Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-04-16T17:06:45Z No. of bitstreams: 1 2017_MiélleSilvaPestana.pdf: 5296578 bytes, checksum: 42ed0dca368e0d27549f10739c56bbba (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-04-25T21:05:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MiélleSilvaPestana.pdf: 5296578 bytes, checksum: 42ed0dca368e0d27549f10739c56bbba (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T21:05:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MiélleSilvaPestana.pdf: 5296578 bytes, checksum: 42ed0dca368e0d27549f10739c56bbba (MD5) Previous issue date: 2018-04-25 / Linhas de transmissão de energia têm sido construídas utilizando diversos níveis de carga de pré-esticamento. Para estimar a vida remanescente destas linhas, a CIGRE propôs uma metodologia de cálculo que requer não apenas a medição dos níveis reais de vibração do cabo, mas também sua curva Wöhler ou S-N extraída em laboratório sob o mesmo nível de tensão média aplicada no ensaio. No entanto, como estes ensaios são longos e requerem o uso de laboratórios sofisticados, o desenvolvimento de um modelo técnico capaz de estimar a curva S-N do cabo condutor para determinado nível de tensão média é extremamente desejável. Neste sentido, este trabalho consiste na utilização de um modelo de inteligência artificial conhecido como Redes Neurais Artificiais (RNA) para modelar o efeito da tensão média de tração sobre a resistência em fadiga do cabo condutor CAL 1055 MCM. Para isso, foram levantadas as curvas de Wöhler ou S-N de determinada montagem cabo/grampo de suspensão. Foram realizados 27 ensaios de fadiga submetidos a cargas de esticamento referentes à carga média diária de tração, conhecida como EDS (Every Day Stress) de 17%; 20% e 25,6% da carga de ruptura (RTS) do condutor. Os ensaios foram conduzidos de acordo com as recomendações da CIGRE (1985), EPRI (1979) e IEEE (1978), em uma bancada de 46 m de comprimento. As curvas S-N obtidas podem ser utilizadas para construir diagramas de vida constante. No entanto, para isso seria necessário à execução de um grande número de ensaios experimentais, o que encareceria a análise. Assim, uma forma de diminuir custos envolvidos em procedimentos experimentais é utilizar a RNA na construção destes diagramas. Em uma primeira análise deste trabalho, foram utilizados dados disponíveis na literatura para o condutor Ibis (cabo de alumínio com alma de aço) obtidos por Fadel et al., (2012), para fazer uma avaliação preliminar da eficiência da RNA. Em uma segunda investigação, conforme objetivo principal deste trabalho, utilizou-se os dados experimentais do condutor CAL 1055 MCM (cabo liga alumínio) para construir diagramas de vida constante (105, 106, 107ciclos). A partir dos resultados alcançados para ambos os condutores, percebeu-se que a RNA treinada com poucas curvas S-N produziram resultados bastante satisfatórios. / Power transmission lines have been constructed using several levels of stretching loads. To estimate the remaining life of these lines, CIGRÉ proposed a calculation methodology that requires the measurement of actual vibration levels of the conductor and its Wöhler or S-N curve, drawn in the laboratory for equal mean stress levels. As these tests are long and require the use of sophisticated laboratories, the development of a technical model capable of estimating the S-N curve of the conductor cable for a given level of mean stress is extremely desirable. In this sense, this work consists in the use of an artificial intelligence model, called Artificial Neural Networks (ANN), to model the effect of the mean stress on the fatigue resistance of the conductor cable AAAC 1055 MCM. 27 fatigue tests were carried out for different Every Day Stress levels: 17%, 20% and 25% of the conductor rate tensile strength (RTS). The tests were set up in the laboratory on a 46 m span according to CIGRÉ (1985), EPRI (1979) and IEEE (1978) recommendations. The S-N curves obtained in the laboratory can be used to construct the constant life diagrams. Although, it is necessary to have a large number of expensive tests in order to realize a reliable fatigue strength analysis. One possible solution to minimize the high costs of experimental tests is the use of ANN on the construction of constant life diagrams. On the first stage of this work, experimental data of the conductor Ibis (obtained by Fadel et al., 2012) were used for preliminaries analysis of ANN efficiency. In a second investigation, according to the main objective of this work, experimental data of the conductor AAAC 1055 MCM (aluminum alloy cable) was used to construct constant life diagrams (105, 106, 107 cycles). From the results obtained for both conductors, it was noticed that trained ANN with few S-N curves produced quite satisfactory results.