Tese de mestrado. Engenharia mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-14Bitstream added on 2014-06-13T19:26:09Z : No. of bitstreams: 1 amaral_agb_me_guara.pdf: 1365238 bytes, checksum: 5bb1e3867f1f6bcb5273f3367faa654e (MD5) / Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento do efeito acustoelastico durante o processo de fabricação, permitindo assim obter informações das tensões residuais por meio da técnica ultrassônica em tubos de aço API 5L X70 fabricados pelo processo ERW, utilizados no transporte de óleo e gás. A medida de tensão residual através de método não destrutivo e portátil é de grande interesse para diferentes segmentos da indústria. Dentre as técnicas, o uso do ensaio de ultrassom, por meio da medida da birrefringência, é uma das que apresenta grande potencial. Esta pesquisa consiste em determinar a variação do tempo de percurso da onda ultrassônica com a direção de propagação da onda cisalhante alinhada com a direção longitudinal e perpendicular ao sentido de laminação durante as etapas de conformação mecânica da chapa metálica em tubos, após o teste hidrostático e após o corte do tubo com auxílio de uma fresadora. Os resultados mostraram diferença no comportamento acustoelastico no tubo durante as etapas de conformação da chapa em tubo. Essa diferença foi causada pelas tensões internas que são geradas devido principalmente à heterogeneidade de deformação, ou seja, os níveis de tensões são diferentes ao mesmo tempo em locais distintos durante a etapa de conformação da chapa em tubo. Apesar dessa heterogeneidade de deformação, foi possível estimar as tensões residuais pontuais circunferenciais em cada etapa do processamento do tubo / This work has as objective to present the behavior of the effect acoustic during the production process, allowing like this to obtain information on the residual stress by means of the ultrasonic technique in pipes API 5L X70 manufactured by the ERW process and used in the oil and gas transportation. The nondestructive residual stress measurement with portable methods is of great interest for industry segments. The ultrasonic birefringence technique is that present a larger potential. This research consists of determining the acoustic birefringence during the stages of mechanical conformation from metallic plate to pipe, after hydrostatic test, and after the cut of the pipe with edge miller. The results show a difference in the acoustic behavior of the pipe during the conformation stages from plate to pipe. This difference was caused by internal stresses which are mainly created due to heterogeneity of deformation, in which levels stress are different at de same time in different locations during the conformation stages from plate to pipe. In spite of the heterogeneity of deformation, it was possible to estimate the residual stress in circumferential point in each stage the processing of the pipe

Orientador: Ângelo Caporalli Filho / Banca: Marcelo de S. Q. Bittencourt / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento do efeito acustoelastico durante o processo de fabricação, permitindo assim obter informações das tensões residuais por meio da técnica ultrassônica em tubos de aço API 5L X70 fabricados pelo processo ERW, utilizados no transporte de óleo e gás. A medida de tensão residual através de método não destrutivo e portátil é de grande interesse para diferentes segmentos da indústria. Dentre as técnicas, o uso do ensaio de ultrassom, por meio da medida da birrefringência, é uma das que apresenta grande potencial. Esta pesquisa consiste em determinar a variação do tempo de percurso da onda ultrassônica com a direção de propagação da onda cisalhante alinhada com a direção longitudinal e perpendicular ao sentido de laminação durante as etapas de conformação mecânica da chapa metálica em tubos, após o teste hidrostático e após o corte do tubo com auxílio de uma fresadora. Os resultados mostraram diferença no comportamento acustoelastico no tubo durante as etapas de conformação da chapa em tubo. Essa diferença foi causada pelas tensões internas que são geradas devido principalmente à heterogeneidade de deformação, ou seja, os níveis de tensões são diferentes ao mesmo tempo em locais distintos durante a etapa de conformação da chapa em tubo. Apesar dessa heterogeneidade de deformação, foi possível estimar as tensões residuais pontuais circunferenciais em cada etapa do processamento do tubo / Abstract: This work has as objective to present the behavior of the effect acoustic during the production process, allowing like this to obtain information on the residual stress by means of the ultrasonic technique in pipes API 5L X70 manufactured by the ERW process and used in the oil and gas transportation. The nondestructive residual stress measurement with portable methods is of great interest for industry segments. The ultrasonic birefringence technique is that present a larger potential. This research consists of determining the acoustic birefringence during the stages of mechanical conformation from metallic plate to pipe, after hydrostatic test, and after the cut of the pipe with edge miller. The results show a difference in the acoustic behavior of the pipe during the conformation stages from plate to pipe. This difference was caused by internal stresses which are mainly created due to heterogeneity of deformation, in which levels stress are different at de same time in different locations during the conformation stages from plate to pipe. In spite of the heterogeneity of deformation, it was possible to estimate the residual stress in circumferential point in each stage the processing of the pipe / Mestre

