômetro) e colados novamente no mesmo corpo-de-prova, utilizando os mesmos materiais fixadores. Após o segundo ensaio de resistência ao cisalhamento, os procedimentos de reciclagem, recolagem e ensaio de força foram repetidos. Os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste de Tukey (p=0.05), aplicado para cada sistema adesivo nos diferentes tratamentos dos braquetes metálicos. Foi comprovado que reciclagens repetidas, utilizando o jateamento de óxido de alumínio, não interferem na resistência adesiva, independente do sistema adesivo empregado. Dentre os adesivos utilizados, o Transbond XT apresentou os maiores valores de resistência ao cisalhamento, independente do tratamento do braquete. Assim, concluímos que o efeito cumulativo das reciclagens não afetou a resistência ao cisalhamento de braquetes metálicos e que o efeito adesivo do material utilizado para fixação do braquete não foi alterado pelas reciclagens repetidas / Abstract: The aim of this research was to evaluate in vitro shear bond strength of metallic orthodontic brackets submitted to two consecutive recyclings with aluminium oxide air abrasion, making use of four different bond materials. The sample consisted of 40 bovine incisives. Forty metallic orthodontic edgewise brackets of central incisor Ultraminitrim (Dentaurum), were fixed in the bovine teeth with the following bonded material: Transbond XT, Concise, Smartbond and Fuji Orto, following the manufacturer's instructions. After bonding, they were stored in distilled water in incubators at 37ºC for 24 hours and submitted to 500 thermal cycles with 30 seconds in each bath (5ºC and 55ºC). The shear bond strength was determined with an Instron universal machine with 0,5mm/min speed. The removed brackets were recycled with aluminium oxide air abrasion (50 micrometer) and bonded again in the same bovine incisive, using the same bond material. After the second shear bond strength test the recycling procedures, the rebonding and shear bond strength test were repeated. The data were submitted to Analysis of Variance and Tukey's test (p=0.05), applied for each adhesive system in different treatments of metallic brackets. It was demonstrated that repeated recyclings, using the aluminium oxide air abrasion, don't interfere in the adhesive resistance, independent of the employed bond material. Among the used bond materials, Transbond XT presented the largest resistance values of shear bond strength, independent of the treatment of the bracket. Thus, we concluded that the recycling cumulative effects didn't affect the shear bond strength of metallic orthodontic brackets and that the effect bond material used for fixation of the bracket was not altered by the repeated recyclings / Mestrado / Ortodontia / Mestre em Ortodontia
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Estudio Microestructural y Calorimétrico de una Aleación Superelástica Cu-11.8%p.Al-0.5%.p.Be una Deformada a Distintas TemperaturasGodoy López, Pablo Roberto January 2010 (has links)
Existe una familia de aleaciones que presentan un comportamiento llamado Memoria de Forma, las cuales después de una deformación plástica, recuperan su forma original. La recuperación se da tras un tratamiento térmico calentando el material produciéndose el Efecto de memoria de forma o EMF o al retirar la carga que produce la deformación al material dentro de un rango de temperatura, fenómeno llamado generalmente súper elasticidad o SE. Ambos tipos de recuperación de la forma tienen origen en la Transformación Martensítica, un cambio de fase que ocurre por efectos de la temperatura o la deformación. La aleación Cu-11,8 %p. Al-0,5 %p. Be presenta el comportamiento de memoria de forma mencionado anteriormente, es por esto que el estudio de esta aleación es interesante debido al amplio campo probable de aplicaciones. El objetivo de esta memoria es estu- diar el efecto de distintos niveles de deformación impuesta por compresión a distintas temperaturas, en el rango superelástico y post-superelástico, y de tratamiento térmicos postdeformación, sobre la microestructura de una aleación superelástica Cu-11,8 %p.Al-0,5 %p.Be. Así, se realizaron ensayos de compresión hasta diferentes valores de deformación (10 valores diferentes) a distintas temper- aturas (5, 20, y 50◦C) y aplicaron tratamientos térmicos a algunas de las probetas deformadas, para evaluar la recuperación en longitud por estos tratamientos. Se analizó por DSC probetas altamente deformadas (15 %), para avanzar en el estudio e interpretación de peaks de transformación encon- trados fuera de las zonas típicas en recientes ensayos de tracción de alta deformación. Además se analizó por microscopia óptica probetas altamente deformadas (12 %), y se determinó la fracción y comportamiento de fases en función de la temperatura del ensayo de compresión. Finalmente se re- alizó un análisis fractográfico utilizando un microscopio óptico estereoscópico. Una vez realizados los ensayos y análisis, se logró concluir una dependencia de la temperatura del ensayo de compre- sión en el comportamiento mecánico y microestructural. Se determinó que el nivel de deformación post-descarga es mayor en los casos que la temperatura del ensayo es menor. Asimismo la concentración de martensita retenida, tiende a aumentar con el aumento de la temperatura del ensayo, debido al aumento de la concentración de dislocaciones a menores temperaturas de deformación.