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-04-13T21:32:43Z No. of bitstreams: 1 2017_RemyKalomboBadibanga.pdf: 8873647 bytes, checksum: 070e92f93e52bbbaaedb218a72a95ba3 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-05-08T18:54:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_RemyKalomboBadibanga.pdf: 8873647 bytes, checksum: 070e92f93e52bbbaaedb218a72a95ba3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-08T18:54:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_RemyKalomboBadibanga.pdf: 8873647 bytes, checksum: 070e92f93e52bbbaaedb218a72a95ba3 (MD5) Previous issue date: 2018-05-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Deste 1960, um grupo instituído pela CIGRÉ (Conseil Intrntional des Grands Réseaux Électriques) propôs o uso do Every Day Stress (EDS) para projeto de linhas de transmissão aéreas. Porém, investigações em campo chamaram atenção para ocorrência de danos devidos à fadiga em condutores, mesmo com o uso de EDS recomendados. Mais recentemente, a CIGRÉ propôs o uso do parâmetro H/w para projeto, com a intenção de generalizar o comportamento em fadiga dos condutores aéreos. O objetivo deste trabalho, então, é conduzir um estudo experimental para avaliar os efeitos do parâmetro catenário (H/w) na vida em fadiga de condutores aéreos. Comparações entre as curvas S-N geradas mostraram que o condutor CAA Tern sustenta um número significativamente maior de ciclos antes da falha por fadiga ocorrer do que o CAL 900 MCM, para os valores de H/w. Enquanto isso, o CA Orchid apresentou uma vida em fadiga localizada entre os dois condutores citados e similar à do ACAR 750 MCM. Os dados experimentais dos testes estáticos se adequaram bem aos valores teóricos estimados. Análises de falha de amostras de quebradas (fios) revelaram, não apenas que as trincas tiveram início nas áreas de escorregamento dos fios de alumínio, mas também, sua morfologia apresentou clara evidência de falhas por fadiga, assim como marcas de praia e trincas secundárias. Adicionalmente, uma análise de falha foi realizada, não só em termos da camada em que ocorreu a quebra do fio e do tipo de superfície de falha, mas também de acordo com a posição relativa à boca do grampo em que as falhas ocorreram dentro do grampo de suspensão. Dados apresentados nesse estudo podem ser utilizados em vários programas de elementos finitos não lineares para melhor entender o comportamento mecânico dos condutores. Ademais, a informação gerada pode ser útil para planejamento de manutenção em linhas de transmissão. Baseada na avaliação do parâmetro H/w apresentada nesse trabalho, foi verificado que o parâmetro representa um claro avanço no projeto de linhas de transmissão contra fadiga devido a vibrações eólicas quando comparado com o anteriormente recomendado Every Day Stress (EDS). Isso é suportado pelo fato de que, quando utilizado o parâmetro H/w, os dados estáticos são consistentes com aqueles previstos pelo uso de equações apropriadas. / Since 1960, a panel instituted by CIGRÉ (Conseil International des Grands Réseaux Électriques) proposed the use of the Every Day Stress (EDS) for overhead conductor design. But field investigations drew attention to the occurrence of fatigue damage of conductors even though the recommended EDS were adhered. More recently, then, CIGRÉ proposed the use of H/w (The ratio between the horizontal tensile load, H, and the conductor weight per unit length, w) parameter for design purpose with the goal of generalising the fatigue behaviour of overhead conductors. The objective of this work, then, was to conduct an experimental study to evaluate the effects of the catenary parameter (H/w) on the fatigue life of overhead conductors. Comparison between the generated S-N curves proved that the ACSR Tern conductor could sustain a significantly higher number of cycles before fatigue failure than the AAAC 900 MCM for different values of H/w. Meanwhile, the AAC Orchid presented a fatigue life which is located between the two conductors cited above and presents a similar fatigue life as the ACAR 750 MCM. The experimental data from static tests agreed quite well with the estimated theoretical values. Failure analysis of the broken samples (wires) revealed not only that cracks initiated in the fretted areas of the aluminium wires, but also that their morphology presented clear evidence of fatigue failure, such as beach marks and secondary cracks. Additionally, a failure analysis was performed, not only in terms of the layer in which the wires broke and the type of fracture surface but also according to the position from the clamp mouth where these failures occurred inside the suspension clamp. Data presented in this study could be used in various non-linear finite-element programs in order to better understand the mechanical behaviour of conductors. Furthermore, the generated information could be helpful for planning the maintenance of power lines. Based on the evaluation of the parameter H/w presented in this work, it emerged that the H/w parameter represents a clear advance in the design of transmission lines against fatigue due to aeolian vibrations when compared to the previously recommended Every Day Stress (EDS). This is supported by the fact that, when using the H/w parameter, the static data are consistent with those predicted using appropriate equations.