Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-11-12T10:26:31Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-11-12T10:26:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A liga de alumínio 6063 possui um grande interesse industrial, apresentando características que justificam o seu uso mais freqüente quando comparadas às demais ligas de alumínio: a capacidade de endurecimento por precipitação (pois são termicamente tratáveis) aliada à facilidade de serem extrudadas. Estas ligas apresentam elevada ductilidade, que permite o seu uso em operações que acarretam elevados graus de deformação, como a extrusão. Por esse motivo, as ligas Al-Mg-Si apresentam a maior parte do volume de ligas extrudadas. Tendo em vista a freqüente utilização da liga de alumínio 6063, este trabalho estuda a caracterização e a recristalização da liga após a deformação plástica em diferentes graus de redução em área 20%, 50%, 70% e 90%, com tratamentos térmicos de 396ºC, 462ºC e 528ºC e com tempos de recozimento em 1minuto, 10 minutos e 100 minutos Tratamentos Termomecânicos. Observou-se como resultados de uma forma geral, que os tratamentos com 1minuto nas amostras de Al6063 houve pouca ou nenhuma alteração e ao aumentarmos o tempo de recozimento para 10 minutos e depois para 100 minutos os processos de recuperação/recristalização se tornam evidentes e o crescimento de também é observável para os tempos de tratamento em 100 minutos. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os aços-ferramenta têm importante participação no mercado mundial de aços. São usados na indústria metal-mecânica como ferramentas de corte, moldes, punções, matrizes, etc. Devido ao uso de grande responsabilidade, é importante discutir a relação entre microestrutura e propriedades mecânicas, porque é uma prática comum na indústria especificar os tratamentos térmicos com base principalmente na dureza final do material, sem considerar que para um mesmo valor de dureza um aço-ferramenta pode apresentar diferenças nas propriedades mecânicas, dependendo do ciclo de tratamento térmico aplicado. Logo, esta seleção de tratamento térmico é um aspecto tecnológico relevante no desempenho de aços-ferramentas.Os materiais selecionados foram os aços VND, Calmax, VF-800 e Vanadis 10, sendo os três primeiros produzidos por fundição – rota convencional e o último produzido por processo de pressão isostática a quente (HIP) – rota sinterizada.O objetivo deste trabalho foi avaliar o tratamento térmico, a microestrutura e as propriedades mecânicas destes quatro açosferramenta para trabalho a frio, para determinar o tratamento térmico capaz de promover a melhor relação dureza-tenacidade. Os resultados mostraram para o aço VND a possibilidade de se trabalhar com nível de dureza um pouco superior ao recomendado pelo fabricante, com sensível melhora nos parâmetros de resistência sem, no entanto, a ocorrência de um decréscimo importante em termos de tenacidade. Para o aço Calmax os resultados mostraram a possibilidade de trabalhar com dureza um pouco inferior à recomendada pelo fabricante, com significativa melhora nos parâmetros de tenacidade, sem a ocorrência de um decréscimo na resistência. Para os aços VF-800 e Vanadis 10, os resultados obtidos utilizando-se temperatura de revenimento inferior à recomendada pelo fabricante mostraram um ótimo desempenho em todos os ensaios, com particular atenção aos resultados de energia absorvida. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:45:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho, comprovou-se através do teste de fadiga que a camisa de cilindro pode ter sua resistência à fadiga elevada pela tensão residual compressiva induzida pelo roleteamento do raio de concordância. Utilizando a metodologia do Planejamento de Experimentos (DOE), criou-se um experimento para estudar a contribuição individual na elevação da tensão residual compressiva de cada um dos parâmetros do processo de roleteamento (força, tempo e rotação). Com o emprego da difração de raios X, foi possível mediar à tensão residual em todas as camisas utilizadas no experimento do DOE. Técnicas de tratamento estatístico como Análise de Variância (ANOVA), gráfico de Pareto e o teste de normalidade Anderson-Darling foram aplicadas ao conjunto de resultados obtidos pelas medições de difração de raios X, permitindo assim determinar que a força é o parâmetro de maior influência para a elevação da tensão residual compressiva no raio de concordância. O teste de eficácia do sistema de medição de tensão residual por difração de raios X comprovou que esse método possui a acurácia necessária para detectar eventuais desvios do processo de produção, tornando-o assim, um substituto mais econômico para o teste de fadiga, método atualmente utilizado para inspecionar as camisas de cilindr / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-11-12T10:26:31Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-11-12T10:26:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Na construção de cascos resistentes de submarinos são utilizados, frequentemente, os processos de conformação a frio e de soldagem. Estes processos produzem na estrutura deformações plásticas permanentes originando tensões residuais. A presença das tensões residuais é equivalente a introduzir uma pré-carga inicial na estrutura, o que acelera o processo de plastificação, reduzindo à capacidade de resistência da estrutura à pressão hidrostática. Para quantificar esta redução foi realizado, inicialmente, um estudo considerando a presença das tensões residuais devido à conformação a frio das chapas do casco e do flange das cavernas, para submarinos com 6, 8 e 10 m de diâmetro, em aço HY100. Para isso, um modelo não-linear foi produzido considerando não-linearidades geométricas e de material. Complementarmente, também foi estudada a influência de perfis de tensões residuais definidos a partir de resultados experimentais na redução da pressão de colapso do casco resistente do submarino espanhol S-80. Estes perfis consideram a presença simultânea de tensões residuais de conformação e de soldagem. Em todos os modelos estudados, as tensões residuais foram introduzidas no modelo numérico utilizando o comando INISTATE disponível no software comercial Ansys. Este comando é frequentemente utilizado na literatura em modelos numéricos envolvendo tensões residuais e foi validado utilizando três modelos de referência disponíveis na literatura. Ao final, pôde-se verificar que a presença das tensões residuais acelera a plastificação do casco resistente e reduz a pressão de colapso em até 5%, sendo a tensão residual de conformação a que mais contribuí nesta redução. De qualquer forma, pôde-se concluir que a influência das tensões residuais é pequena quando comparada com a pressão de colapso obtida para cada casco resistente analisado. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