Se determinó que para grandes deformaciones la acumulación de dislocaciones produce que la energía necesaria para lograr la transformación de martensita a austenita aumente considerablemente, además de impedir la transformación de ambas fases a las temperaturas típicas de transformación.
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Analise da influencia de parametros estruturais da solidificação de metais e ligas na resistencia a corrosãoOsorio, Wislei Riuper Ramos, 1974- 11 September 2018 (has links)
Orientador: Amauri Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:03:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2004 / Doutorado
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Avaliação do desempenho de coagulantes recuperados de lodo de ETA por extração via alcalina-ácida /Vilela, Ruan Larisson Toninatto. January 2020 (has links)
Orientador: Rosane Freire Boina / Resumo: No processo de tratamento de água visando sua potabilidade é gerado um resíduo (lodo) cujo manejo e disposição são problemas de caráter urgente, principalmente, devido à escassez de soluções eficazes. Um desafio extra a esses problemas é que esse lodo pode possuir em sua composição uma concentração acentuada de alumínio (elemento com efeitos nocivos aos organismos e ao meio ambiente) devido ao coagulante utilizado no processo de tratamento. Recuperar e reutilizar os componentes coagulantes do lodo pode ser uma alternativa para a sua destinação. Assim, com esse propósito, será possível economizar no custo de dosagem com a reciclagem do produto obtido, além de possibilitar a diminuição do volume final do lodo devido à remoção de água durante o processo. O método consistiu na recuperação, via alcalina-ácida, do coagulante do lodo (desaguado) de duas ETAs distintas. Inicialmente, os lodos foram submetidos a extração em pH 12, com hidróxido de sódio (NaOH – 20%) e, posteriormente, extração em pH 2, testando o ácido sulfúrico (H2SO4 – 20%) e o ácido clorídrico (HCl – 20%). A proporção utilizada foi 1:10 (m:v). A reutilização dos coagulantes recuperados foi realizada em Jar Test utilizando água bruta de um dos pontos de captação do município de Presidente Prudente – SP. O efeito coagulante foi validado fazendo comparativo com o coagulante comercial PAC, por meio dos parâmetros turbidez (NTU) e cor (PCU), além da análise frente aos valores máximos permitidos (VMP) pelo Ministério da ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In water treatment process, aiming at its potability, a residue (sludge) is generated, which management and disposal are urgent problems, mainly due to the lack of effective solutions. An extra challenge to these problems is that the sludge may have a high aluminum concentration in its composition (an element with harmful effects to organisms and the environment) due to the coagulant used in the treatment process. Recovering and reusing coagulant components of the sludge can be an alternative for its destination, since for this purpose it is possible to save the dosage cost by recycling the obtained product, in addition to reducing the final sludge volume due to the water removal during the process. The method consisted of recovering, through an alkaline-acid, coagulant from two different WTPs sludge. Initially, the sludge was subjected to extraction at pH 12, with sodium hydroxide (NaOH - 20%) and, later, extraction at pH 2, testing sulfuric acid (H2SO4 - 20%) and hydrochloric acid (HCl - 20%). The proportion used was 1:10 (m: v). The reuse of the recovered coagulants was carried out in Jar Test using raw water from one of the collection points in the city of Presidente Prudente - SP. The coagulant effect was validated by comparing it with the commercial coagulant PAC, using the parameters turbidity (NTU) and color (PCU), besides to the analysis compared with the maximum allowed values (MAV) by the Ministry of Health for the same parameters. The results showed that three of ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre
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Análise de eficiência de biopolímero como composto coadjuvante no processo de coagulação-floculação e sedimentação /Andrade, Erik de Lima. January 2017 (has links)
Orientador: Valquíria de Campos / Banca: Isaac Jamil Sayeg / Banca: Darllan Collins da Cunha e Silva / Resumo: A adequação no tratamento da água, para abastecimento público envolve a compreensão da vulnerabilidade de mananciais e de situações de risco à saúde humana. Da mesma forma, o sucesso do tratamento de água de superfície depende, fortemente, da eficácia do desempenho do coagulante. Com a qualidade dos mananciais comprometida por diferentes cenários, tornase indispensável, o processo de desenvolvimento de abordagens eficazes para as questões de caráter econômico e ambiental. O tratamento de água de superfície objetiva, de modo geral, a remoção de impurezas com o propósito de enquadrá-la no padrão de potabilidade, essencialmente, através do uso de produtos químicos. Neste sentido, o presente trabalho analisou a eficiência de três produtos comerciais: sulfato de alumínio, policloreto de alumínio e PGα21Ca. Para tanto, foram realizados ensaios de coagulação-floculação e sedimentação, em água da ETA de Salto de Pirapora, São Paulo, Brasil. Os resultados obtidos do PGα21Ca revelam caráter, essencialmente, inorgânico, com teores elevados de sulfato de cálcio (87%) e 5% de ácido γ-poliglutâmico, entre outros compostos químicos. O PGα21Ca apresentou maior eficiência de remoção de turbidez e cor aparente, com valores de 1,93 NTU de turbidez remanescente e 96,89% de remoção de cor aparente e pouca alteração no pH do meio, demonstrando efetividade para o tratamento de água para abastecimento público. O PAC apresentou resultados inferiores para clarificação da água quando comparado ao PGα21... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The suitability in the treatment of water for public supply involves understanding the vulnerability of sources and situations of risk to human health. Similarly, the success of surface water treatment depends strongly on the effectiveness of the coagulant performance. With the quality of water sources compromised by different scenarios, it is essential to the effective approaches development process for the economic and environmental character issues. The water treatment lens surface generally the removal of impurities in order to fit it in potable standard, mainly through the use of chemicals. In this sense, the present study examined the effectiveness of three commercial products: aluminum sulphate, polyaluminum chloride and PGα21Ca. Therefore, tests were carried out coagulation-flocculation and sedimentation in water of Salto de Pirapora WTP, São Paulo, Brazil. The results obtained reveal the character PGα21Ca essentially inorganic, with high levels of calcium sulfate (87%) and 5% γ-polyglutamic acid, and other chemical compounds. The PGα21Ca showed higher turbidity and apparent color removal efficiency, with values of 1.93 NTU turbidity and remaining 96.89% removal of apparent color and little change in pH of the medium, demonstrating the effectiveness for water treatment. The PAC presented lower results for clarification of water when compared to PGα21Ca and better results when compared to aluminum sulfate. Using PGα21Ca in Rio Grande water did not obtain significant results when compared to the water of the Salto de Pirapora WTP. / Mestre
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Development of friction stir processing of CNT - reinforced aluminum alloy compositesRegensburg, Anna 12 August 2015 (has links)
Owing their wide range of exceptional properties, for example thermal conductivity values of
more than 3000W/(mK) and strength in the range of 100 GPa, Carbon Nanotubes (CNTs) have
recently gained much attention as reinforcement for composite materials.