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2011 / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-04-11T12:31:07Z No. of bitstreams: 1 2011_LeonardoBrantMurca.pdf: 4724601 bytes, checksum: 4b820d79edbe53b68cd21abb94b88d54 (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2012-04-12T11:32:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_LeonardoBrantMurca.pdf: 4724601 bytes, checksum: 4b820d79edbe53b68cd21abb94b88d54 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-12T11:32:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_LeonardoBrantMurca.pdf: 4724601 bytes, checksum: 4b820d79edbe53b68cd21abb94b88d54 (MD5) / O presente trabalho é de natureza experimental e visa apresentar uma contribuição sobre o estudo da vida útil de cabos condutores de energia elétrica, tendo como referência a análise da resistência a fadiga do conjunto cabo/grampo. Em particular, este trabalho visa confrontar a atual metodologia de cálculo da vida remanescente de condutores aéreos, adotada pelos projetistas de linhas de transmissão, com os dados experimentais obtidos em laboratório para montagem do cabo CAA 397,5 MCM – IBIS com o grampo de suspensão monoarticulado. Para avaliação da vida remanescente de cabos de energia elétrica, o Comitê de Estudos 22 do Grupo de Trabalho 04 da CIGRÉ desenvolveu uma metodologia para estimativa da vida útil do cabo, que usa basicamente a teoria de acúmulo de dano de Palmgren-Miner associada à curva S-N do conjunto grampo-cabo. Um grande problema no uso dessa metodologia está associado ao fato da efetividade da regra de Miner na quantificação do dano de fadiga em cabos não ter sido validada até o momento. Nesse sentido, esse trabalho tem como objetivo não apenas realizar um conjunto de testes que permita avaliar a aplicabilidade dessa metodologia para condições de carregamento mais próximas das observadas em campo, mas também avaliar as estimativas fornecidas por outros modelos de acúmulo de dano. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of this experimental work is to present a contribution regarding the study of the endurance life of electrical power line conductors, with reference to the analysis of fatigue resistance of cable/clamp. In particular, this study aims to compare the current methodology for calculate the remaining life of overhead conductors, adopted by the designers of transmission lines, with the experimental data obtained in laboratory for assembly of the 397.5 MCM ACSR conductor- IBIS with the suspension clamp. To assess the remaining life of conductors, the Study Committee 22 - Working Group 04 of CIGRE has developed a methodology to estimate lifetime of overhead conductors, which basically uses the theory of Palmgren-Miner damage accumulation associated with the S-N curve for the clamp/cable assembly. A major problem in using this methodology is due to the fact that the effectiveness of the Miner´s theory in the quantification of fatigue damage in overhead conductors has not been validated so far. Thus, this study aims to not only hold a experimental program to assess the applicability of the methodology described before but also to evaluate results provided by other methodologies of damage accumulation.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raiane Silva (raianesilva@bce.unb.br) on 2017-07-19T19:08:00Z No. of bitstreams: 1 2017_JoaoPedroTabordaLottermann.pdf: 10872092 bytes, checksum: 94581fd1cc11e8175ffee61a0f7b58c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-15T16:51:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_JoaoPedroTabordaLottermann.pdf: 10872092 bytes, checksum: 94581fd1cc11e8175ffee61a0f7b58c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-15T16:51:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_JoaoPedroTabordaLottermann.pdf: 10872092 bytes, checksum: 94581fd1cc11e8175ffee61a0f7b58c8 (MD5) Previous issue date: 2017-09-15 / Neste trabalho, é feito um estudo sobre o processo de fabricação nomeado Trefilação, o qual é utilizado na indústria para a concepção de fios, arames e vergalhões com procedimento de deformação à frio durante conformação. O trabalho aqui é dividido em duas etapas, experimental e numérica, apresentando foco na obtenção das propriedades do material (curva de encruamento) através da dureza Brinell e simulação por elementos finitos do procedimento de trefilação real aplicado a uma empresa especializada no ramo. O objetivo é encontrar as propriedades mecânicas dos fios em cada etapa da trefilação a partir das propriedades no vergalhão antes da conformação mecânica. A principal motivação para este trabalho é a compreensão mais aprofundada do processo de trefilação e futura predição das propriedades mecânicas e qualidade do produto medidas em cada etapa. Para obtenção dos dados experimentais com agilidade e buscando comparar casos que envolvam sistemas no regime compressivo, é realizado um ensaio de dureza Brinell, sendo o mesmo modelado através de método dos elementos finitos, realizando rotina de identificação paramétrica e simulação numérica do ensaio de dureza para a determinação da marca da impressão