Orientador : Sergio Tonini Button / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:40:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarioLuizNunesda_M.pdf: 6259257 bytes, checksum: 71af656fc367d6fcbb0d25298b717504 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: As vantagens dos processos de conformação de metais, que consistem em alta produtividade, baixos custos por peça, mínima geração de sucata, baixo consumo de energia e melhoria das qualidades do material, estimulam o aumento de sua aplicação. Entre estes processos se destaca o CWR, que é uma técnica de conformação de metais usada na manufatura de peças rotativas escalonadas. Os objetivos deste trabalho foram: (i) analisar como o processo CWR afeta a microestrutura e as propriedades mecânicas, especialmente as relacionadas com a fadiga mecânica, de produtos forjados a quente com aços microligados e (ii) comparar a microestrutura e as propriedades desses produtos com forjados semelhantes, obtidos pelo processo convencional por etapas sucessivas de forjamento a quente. Para o projeto das matrizes do processo CWR, foram consideradas condições descritas na literatura que garantiriam a estabilidade do processo no que diz respeito aos defeitos. Isto mostrou não ser suficiente e várias peças apresentaram cavidades centrais. Dando-se continuidade ao trabalho peças forjadas foram produzidas e analisadas. Os resultados mostraram que os defeitos não foram detectados nos exames metalográficos e não tiveram influência nas propriedades finais dos forjados. De modo geral, as peças produzidas a partir de pré-formas CWR apresentaram limite de resistência à tração e dureza superiores aos das peças somente forjadas e limite escoamento e resistência à fadiga inferiores / Abstract: The advantages of metal forming, consisting of high productivity, low costs per part, minimum scrap material and energy consumption and improvement of overall quality, stimulate the increase of their application. Cross Wedge Rolling (CWR) is an important metal forming technique used to manufacture stepped shafts. The aims of this work were: (i) to analyze how CWR affects the microstructure and the mechanical properties, especially the mechanical fatigue related ones, of microalloyed steel hot forged products and (ii) to compare the microstructure and properties of these products with similar forgings, manufactured by the conventional process of successive hot forging stages. To design the CWR tools, it was considered the conditions described in the technical literature that would guarantee the process stability, avoiding the defects. It proved not to be enough and some parts showed central cavities. Continuing the work, the parts were hot forged and then analyzed. The results showed that the defects were not detected by metallography and they did not have influence in the final properties of the forged parts. In general way, the parts manufactured from CWR preforms presented higher tensile strength and hardness than the only forged parts and lower yield strength and fatigue resistance / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Estágio realizado na ADIRA, S.A. e orientado pelo Eng.º José Bessa Pacheco / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:43:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246666.pdf: 3180774 bytes, checksum: a12cae99a29927dc2a593bab3722c253 (MD5) / Os blanks soldados ou tailored blanks consistem de peças de aços de diferentes espessuras, classes de resistência ou revestimentos, unidos por meio de algum processo de soldagem de alta qualidade, de forma a resultar em um único blank que, após a conformação, dá origem à peça final. A produção de peças conformadas de alta qualidade, em curto espaço de tempo e a baixo custo é um dos principais objetivos nas indústrias de conformação mecânica. Para evitar o alto custo de procedimentos de "tentativa e erro", o uso de simulação numérica em processos de onformação mecânica está em constante progresso na indústria de estampagem. As principais ferramentas de análise numérica disponíveis atualmente são baseadas no método dos elementos finitos (MEF), utilizando formulações incrementais no tempo a partir de técnicas de