The main objective of this research is to extend the “Direct strength method” for determining the web crippling strength of cold-formed steel C and Z sections subjected to End one flange loading and Interior one flange loading conditions. Direct strength method is applied for designing the columns and beams earlier. The existing specifications equation for calculating the web crippling strength of cold-formed steels designed by American Institute of Iron and Steel is very old method and it is based on the extensive experimental investigations conducted at different universities. Calculating the web crippling strength of cold-formed steels using direct strength method is a new technique. In the present research the web crippling strength of cold-formed steels were calculated using Direct Strength Method. The experimental data is collected from the tests that were conducted at different universities. The critical buckling strength of the members were calculated using Abaqus. Microsoft excel is used to generate the equations. The safety and resistance factors for the designed equations were calculated using “Load and resistance factor design” and “Allowable strength design” from North American Cold-Formed Steel Specification, 2012 edition book.

Aluminum laminates of high and technical purity layers were produced by accumulative roll bonding (ARB) at room temperature. To study the thermal stability, the laminates after 2 to 9 ARB cycles were annealed between 100 and 400 °C for one hour. Changes of the microstructure were analyzed by electron backscatter diffraction. For low ARB cycle numbers (4 or below) and 300 °C annealing temperature, the deformed technical pure layers start to recrystallize while the high-purity coarse recrystallized layers experience intralayer grain growth. For higher ARB cycle numbers (6 and 8) and an annealing temperature of 300 °C or above, the ultra-fine grained layers of technical purity are consumed by the layer overlapping growth of high-purity grains producing a banded grain structure. For 9 ARB cycles and at an annealing temperature of 400 °C, a globular grain structure develops with grain sizes larger than twice the layer thickness. The effect of impurities on recrystallization and grain growth of ARB laminates is discussed with regard to tailoring its microstructure by heat treatment. For further analyses, the results are compared with Potts model simulations finding a rather good qualitative agreement with the experimental data albeit some simplified model assumptions.

This thesis presents experiments and numerical analysis of the cold-formed steel clip angle in three different limit states which are shear, compression, and combination of the screw connection. A previous cold-formed steel clip angle test program (which is Phase 1) developed design methods for clip angle. Therefore, the object of this thesis is to further investigate the behavior and design methods of loading-bearing cold-formed steel clip angles under different screw pattern. For each limit state, a test program was conducted to investigate the behavior, strength, and deflection of the clip angle. The test result were compared with previous CFS clip angle design method. Amending existing CFS clip angle method were developed by each of the four limit states studied in this project.

The first part of this dissertation employs a three-dimensional elastic-plastic finite element model of straight-through crack growth to correlate four well-known methodologies characterizing fatigue crack closure. The compliance offset and the adjusted compliance ratio (ACR) are experimental methods, whereas the node displacement and the contact stress methods are numerical approaches. Evolutions of crack closure from all four methodologies are compared for a numerical model of a single edge-cracked tension specimen subjected to different levels of constant amplitude cyclic loading. In the second part, a detailed two dimensional stress analysis is conducted for a single pin-joint under plane stress conditions. This study investigates the influence of material nonlinearity, friction, and pre-existing residual stresses from cold-working process on the local radial and hoop stress levels around the pin-loaded hole. Next, the beneficial influence of cold working process is quantified by computing the Mode I stress intensity factors style='mso-bidiont-style:normal'>KI for a single radial crack eanating from a side of a loaded hole. Two different loading configurations are considered: (a) an open hole in tension, (b) a pin-loaded hole. The stress intensity factors are computed using the J integral solutions and the weight functions specific to the crack configuration. The reductions in KI values due to different levels of cold-working process are presented for a range of crack lengths. The final part of the research involves a numerical investigation of an on-line crack compliance technique that is used for experimental measurements of residual stress fields along the crack growth path. A finite rectangular sheet is considered with a single crack emanating from a side of a central hole. The residual stress field is introduced around the hole by cold-working simulation. As part of validation, the normalized residual stress intensity factors computed using the on-line crack compliance technique are compared with those from the style='mso-bidiont-style:normal'>J-integral approach for the case of elastic crack growth. The influence of crack tip plasticity on the performance of the on-line crack compliance technique is studied by comparing the solutions of the elastic and elastic-plastic crack growth models.