deixada pelo perfurador no corpo de prova. Esses dados encontrados no material em seu estado inicial (vergalhão) são tidos como base para inserção no programa ABAQUS na realização da simulação do processo de trefilação, já os dados nos fios pós fieira 1, 2 e 3 servirão de comparação com os resultados numéricos. Seguindo o modelo matemático viscoplástico para o caso multiaxial, considerando o critério de escoamento de von Mises e endurecimento isotrópico com efeito viscoplástico, foi criado um modelo usando o método de elementos finitos para simular o processo de trefilação, identificando os parâmetros dominantes. Utiliza-se uma modelagem com simetria de rotação em relação ao eixo longitudinal do sistema fio/fieira, considerando-se uma peça de trabalho com forma cilíndrica. Este modelo permite observar, em detalhes, os fenômenos de acumulo de tensões residuais, deformações plásticas equivalente e tensões trativas e compressivas que podem ocorrer durante a trefilação, sendo os resultados utilizados para uma investigação computacional dos parâmetros e suas influências durante o processo. Os efeitos obtidos através de elementos finitos são comparados com os experimentais (pós fieira 1, 2 e 3) através de modelo também proposto neste trabalho. / In this report, a study is made on the manufacturing process named Wire Drawing, which is used in the industry for the design of wire and rebar with cold deformation during conformation. The work here is divided in two stages, experimental and numerical, presenting a focus on obtaining the properties of the material (hardening curve) through Brinell hardness and simulation by finite elements of the real drawing process applied to a company specialized in the field. The objective is to find the mechanical properties of the wires at each step of the wire drawing from properties in the rebar before the mechanical conformation. The main motivation for this report is the more in-depth understanding of the wire drawing process and future prediction of the mechanical properties and product quality measured at each stage. To obtain the experimental data with agility and seeking to compare cases involving systems in the compressive regime, a Brinell hardness test is performed, being it modeled by finite element method, performing parametric identification routine and numerical simulation of the hardness test for the determination of the imprint mark left by the punch on the specimen. The data found in the material in its initial state (rebar) are taken as the basis for insertion in the ABAQUS program in the realization of the simulation of the wire drawing process, since the data in the die post 1, 2 and 3 will serve as a comparison with the numerical results. Following the viscoplastic mathematical model for the multiaxial case, considering the von Mises flow criterion and isotropic hardening with viscoplastic effect, a model was created using the finite element method to simulate the wire drawing process, identifying the dominant parameters. A model with rotation symmetry is used with respect to the longitudinal axis of the wire/die system, considering a workpiece with a cylindrical shape. This model allows to observe, in detail, the phenomena of accumulation of residual stresses, equivalent plastic deformations and tensile and compressive stresses that can occur during wire drawing, being the results used for a computational investigation of the parameters and their influences during the process. The effects obtained through finite elements are compared with the experimental ones (post 1, 2 and 3) through a model also proposed in this report.

A soquetagem de cabos de fibra poliéster (PET) com resina termorrígida é uma técnica que vem sendo desenvolvida, visando à aplicação da mesma em cabos sintéticos de ancoragem de plataformas petrolíferas em águas profundas. O procedimento de soquetagem consiste em fixar a extremidade do cabo em um dispositivo metálico vazado em formato cônico, o soquete, no qual se adiciona uma resina polimérica que cura, tornando-se rígida. O trabalho visou determinar um procedimento e um tipo de resina termorrígida apropriados à soquetagem de cabos de fibra poliéster. A fibra de PET que compõe o cabo utilizado na soquetagem foi analisada termicamente por Termogravimetria (TGA) para avaliação da estabilidade térmica e por calorimetria exploratória diferencial (DSC) para avaliação da temperatura de transição vítrea (Tg) e da temperatura de fusão (Tm). O lubrificante que recobre a fibra de PET foi analisado por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). As resinas bicomponentes comerciais selecionadas para o trabalho foram aquelas atualmente empregadas na soquetagem de cabos de aço, a resina Wirelock (poliéster) e a Calcepóxi (epóxi), e resinas epóxi Araldite. Os componentes da resina poliéster comercial foram caracterizados por FTIR. A estabilidade térmica das resinas após a cura foi avaliada por TGA, e o comportamento térmico das resinas antes e após a cura por DSC. A resposta viscoelástica das resinas curadas foi avaliada por Análise Dinâmico-Mecânica (DMA). Determinou-se a dureza de corpos-de-prova de resina epóxi com endurecedores nas proporções indicadas pelo fabricante e em proporções definidas neste trabalho. Algumas das resinas selecionadas foram testadas em ensaio de compressão. Cabos de 10 mm (escala laboratorial) e 48 mm (escala piloto) foram soquetados com resinas comerciais e avaliados por ensaio mecânico de tração. Verificou-se que o tipo de resina e sua viscosidade, a conicidade do soquete e a razão volumétrica resina/fibra são parâmetros relevantes para o bom desempenho mecânico do cabo de PET soquetado. A formação de uma camada contínua de resina na parede do soquete revestindo o cabo foi determinante para a obtenção de excelentes resultados. / The socketing of polyester (PET) fiber ropes with thermoset resin has been developed aiming their application as mooring synthetic ropes for deep water oil platforms. The socketing procedure consists of fixing the ends of the rope in a hollow metallic device of conical shape, the socket, which receives the liquid polymeric resin that becomes hard after the cure. The specific aim of this work was to determine a procedure and a thermoset resin suitable for socketing PET fiber ropes. The PET fiber was analyzed by TGA and DSC. The lubricant that covers the PET fiber was analyzed by FTIR. Commercial bicomponent resins used for the socketing of steel cables, polyester resin (Wirelock) and epoxy resin (Calcepóxi), were comparatively evaluated with some selected epoxy resins (Araldite). Thermal stability of the cured resins was evaluated by TGA, and the cure and thermal behaviour of the resins were evaluated by DSC. The viscoelastic behaviour of the cured resins was evaluated by DMA. Ropes of 10 mm (lab scale) and 48 mm (pilot scale) were socketed with these resins and evaluated in tensile testing. It was verified that the resin type, the socket conicity and the resin/fiber volumetric ratio must be considered for optimum performance for the PET fiber rope. A continuous resin layer in the inner wall of the socket surrounding the rope is also very important for a successful socketing procedure.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecânicas, 2013. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-10-23T18:38:31Z No. of bitstreams: 1 2013_ThamiseSampaioVasconcelosVilela.pdf: 3666452 bytes, checksum: 44e6e56ac06ad0872956d3dd13381091 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2014-10-29T13:24:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ThamiseSampaioVasconcelosVilela.pdf: 3666452 bytes, checksum: 44e6e56ac06ad0872956d3dd13381091 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-29T13:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ThamiseSampaioVasconcelosVilela.pdf: 3666452 bytes, checksum: 44e6e56ac06ad0872956d3dd13381091 (MD5) / O presente trabalho de natureza experimental, realizado por meio da utilização de extensometria, visa a validação da Fórmula de Poffenberger-Swart (P-S), aplicada extensivamente em todo o mundo para a determinação da tensão flexural nominal considerada responsável pela falha por fadiga de cabos condutores. Para efeito de comparação e determinação das limitações da expressão analítica foram realizados medições e cálculos aplicando a fórmula de P-S para seis cabos condutores com diferentes: i) materiais (alumínio, alumínio liga, alma de aço, alma de compósito); ii) geometrias (fios de seção circular ou em forma de Z); iii) configuração (com e sem alma); iv) dimensões. Os ensaios foram executados, de acordo com as recomendações da CIGRE (1985), EPRI (1979) e IEEE (1978), em uma bancada de 46,8 metros de comprimento, em ambiente climatizado, com sistema de controle dos equipamentos totalmente automatizado. Para a verificação da consistência da fórmula foram aplicadas diferentes amplitudes de flexão. A tensão nominal encontrada pela média dos extensômetros apresentou uma boa aproximação com o valor teórico obtido pela fórmula de P-S. Dois estudos adicionais compõem este trabalho: o estudo baseado na avaliação da influência da variação da carga de esticamento (variação da EDS – Every Day Stress), aplicada em cabos condutores de energia elétrica sobre a tensão média residual encontrada nos fios de alumínio da camada mais externa; e o estudo para avaliação da influência da sequência da carga de aperto dos parafusos do grampo de suspensão, que é avaliada a partir de células de carga (load washers). A carga de aperto é outro fator que influencia na vida de um condutor. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of this experimental work is to evaluate the effects of aeolian vibration, concerned the analysis of stress at the last point of contact of the assembly cable/suspension clamp (LPC) is an important factor to determine fretting fatigue resistance has it focus on the construction of a Wöhler curve or SN curve for a chosen cable/clamp conductors set. The LPC is the most likely point of failure. Thus, one studied in this work is the validation of Poffenberger - Swart Formula through the strain gages. Strain gages are glued on aluminum wires of the outer layer of the conductor at the point diametrically opposite to the LPC. For this purpose, the evaluation was carried out in six different cables in different displacement amplitudes YB. These cables differ in the geometry of the aluminum wire (circular or shaped Z) or the core that may be of steel, aluminum or composite . The tests were performed according to CIGRE (1985), EPRI (1979) and IEEE (1978) recommendations, in a rig fully instrumented and closed loop controlled, on a total span of 46,8 meters long, operating on a climatized environment. The nominal stress found by averaging the strain is a good approximation to the stress found by the P-S formula. The study based on the evaluation of the influence of load stretch variation (variation of EDS - Every Day Stress) applied at cable conductors of electricity, on average stress aluminum wires found in the outermost layer. Such assessment is carried out from strain gauges glued at two meters of distance from the last point of contact. Another study was to evaluate the influence of the sequence of the load screw tightening the suspension clamp, which is evaluated from load cells (load washers). The clamping load is another factor that influences the conductor life.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-20T14:43:50Z No. of bitstreams: 1 2013_MuriloCandidodeOliveira.pdf: 16383183 bytes, checksum: 000282b89676dd39d480cbb8c55a0b64 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-11-21T11:11:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_MuriloCandidodeOliveira.pdf: 16383183 bytes, checksum: 000282b89676dd39d480cbb8c55a0b64 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-21T11:11:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_MuriloCandidodeOliveira.pdf: 16383183 bytes, checksum: 000282b89676dd39d480cbb8c55a0b64 (MD5) / O presente trabalho consiste na concepção, fabricação e teste de um protótipo de vibrógrafo cuja função é adquirir e armazenar dados de vibração em cabos de linhas de transmissão de energia elétrica. Esses dados são essenciais para o estudo da resistência a fadiga nos cabos, o que permite ao projetista estimar a vida útil de uma determinada linha de transmissão. O vibrógrafo desenvolvido é baseado numa placa micro-controlada que gerencia um sensor de deslocamento, um conversor A/D, uma porta rs232 e um gravador SDcard. Este vibrógrafo opera de modo análogo aos equipamentos comerciais, porém armazena os dados no domínio do tempo, preservando inúmeras informações temporais, o que o diferencia dos equipamentos comerciais. O projeto mecânico do vibrógrafo contempla a realização dos métodos de medição direto e inverso, típicos para esse tipo de ensaio. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents consists of the design, fabrication and testing of a prototype vibrometer whose function is to acquire and store vibration data cables for transmission lines of electricity. These data are essential for the study of fatigue resistance in the cables, allowing the designer to estimate the useful life of a given transmission line. The vibrometer is developed based on a micro-plate which manages a controlled displacement sensor, an A/ D converter, an RS232 port and a recorder SDcard. This vibrógrafo operates similarly to commercial equipment, but stores the data in the time domain, preserving numerous temporal information, which differentiates it from commercial equipment. The mechanical design of the vibrometer contemplates the realization of direct measurement methods and inverse, typical for this type of test.

Tese (doutorado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2010. / Submitted by Suelen Silva dos Santos (suelenunb@yahoo.com.br) on 2010-11-24T17:57:45Z No. of bitstreams: 1 2010_AidaAlvesFadel.pdf: 12583940 bytes, checksum: 5397d2e3fff17d1e58735f16c0504567 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-11-30T22:23:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_AidaAlvesFadel.pdf: 12583940 bytes, checksum: 5397d2e3fff17d1e58735f16c0504567 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-11-30T22:23:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_AidaAlvesFadel.pdf: 12583940 bytes, checksum: 5397d2e3fff17d1e58735f16c0504567 (MD5) / O presente trabalho é de natureza experimental e, visa apresentar uma avaliação da influência da carga de esticamento aplicada a cabos condutores de energia elétrica, sobre a vida útil destes elementos. O estudo, baseado na análise da resistência à fadiga por fretting, tem como foco o levantamento da curva Curva de Wöhler ou S-N de determinada montagem cabo/grampo. Para tal, foi realizado um total de 41 ensaios de vibração em amostras de 41,5m de comprimento do cabo IBIS (CAA 397,5 MCM)/ grampo de suspensão mono articulado submetidas a cargas de esticamento referentes à carga média diária de tração, conhecida como EDSi (Every Day Stress) de 20% e 30%. Os ensaios foram executados, de acordo com as recomendações da CIGRE (1985), EPRI (1979) e IEEE (1978), em uma bancada de 46,8 metros de comprimento, em ambiente climatizado, com sistema