Considering the practical application in metal matrix composites (MMCs), tranferring those
favourable properties from nano to macro scale represents a main challenge. Methods of the
powder metallurgy route show promising results so far, but also lead to long process times and
damage of the tublar structure of the CNTs due to prolonged ball milling times.
At this point, the application of Friction Stir Processing (FSP) for fabricating CNT-reinforced
MMCs offers the possibility to reduce process times and realize the required reinforcement at
the relevant location of the component. The process uses a specially designed tool with a pin to
plasticize the base material by frictional heating and thus incorporate the reinforcing material
by stirring it into the workpiece.
Investigations, that have been carried out on this subject, generally consider the unifom
dispersion of the CNTs within the matrix as the key challenge of this process. So far, the
solution herefore is the application of multipass-FSP in order to distribute the CNTs uniformly
by processing the weld up to five times with alternating welding direction. This method
usually leads to damage or even destruction of the tubular structure of the CNTs. Regarding
all investigations on this subject, it can be noticed, that only conventional tool profiles like
cylindrical or threaded were used for the experiments, though other profiles like square
or more complex ones are considered to exhibit an increased mixing effect. Therefore the
objective of the thesis is to analyse the performance of four different tool geometries under
varying parameters and their influence on the CNT dispersion and general MMC composite
properties. Channels were cut into an Al 5086 plate, filled with CNT-powder and processed
by the different tools. The results were evaluated by metallographic analysis, hardness and
electrical resistance measurement and SEM analysis. Among the different geometries, the
triangular profile produced defect-free welds over the whole parameter set and distributed the
CNTs uniformly along a wide area close to the weld surface. / Tesis
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Influencia da microestrutura inicial e material de molde na tixoconformação da liga A356 / The influence of the initial microestructure and die material de thixoforming of A356 alloySilva, Beethoven Max Alves da 02 December 2004 (has links)
Orientador: Maria Helena Robert / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T16:34:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho investiga-se a influência da microestrutura inicial e do material do molde na tixoconformação da liga A356. São produzidas e testadas em operações de tixoforjamento pastas obtidas por três distintos processos: fusão parcial controlada de estrutlJ'aS dendríticas grosseiras, fusão parcial controlada de estruturas ultra-refinadas e pastas obtidas por agitação mecânica do líquido durante solidificação. É produzido ainda um compósito A356 + Ab03 obtido por compofundição. Os tixoforjados foram submetidos à análise metalográfica para caracterização microestrutural, medindo-se a fração da fase primária e o tamanho médio de glóbulo ou roseta da fase sólida. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da utilização de moldes não metálicos e operações de tixoconformação com produtos de bom acabamento superficial e dimensional. As forças de tixoforjamento são dependentes da condição inicial da matéria-prima, de forma que forças maiores são requeridas com o aumento do parâmetro microestrutural básico (espaçamento interdendrítico, tamanho de glóbulo e tamanho de roseta) da matéria-prima / Abstract: This research aims the influence of initial microstructure and die material on thixofonning of A356 alloy. Obtained slurries are produced and tested in thixoforging operation by three distinct processes: controlled partial melting of coarse dendritic structures, controlled partial melting of ultra-refined structures and obtained slurries by liquid mechanical stirring during solidification. It is still produced a composite A356 + AbO:i obtained by compocasting. Thixoforged samples were submitted to metalographic analysis for microstructural characterisation, measuring the primary phase fraction and globule average size or 50lid phase rosette. Obtained results showed the viability of non-metallic dies in thixoforming operations with good superficial and dimensional finishing produds. Thixoforging forces are dependent on initial condition of raw material, 50 that higher forces are required with the increasing of basic microstructural parameter Onterdentritic spacing, globule size and rosette size) of raw material / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica
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Comportamiento de placas de CuZnAl para disipadores tipo ADASHeresi Venegas, Pablo Camilo January 2012 (has links)
Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica / Ingeniero Civil / En esta investigación se estudia experimental y analíticamente el comportamiento de placas tipo ADAS, fabricadas de una aleación en base a cobre, frente a desplazamientos perpendiculares a su plano. Estas placas son usadas en dispositivos de disipación de energía sísmica en estructuras civiles. La composición nominal de la aleación es 75.35%p.Cu - 16.90%p.Zn - 7.71%p.Al y corresponde a una de las llamadas Aleaciones con Memoria de Forma (SMA).