integração temporal explícitas e implícitas, que se caracterizam por consumir um razoável tempo de processamento, devido às propriedades não-lineares do modelo. No entanto, em estágios iniciais do projeto, é de interesse ter uma ferramenta numérica rápida a fim de se ter uma estimativa da variação da espessura, distribuição das deformações e tensões, assim como o leiaute inicial da chapa. Alguns métodos simplificados têm sido desenvolvidos nos últimos anos com este propósito. A idéia básica destes métodos, conhecidos como Aproximação Inversa (Inverse Approach ou One-Step Aproach), é realizar uma análise não-linear para determinar as posições dos nós no blank inicial, as deformações e a espessura da peça final, sem considerar os processos incrementais de plasticidade e contato. Este trabalho consistiu em utilizar técnicas de otimização topológica e análise de conformação de chapas via Aproximação Inversa, para estimar o leiaute inicial de um tailored blank considerando apenas o aspecto de falha do material no processo de fabricação. O problema de otimização foi modelado através do método do Lagrangeano Aumentado, via minimização da massa e tendo como restrições as Curvas Limite de Conformação. Por se tratar de um problema de deslocamento prescrito, a técnica utilizada pela formulação SIMP deixa de ter efeito na penalização das regiões intermediárias de material. Para contornar esta dificuldade foi proposta uma alteração da superfície de falha, cuja geometria reforça a eliminação do material intermediário. Os resultados obtidos foram satisfatórios neste quesito, sendo um importante passo para um contexto mais amplo, onde a busca de um leiaute ótimo está vinculada tanto a objetivos de desempenho da peça em uso (já estampada), quanto à restrição de falha no processo de manufatura. The tailored blanks consists of sheet metal with different thickness, strength or coverings, joined by a process of high quality welding, in order to form an only blank, that after the forming process, result in a final piece. The production of high quality sheet metal forming at the low time and cost, is one of the main objectives of the stamping industries. To prevent the high cost of the try-out procedures, the use of numerical simulation in sheet metal forming is in constant progress. The main numerical analysis tools available are based on the Finite Elements Method (FEM), which uses incremental formulations on the time by explicit or implicit techniques of integration. These simulations are characterized by high cost of processing, due to the highly nonlinear properties of the model. However, in initials phases of designs, it is interesting to have a fast numerical tool in order to obtain an estimate of the thickness and strains variations, as well as the initial layout of the blank. Some simplified methods have been developed in the last years with this intention. The basic idea of these methods, known as Inverse Approach (or One-Step), is to carry through a nonlinear analysis to determine the nodes positions in initial blank, the strain and the thickness of the final piece, without considering the incremental processes of plasticity and contact. In this work it was used topological optimization techniques and sheet metal forming analysis by Approach Inverse, to design the initial layout of a tailored blank, considering only the manufacture process as failed criteria. The optimization problem was modeled by Augmented Lagrangean Method where the Forming Limited Curves (FLC) were utilized as constraint of the problem of mass minimization. As the problem is characterized by the prescribed strain, the technique used by SIMP formulation did not have effect on the penalization of the intermediary density. In order to resolve this difficulty, it was proposed a change on the failed surface, where the geometry impose the decreasing of the intermediary material. The results obtained were satisfactory in the target, being a important step for a general context, where the searches for the optimum layout is tied the both performance of piece in use and manufacture process.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-02-26T18:02:28Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoDuctibilidadeAços.pdf: 3052141 bytes, checksum: efad8dc17c7961d461ebff30d632846b (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-04-13T14:18:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoDuctibilidadeAços.pdf: 3052141 bytes, checksum: efad8dc17c7961d461ebff30d632846b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T14:18:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoDuctibilidadeAços.pdf: 3052141 bytes, checksum: efad8dc17c7961d461ebff30d632846b (MD5) Previous issue date: 2015 / Os aços inoxidáveis duplex compõem uma classe de aços inoxidáveis que apresenta microestrutura bifásica constituída por frações aproximadamente iguais de ferrita e austenita. Essa proporção de fases