de controle dos equipamentos totalmente automatizado. Testes adicionais foram realizados para determinar o erro inserido pela fórmula de Poffenberger-Swart (1965), P-S, que é uma expressão numérico-empírica usada para correlacionar o nível de tensão nominal (na região da falha) ao deslocamento provocado pela vibração no cabo (medido em uma posição padrão a partir do grampo de suspensão). Para a combinação cabo-grampo usada, a curva experimental obtida foi comparada à Curva Limite de Segurança da CIGRE (CSBL), que é empregada no projeto das linhas de transmissão, apresentando vidas 4,5 a 13,5 vezes maiores do que as previstas pela curva padrão CSBL. A vida da mesma montagem sofreu uma redução de cerca de 50% quando a carga foi elevada da EDS de 20% para 30%. Neste trabalho são ainda avaliadas as características associadas ao aspecto e posicionamento das falhas obtidas em cada amostra de cabo ensaiada, na tentativa de definir um padrão de falhas para diferentes níveis de EDS e amplitude. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of this experimental work is to evaluate the effects of aeolian vibration, concerned to the reduction of aerial conductor´s life, when these structures are subjected to high levels of EDSii (Every Day Stress). The study, based on fretting fatigue resistance has it focus on the construction of a Wöhler Curve for a chosen cable/clamp set. A total of 41 vibration experiments has been conducted on IBIS (CASR 397,5 MCM) conductor samples, which were attached by a monoarticuled suspension clamp to an experimental rig. Samples were, tested with EDS of 20% and 30% Tests were performed according to CIGRE (1985), EPRI (1979) e IEEE (1978) recommendations in a rig fully instrumented and closed loop controlled, with a total span of 46,8 meters operating on a climatized environment. Further tests using strain gauges were performed to determine the amount of error that is carried on the stress calculation by the application of Poffenberger-Swart formula (P-S), (1965) which is an analytical experimental expression used to correlate nominal stress level (at the failure region) to vibration displacement (measured at a standard distance from the clamp). The fretting fatigue resistance limits, measured through the experimental procedure, were then compared to the limits imposed by CIGRE on its Save Border Line curve, which is applied as design standard for energy lines, revealing that CIGRE´s design guideline is very conservative, since the life prescribed by the curve is 4,5 to 13,5 times smaller than the measured ones. Tested samples presented an average life reduction of 50 % when EDS was increased from 20 to 30%. Position and characteristics of superficial aspect and of the failures (macro and microscopic) were also compared in order to try to establish a common pattern for each different level of vibration displacement and EDS.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-10-22T09:27:43Z No. of bitstreams: 1 2013_LauraMargaritaCadavidRestrepo.pdf: 48258223 bytes, checksum: 7edf1b980f20b7fd349953db1dfb83bc (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-10-22T09:49:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LauraMargaritaCadavidRestrepo.pdf: 48258223 bytes, checksum: 7edf1b980f20b7fd349953db1dfb83bc (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-22T09:49:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LauraMargaritaCadavidRestrepo.pdf: 48258223 bytes, checksum: 7edf1b980f20b7fd349953db1dfb83bc (MD5) / A relação que a luz tem com o espaço justifica a importância da iluminação nos espaços arquitetônicos. Ao longo do tempo o homem precisou manipular diversos materiais, experimentando com novos elementos de construção com múltiplas fusões para lidar com a iluminação natural e artificial nos espaços construídos. Com a invenção do concreto tradicional, a arquitetura encontrou um aliado para a criação ilimitada de formas, outrora impensáveis. No entanto, apesar de oferecer inúmeras vantagens, o concreto apresentou algumas deficiências, principalmente, com relação à iluminação dos espaços. Isto tem representado um grande desafio para arquitetos e engenheiros que nas últimas décadas têm procurado um material que ofereça as propriedades construtivas do concreto, além de possuir características de passagem de luz. Diante do exposto, a presente dissertação tem por objetivo conhecer as principais características da composição do concreto com fibra ótica como material de construção e acabamento de edifícios, enfocando principalmente a resistência e a transmissão de luz em espaços arquitetônicos e sustentáveis. Para tanto, são apresentados os resultados sobre o desempenho dos principais materiais utilizados na fabricação de painéis de concreto com fibra ótica através de uma pesquisa bibliográfica e ensaios de laboratório. Além disso, são expostas as conclusões gerais da dissertação, destacando a importância do concreto com fibra ótica, suas características fundamentais para a fabricação do painel, assim como, as recomendações para a elaboração de futuros trabalhos. Finalmente os testes realizados aos painéis de concreto mostram que as fibras óticas não alteram as propriedades do concreto, mantendo a resistência. Deste modo, o material pode se desempenhar como elemento estrutural e de iluminação, ampliando as possibilidades de projetar edificações com expressão estética, além de compatíveis com o meio ambiente. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The relationship between light and space justify the relevance the lighting in architectural spaces. Over the time, the man needed to handle several materials and experiencing new buildings elements with multiple fusions for deal with the natural and artificial lighting. With the invention of the traditional Concrete the architecture found an ally for create unlimited shapes, previously unthinkable. The Concrete, despite to provide several advantages show some disadvantages, such as the lighting architectural spaces. This represented a big challenge for architects and engineers that last decades have sought a new material that offer structural and constructive properties of the Concrete, as well as allowing passage of light. Based on the above considerations, the aim to this paper is to know the main characteristics of the Concrete composition with Optical Fiber using it like building material and building finishing, focusing the material strength and light transmission in architectural and sustainable spaces. Therefore, the study shows the results about performance of the main materials used to make Concrete with Fiber Optical panels, thought a literature research and laboratory tests. In addition, present global conclusions of the research, emphasizing the importance of Concrete with Optical Fiber, the key characteristics to make panels. Finally, the tests on the concrete panels show that the optical fibers do not affect the mechanical properties of material. Thus, it can be used as structural and illumination element, expanding the possibilities for design buildings with excellent aesthetic and environmental qualities. _______________________________________________________________________________________ RESUMEN / La relación que la luz posee con el espacio justifica la importancia de la iluminación en los espacios arquitectónicos. A través dei tiempo el hombre siempre busco manipular diferentes materiales, experimentando con nuevos elementos de construcción con múltiples fusiones con el fin de manipular la iluminación natural y artificial en los espacios construídos. Con el invento dei concreto tradicional, la arquitectura encontro un complemento para la creación ilimitada de formas, antiguamente impensables. A pesar de ofrecer innumerables ventajas, el concreto presenta algunas deficiencias, principalmente relacionadas a la iluminación de los espacios. Esto ha representado un grande desafio para los arquitectos e ingenieros que en las últimas décadas han buscado un material que ofrezca las propiedades constructivas dei concreto, además de características tales como la transmisión de luz. De acuerdo con lo anterior, esta tesis tiene como objetivo conocer las principales características de la composición dei concreto con fibra óptica como material de construcción y acabado de edificios, enfatizando principalmente en la resistencia y la transmisión de luz en espacios arquitectónicos y sustentables. Para este propósito, son presentados los resultados sobre el desempeíio de los principales materiales utilizados en la fabricación de paneles de concreto con fibra óptica por medio de una investigación bibliográfica y ensayos de laboratorio. Además, son expuestas las conclusiones generales de la tesis, destacando la importancia dei concreto con fibra óptica, sus características principales para la fabricación de paneles, así como, las recomendaciones para la elaboración de futuros trabajos. Finalmente los ensayos realizados a los paneles de concreto muestran que las fibras ópticas 110 modifican las propiedades do concreto, conservando su resistencia. Por esta razón, el material se puede utilizar como un elemento estructural y de iluminación, ampliando las posibilidades de proyectar construcciones con expresión estética, además que sean compatibles con el medio ambiente.

Neste trabalho são apresentados os aspectos mais relevantes do comportamento dos cabos, a descrição dos comportamentos estático e dinâmicos e aplicação da análise dinâmica na determinação da força de um cabo a partir de ensaios de vibração livre. Serão analisados dois estudos de caso onde esse método foi aplicado : nos tirantes da cobertura do estádio Castelão em Fortaleza e nos estais da ponte sobre o rio Sergipe. Em seguida serão discutidas as vantagens e limitações do método. / In this work the most important characteristics of the cables are presented: their static and dynamic behavior and the vibration method to evaluate the cable force from free vibration tests results. Two study cases are described: the cables of the Castelao Stadium at Fortaleza and the stays of the bridge over Sergipe river. The advantages and limitations of this method are discussed.