Se fundieron dos aleaciones (Aleación A y Aleación B), las cuales se forjaron y mecanizaron dejando probetas para ensayar en tracción y placas tipo ADAS. Ambas aleaciones poseen composiciones sólo cercanas a la nominal, pues es difícil controlar la rápida evaporación del Zinc. El tratamiento térmico óptimo para obtener fase austenita o martensita sin aumento excesivo del tamaño de grano en las placas ADAS consistió en el calentamiento del material a 850°C durante 15 minutos para luego enfriarlo en agua a temperatura ambiente; sin embargo, el mismo tratamiento produjo mayor tamaño de grano en las probetas de tracción. En ambas aleaciones se encontró fase martensita a temperatura ambiente, con temperaturas de transformación Mf y Af de 270 y 400°C, respectivamente.
Se realizaron ensayos a tracción y ensayos a flexión. En los ensayos a tracción a las probetas, se impusieron ciclos de deformación en tracción pura (evitando compresión) hasta alrededor del 4.0%. Las curvas tensión-deformación obtenidas son características de materiales SMA en fase martensítica. El Módulo de Young es alrededor de 50 [GPa] para la Aleación A y 55 [GPA] para la Aleación B, mientras que la tensión inicial del proceso de demaclado es alrededor de 190 [MPa] y 265 [MPa], respectivamente. En los ensayos a flexión a las placas ADAS, se usaron desplazamientos cíclicos de amplitud creciente entre 0.5 [mm] y 40 [mm], obteniendo ciclos histeréticos estables. A partir de éstos, se calculó la Fuerza Máxima, la Rigidez Secante, la Energía Disipada y la Razón de Amortiguamiento Viscoso Equivalente. Al aumentar el desplazamiento, la Rigidez Secante disminuye asintóticamente hasta valores de alrededor un 40% del valor inicial. Por otro lado, la Fuerza Máxima, la Energía Disipada y la Razón de Amortiguamiento Equivalente aumentan, llegando esta última a valores entre 10% y 15% en todos los casos. La curvatura a lo largo de cada placa ADAS se midió usando strain gauges en las fibras extremas, en 3 posiciones diferentes, resultando, para pequeñas deformaciones, curvaturas constantes tal como lo predice la teoría elástica. Finalmente se observó, con un microscopio óptico de bajo aumento, el tipo de fractura de probetas y placas ADAS, siendo éste intergranular en ambos casos.
A partir de los datos obtenidos de los ensayos a tracción, se ajustó un modelo de ley constitutiva multilineal, que se incorporó a un modelo computacional de elementos finitos y fibras para predecir el comportamiento flexural de placas tipo ADAS. El modelo predice de buena forma tanto la Fuerza Máxima como la Rigidez Secante de los ciclos, con errores menores al 7.1% y 7.3%, respectivamente. La Energía Disipada y la Razón de Amortiguamiento Equivalente son sobreestimadas por el modelo para desplazamientos más allá de la fluencia, debido principalmente a la diferencia de rigidez al descargar el material supuesta por la ley constitutiva respecto del resultado experimental. Finalmente, la Rigidez Elástica y la Fuerza de Fluencia calculadas a partir de los ensayos son correctamente predichas por el modelo con errores máximos del 12.5%$ y 22.7%, respectivamente, mientras que las fórmulas teóricas deducidas para placas ADAS estiman tales parámetros con errores máximos del 13.4% y 27.8%.
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