austenita-ferrita confere aos aços inoxidáveis duplex elevada resistência mecânica e alta resistência a corrosão em relação aos aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos. Entretanto, os aços inoxidáveis duplex apresentam fragilidade durante o trabalho a quente. Neste trabalho foi realizado o estudo da fragilidade durante o trabalho a quente de aços inoxidáveis duplex, utilizando-se ensaios de torção, análise microestrutural, e simulação no Thermo-Calc®. As simulações no Thermo-Calc® permitiram determinar as temperaturas de equilíbrio de fases e de tratamento térmico. Foram realizados ensaios em aços do tipo UNS S32304 e UNSS31803, em resfriamento contínuo a partir de 1200°C, e ensaios isotérmicos no intervalo de temperaturas de 1000 a 1150°C. Nos ensaios em resfriamento contínuo, observou-se maior ductilidade no aço UNS S31803 quando comparado com o UNS S32304. Nos ensaios isotérmicos, foi constatada diminuição da ductilidade com a redução da temperatura de ensaio para os dois aços. Após analise microestrutural, pode ser constatado que a diminuição da ductilidade está relacionada com o aumento da fração volumétrica de austenita nos aços. ____________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : Duplex Stainless Steels (DSS) are a type of stainless steels that present a two-phase microstructure constitute by approximately equal fractions of ferrite and austenite phases. This proportion of austenite-ferrite phases provides to these steels higher mechanical and corrosion resistance when compare to ferritic and austenitic stainless steels. However, the DSS present poor hot workability. The present work studied the hot workability of two DSS by of torsion tests, Thermo-calc® and microestructural analysis. Thermo-Calc® simulation allowed to determine the phase equilibrium and heat treatment temperatures. Torsion tests during continuous cooling were performed in UNS S32304 and UNSS31803 steels starting at 1200°C. Isothermal tests were also performed at the range temperature between 1000 and 1150°C. Results from the continuous cooling showed that the UNS S31803 has a higher ductility than the UNS S32304. Isothermal tests results showed a decrease in ductility with temperature for both steels. After microestructural analysis, it was possible to conclude that this decrease in ductility is related with the increase of the austenite fraction in the steels.

Orientador: Sergio Tonini Button / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T20:02:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bortolussi_Roberto_D.pdf: 9246757 bytes, checksum: d52aa5dda0e39ed0087349cc42e23ab1 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A indústria vem desenvolvendo nos últimos anos métodos e processos de produção que aumentem a produtividade e reduzam os custos de componentes, conjuntos e produtos. A hidroconformação é um dos processos que está sendo utilizado com esta finalidade, especialmente pela indústria automobilística, que emprega esse processo para a fabricação de componentes de carroceria, motor e suspensão. Neste trabalho, uma ferramenta para fabricação de peças em forma de "T" foi construída e instrumentada para monitoramento do processo. Com essa ferramenta, foram hidroconformadas peças para obter-se o carregamento de pressão interna em função do deslocamento do êmbolo superior da ferramenta e a força de conformação necessária para o processo. O processo foi simulado utilizando-se o método dos elementos finitos de formulação explícita. No modelo de material utilizado foram considerados os efeitos da anisotropia da chapa do tubo. Os valores de pressão interna em função do deslocamento do êmbolo superior, obtidos experimentalmente, foram utilizados no modelo de elementos finitos para determinar-se a evolução dos deslocamentos, as componentes das tensões e a deformação equivalente. A deformação equivalente calculada da peça foi utilizada para comparação com o critério limite de conformação proposto por Asnafi em seu trabalho. Essa deformação equivalente calculada pela simulação teve valor próximo do valor da deformação limite para a ocorrência da ruptura prevista pelo critério. Nos experimentos foi comprovada a ruptura no mesmo instante que na simulação. A força de conformação obtida na simulação foi comparada com a experimental. O comportamento da força de conformação na simulação e nos experimentos foi similar. Nota-se na força de conformação dois comportamentos distintos, um do início do processo até o tubo entrar em escoamento com grande aumento de força para pequeno deslocamento do êmbolo superior e outro após o escoamento, com grande deslocamento do êmbolo para pequenos aumentos de força / Abstract: Industries have been developing production methods and processes to improve the productivity and reduce costs of parts, assemblies and products. The hydroforming process is one of these processes that are being used with this objective, especially for the automotive and auto-parts industries, to manufacture body, motor and suspension parts. In this investigation a tool set to produce "T" parts was designed and manufactured, and instrumented to monitor the process.Tubular parts were hydroformed with these tools and the values of internal pressure and deformation force as a function of punch displacement were measured. The tube hydroforming process was simulated using the finite element method with explicit formulation. In the material model used in the simulations the anisotropy of tube steel were considered. The values of internal pressure as a function of punch displacement were input in the finite element model to get the displacements of the tube, the component stresses in the elements, and the effective strain. The effective strain was compared with the forming limit that has been proposed by Asnafi. This calculated effective strain by finite element method has its value close of the limit rupture strain calculated by the criteria. During the experiments the tube fractured at the same time of the simulations. The deformation force obtained in the simulation was compared with the experimental deformation force. The behavior of the force in the simulations and experiments was similar. The deformation force has two different paths during de process. First, while the tube does not yield, the deformation force has a strong increase for little displacements of the tube and after the yield when the displacements are big for little force increase / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Sergio Tonini Button / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:04:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caminaga_Celio_M.pdf: 10370303 bytes, checksum: e95362eb355ceb5495256d1a07ab5443 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T15:11:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fukunaga_MaraTerumi_M.pdf: 5515427 bytes, checksum: c81903535a3851ee1863023b3ac86f60 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O tratamento térmico de recozimento é uma das etapas do processo de conformação plástica dos metais de trefilação para a produção de fios, devolvendo ao material a ductilidade perdida no estiramento. No entanto, provoca a formação de camadas de óxido prejudiciais a continuidade do processo de trefilação. A decapagem química tem como objetivo eliminar os produtos da oxidação, além de propiciar uma condição superficial que permita o recobrimento ou ancoragem do lubrificante antes do seguimento do processo. Com isso, pode-se notar que a realização do pré-tratamento na superfície do fio na trefilação tem grande importância e influencia na qualidade superficial do produto trefilado. Este trabalho apresenta o estudo do processo de pré-tratamento superficial através da utilização de vários ácidos decapantes, determinando qual a melhor composição da solução decapante, a concentração mais adequada, a temperatura e o melhor tempo de imersão no pré-tratamento de fios de aço inoxidável ABNT 304L nos diâmetros de 1,60mm e 3,00mm. Os resultados analisados estatisticamente e apresentados graficamente através da análise da rugosidade superficial e ganho de massa do lubrificante mostraram que a solução decapante de ácidos nítrico e clorídrico, na proporção de 4: 1 e na concentração de 100mL/L, à temperatura ambiente e com o tempo de imersão de 15 minutos, foi a que melhor se comportou, apresentando ancoragem de lubrificante na superfície dos fios em torno de 20 glm2. Complementando esta análise, os dados foram comparados com as curvas de polarizações potenciodinâmicas tomadas nas diversas soluções decapantes, as quais confirmaram os resultados experimentais obtidos anteriormente / Abstract: During wiredrawing the thermal treatment of annealing and stress releasing is one of the most important step of the wire producing. However, this procedure lead to an oxide layer growth that presents a disadvantageous effect during wiredrawing. The main goal of the chemical pickling is to eliminate the surface oxidation products and to improve the recovering and adherence of the lubricating soap. This study deals with the wire pretreatment of chemical pickling of stainless steel ABNT 304L using several acidic solutions, considering their composition, concentration, temperature e deeping time. Results are presented by statistical analysis of surface rugosity and mass gain of the lubricating soap as a function of the above parameters. Data shown that nitric/chloridric solution, in the ratio 4:1 and concentration of 100mL/L presented better results using soaking time of 15 minutes at room temperature. In the above situation a 20g/m2 of lubricating has been observed on the wire surface. As a complement of the analysis, data of potentiodynamic polarizations were compared confirming the results obtained in the deeping experiments / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica