Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-04-16T12:49:59Z No. of bitstreams: 1 2009_EdgarSobralAshiuchi.pdf: 12120554 bytes, checksum: 232f69749d4ab4f8001c5983b7251fbf (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2012-04-17T11:33:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_EdgarSobralAshiuchi.pdf: 12120554 bytes, checksum: 232f69749d4ab4f8001c5983b7251fbf (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-17T11:33:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_EdgarSobralAshiuchi.pdf: 12120554 bytes, checksum: 232f69749d4ab4f8001c5983b7251fbf (MD5) / Acoplamentos mecânicos com contatos forçados estão sujeitos à falhas provocadas por variados mecanismos: deformação plástica, ruptura frágil, fadiga, corrosão, defeitos macro e microscópicos. Na prática esses mecanismos poucas vezes se apresentam isolados e não rara é a combinação de mais de dois para explicar uma falha catastrófica. Nesse trabalho investigou-se o efeito do tratamento criogênico profundo na vida por fadiga sob condições de fretting no Al 7050-T7451. Há fortes indícios da eficácia do tratamento associado ao aumento da resistência ao desgaste e aumento da vida em fadiga de alto ciclo em materiais ferrosos e isso motivou a pesquisa em fadiga sob fretting com ligas de alumínio de alta resistência de uso aeronáutico. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Mechanical couplings with forced contacts are subject to failures caused by different mechanisms: deformation, rupture fragile, fatigue, corrosion, macro and microscopic defects. These mechanisms have not always isolated and not rare is the combination of more than two to explain a catastrophic failure. This work investigate the effect of deep cryogenic treatment of fretting fatigue life of Al 7050-T7451. There is strong evidence of the effectiveness of treatment associated with increased wear resistance and increase the life in the high-cycle fatigue in ferrous materials and that motivated the search on fretting fatigue with high strength aluminum alloys of aeronautical use.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-12-23T15:06:00Z No. of bitstreams: 1 2016_AndersonDiasMonteiro.pdf: 33676302 bytes, checksum: 226b42dc593cfbc51e37264c72a615cb (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-10T19:26:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AndersonDiasMonteiro.pdf: 33676302 bytes, checksum: 226b42dc593cfbc51e37264c72a615cb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T19:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AndersonDiasMonteiro.pdf: 33676302 bytes, checksum: 226b42dc593cfbc51e37264c72a615cb (MD5) / O compósito Nb-Cu pode ser empregado na fabricação de contatos elétricos, resistências, eletrodos de solda, entre outros. Estes materiais devem apresentar elevadas condutividades elétrica e térmica e resistência ao calor. A produção desses compósitos pela tecnologia convencional é limitada, uma vez que envolvem elementos químicos que possuem pontos de fusão bastante diferentes. Uma alternativa é a adoção da metalurgia do pó. Desta forma, este trabalho tem como objetivo obter um compósito Nb-Cu via metalurgia do pó. Para isto, os pós de nióbio e cobre foram misturados nas proporções de 12,5% e 25%, respectivamente, em moinho planetário de bolas com base nos seguintes parâmetros: a razão bola/pó foi de 3:1; a velocidade de rotação, de 250 rpm; a atmosfera, vácuo; o agente controlador de processo, o estearato de zinco; e o tempo de moagem, de 2 horas e 8 horas. Em seguida, foram calculadas as densidades aparentes das misturas dos pós de nióbio e cobre. Em relação à compactação, esta foi feita em prensa universal, com aplicação de força de 3,2 x 104 N. Seguiu-se determinando a densidade dos compactados pelo método geométrico. Após a compactação, as amostras passaram por sinterização em forno tubular sob atmosfera de gás argônio a uma temperatura de 1000ºC para as amostras do lote 1 e 1100ºC para as amostras do lote 2, com isoterma de 1 hora em ambos os casos. A taxa de aquecimento e resfriamento foi de 5ºC/min. A densidade das amostras após a sinterização foi obtida através do método de Arquímedes. Os pós metálicos elementares, as misturas de pós metálicos moídos e os corpos sinterizados foram analisados via microscopia eletrônica de varredura e microscopia confocal. Medidas de DRX e microdureza (HV1) também foram realizadas. A partir destas análises, observou-se que o aumento do tempo de moagem torna as misturas de pós mais homogêneas e com partículas aglomeradas mais achatadas. Verificou-se, também, que as densidades aparentes das misturas de pós decrescem com o aumento do tempo de moagem, ao passo que os compactados à verde e os corpos de prova sinterizados têm suas densidades aumentadas com o aumento do tempo de moagem. Foi constatado, ainda, que a microdureza vickers têm seus valores aumentados tanto com o aumento do tempo de moagem quanto com o aumento da temperatura de sinterização. / The Nb-Cu composite can be used in the manufacture of electrical contacts, resistors, welding electrodes, among others. These materials should have high electrical and thermal conductivities and heat resistance. The production of these composites is limited by the conventional technology, as they involve chemicals that have very different melting points. An alternative is the use of powder metallurgy. Thus, this study aims to obtain a Nb-Cu composite via powder metallurgy. For this, the niobium powders and copper were mixed in the proportions of 12.5% and 25%, respectively, in a planetary ball mill using the following parameters: the ratio ball / powder was 3: 1; rotation speed of 250 rpm; atmosphere, vacuum; the agent process controller, zinc stearate; and the grinding time of 2 hours and 8 hours. Then, the apparent densities of the mixtures of niobium powders and copper were calculated. In relation to the compaction, it was done in the universal press with force applying 3.2 x 104 N. This was followed by determining the density of compressed by geometrical method. After compaction, the samples underwent sintering in a tubular furnace under an atmosphere of argon gas at a temperature of 1000 ° C for samples 1 and 1100ºC batch to batch of samples 2, with 1 minute isotherm in both cases. The heating and cooling rate was 5 ° C / min. The density of the samples after sintering was obtained by the Archimedes method. The elemental metal powders, metal powder mixtures milled and sintered bodies were analyzed via scanning electron microscopy and confocal microscopy. XRD measurements and hardness (HV1) were also performed. From these analyzes, it was observed that increasing milling time becomes more homogeneous mixtures of powders and agglomerated particles flatter. It was found also that the apparent density of the powder mixtures decreased with increased milling time while the green compacted and sintered specimens have their densities increased with increasing milling time. It has been found, furthermore, that the Vickers microhardness values both have their increased with increasing milling time and with increasing the sintering temperature.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2008. / Submitted by Thaíza da Silva Santos (thaiza28@hotmail.com) on 2011-02-12T20:21:03Z No. of bitstreams: 1 2008_LuizHomeroLopesMartins.pdf: 4690607 bytes, checksum: 7774578865a4ad0b4a4b16a468dbf9be (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-03-25T14:15:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_LuizHomeroLopesMartins.pdf: 4690607 bytes, checksum: 7774578865a4ad0b4a4b16a468dbf9be (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-25T14:15:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_LuizHomeroLopesMartins.pdf: 4690607 bytes, checksum: 7774578865a4ad0b4a4b16a468dbf9be (MD5) / O presente trabalho apresenta uma metodologia para avaliação de resistência a fadiga sob condições de fretting, a qual foi validada para resultados experimentais disponíveis na literatura. A metodologia consiste na aplicação do Método da Distância Crítica, segundo a abordagem do Método da Linha, associado ao modelo de fadiga multiaxial de Susmel & Lazzarin (Método da Curva de Wöhler Modificada). Os resultados obtidos a partir do Método da Linha foram comparados com os resultados obtidos pelo Método do Ponto, mostrando que o Método da Linha é menos conservativo que o Método do Ponto. O Método da Linha previu corretamente a resistência a fadiga para 26 dos 29 testes experimentais, contra 23 de 29, para o Método do Ponto. Também foi comparada a sensibilidade de ambos os métodos a um aumento ou uma redução de 10\% no valor do parâmetro material que determina a distância crítica de aplicação do critério de fadiga multiaxial. Os resultados mostraram que o Método da Linha é menos sensível que o Método do Ponto à variação desse parâmetro para fortes gradientes de tensão. A segunda parte desse trabalho consiste na concepção, projeto, e comissionamento de um aparato experimental para realização de teste de fadiga sob condições de fretting. O Dispositivo de Fretting é concebido para ser acoplado a uma máquina de ensaios universal MTS e funcionar como um elemento mola que reage à deformação do corpo de prova, induzida pela carga remota aplicada pela MTS, gerando a carga cisalhante. Estão incluídos detalhes como: princípio de funcionamento, calibração da instrumentação, medição de rigidez do dispositivo, alinhamento das sapatas usando-se filme sensível à pressão e medição do coeficiente de atrito na zona de escorregamento. Para finalizar o trabalho foi realizada uma série de testes de fadiga sob condições de fretting na liga Al 7050-T7451 onde foi mantida constante a pressão de pico, a amplitude de tensão remota e a relação Q/P, e variou-se apenas a componente média da tensão remota . Os testes mostrara que mesmo sob a ação de uma tensão remota muito inferior ao limite de fadiga convencional do material ocorria a ruptura do espécime, ou seja, fretting provoca uma redução substancial no limite de fadiga do material. Apenas nos dois últimos testes, em que o campo de tensão remoto era puramente compressivo, os corpos de prova não falharam, mesmo assim ainda foi possível constatar a presença de trincas não propagadas dentro da zona de escorregamento. Tais trincas mostram o forte papel do fretting no processo de iniciação de trincas prematuramente. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of this work is to propose a methodology to estimate the fatigue strength limit under fretting conditions which was validated for experimental results taken from the literature. This methodology is founded on the use of the Theory of Critical Distance (Line Method) associated with the multiaxial fatigue model proposed by Susmel & Lazzarin (Modi_ed Wöhler Curve Metho d). The results provided by the Line Metho d and the Point Method were compared showing that the Line Method was less conservative than the Point Method. The Line Method has correctly evaluated, rightly, the fatigue strength for 26 of 29 experimental tests, against 23 of 29 for the Point Method. Both methods were also compared concerning their sensibility to an increase or decrease of 10% on the value of the material parameter that determine the critical distance which was used to apply the multiaxial fatigue model. The results have shown that the Line Method is less sensitive than the Point Metho d to this parameter for high stress gradients. It is also shown in this work the conception, design, and verifying tests of an Experimental Apparatus for conduct experimental tests of fatigue under fretting conditions. The Apparatus was conceived to be assembled in a universal tests machine MTS e work as a spring reacting to specimen deformation, caused by bulk load applied by MTS, pro ducing the shear load. It is included details as: working principle, instrumental calibration, measuring of the sti_ness of the Apparatus, alignment of fretting pads using pressure sensitive _lm and evaluation of the friction coe_cient in the slip zone. In order to _nish this work it was conducted a series of fretting fatigue tests on a 7050 7451 alloy where were kept constant the peak pressure, the bulk stress amplitude and the ratio , and it was changed the mean bulk stress. The tests have shown that even experiencing a bulk stress much lower than the material plain fatigue strength the specimen failure still takes place, in other words, the fretting causes a substantial decrease in the fatigue limit of the material. Only the two last tests, which the bulk stress _eld was purely compressive, the specimens did not failure, even so it was veri_ed nonpropagated cracks on the slip zone. Such cracks show the strong in_uence of the fretting phenomena in speeding up the crack nucleation.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2006. / Submitted by Alexandre Marinho Pimenta (alexmpsin@hotmail.com) on 2009-09-24T23:29:47Z No. of bitstreams: 2 Tabelas_Anexo.pdf: 74695 bytes, checksum: d33eeed17ee9a8df1748e4320480309b (MD5) Dissert_Marina Frossard Ribeiro Mendes.pdf: 3768320 bytes, checksum: fd70cc79d6ac214e2cf75989f55b727e (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-01-18T14:00:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tabelas_Anexo.pdf: 74695 bytes, checksum: d33eeed17ee9a8df1748e4320480309b (MD5) Dissert_Marina Frossard Ribeiro Mendes.pdf: 3768320 bytes, checksum: fd70cc79d6ac214e2cf75989f55b727e (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-18T14:00:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tabelas_Anexo.pdf: 74695 bytes, checksum: d33eeed17ee9a8df1748e4320480309b (MD5) Dissert_Marina Frossard Ribeiro Mendes.pdf: 3768320 bytes, checksum: fd70cc79d6ac214e2cf75989f55b727e (MD5) Previous issue date: 2006-06-27 / O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência a fadiga de componentes sob condições de fretting através de uma metodologia usualmente utilizada para componentes entalhados. Utilizou-se para isso o Método da Distância Crítica de Taylor associado aos critérios de fadiga multiaxial propostos por Dang Van e por Susmel e Lazzarin (Método da Curva de Wöhler Modificada). A aplicação desta metodologia foi validada a partir de dados disponíveis na literatura para duas diferentes ligas aeronáuticas: Al4Cu e Ti6Al4V. Estes dados envolvem o contato mecânico entre cilindros sob regime de deslizamento parcial e revelam um efeito do tamanho do contato sobre o limite de fadiga do material. Os resultados fornecidos mostraram que a metodologia proposta é capaz de estimar corretamente o limite de fadiga para a maioria dos dados. Como a avaliação da resistência a fadiga sob condições de fretting requer a determinação do campo de tensão cíclico no interior da região de contato, foi também objetivo deste trabalho, apresentar um mapeamento gráfico deste campo para a configuração experimental considerada. O campo de tensão foi obtido numericamente através dos métodos dos elementos finitos. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT / The goal of this work is to evaluate the fatigue limit of components under fretting conditions through a methodology usually applicated to notched componentes. The proposed methodology is based on the application of multiaxial models proposed by Dang Van and Susmel and Lazzarin (Method of Wöhler Curve Modified) in terms of the Theory of Critical Distance by Taylor. To validate the methodology, are considered experimental data on literature for two aeronautic alloy: Al4Cu and Ti6Al4V. These experimental data involves cylindrical-on-flat contact under partial slip conditions and showed that the contact size influences the fatigue limit of the configuration despite the fact that the superficial stress state is identical on the hot spot for all tests. To estimate the fatigue limit under fretting conditions is required the determination of the cyclic stress field. To determine this cyclic stress field was also a goal in this work. The finite element method was used to determine the cyclic stress field and the methodology to estimate the fatigue limit under fretting conditions provided good results for the experimental data considered in this work.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-02-02T16:03:41Z No. of bitstreams: 1 2016_MatheusZegattieSilva.pdf: 9341825 bytes, checksum: 78f4c2e143358fcb5cba0f2ed0392bf4 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-03T20:06:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MatheusZegattieSilva.pdf: 9341825 bytes, checksum: 78f4c2e143358fcb5cba0f2ed0392bf4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-03T20:06:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MatheusZegattieSilva.pdf: 9341825 bytes, checksum: 78f4c2e143358fcb5cba0f2ed0392bf4 (MD5) / Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a influência do desgaste na vida à fadiga de conectores e elos de linhas de ancoragem de plataformas petrolíferas offshore. O excessivo desgaste observado em componentes que falharam prematuramente levantou a suspeita do desgaste ser um dos fatores que possa estar causando uma diminuição na vida à fadiga. Por meio de uma simplificação do problema tridimensional, analisam-se duas configurações de contato bidimensionais presentes na interação entre elos e conectores. São realizados inicialmente estudos comparativos de resultados numéricos e analíticos com o intuito de validar a modelagem numérica inicial das configurações de contato. Para realizar essa análise utiliza-se a Teoria de Hertz de contato entre corpos elásticos, assim como o potencial de Muskhelishvili. Realiza-se também um estudo elasto-plástico de um deslocamento recíproco, onde importantes constatações são feitas em torno da máxima pressão de contato e do comprimento do semi-arco de contato. Nessa mesma análise verifica-se que o momento que antecede o escorregamento total dos corpos é o mais crítico, pois é onde são observadas as maiores tensões e deformações plásticas no corpo. Ao final desta análise verifica-se que o modelo de Archard utilizado para estimar o volume global de desgaste, revelou-se ser mais conservador do que o modelo da Energia Dissipada. Em outra análise, a retirada de material das superfícies é realizada por meio da implementação da subrotina UMESHMOTION no programa de análise de elementos finitos, Abaqus. Através dessa subrotina computa-se o desgaste local em cada nó da malha que experimenta uma pressão normal de contato e um deslizamento relativo. Devido à observação da diminuição nos valores das tensões e deformações à medida que um maior volume de material é retirado pelo desgaste, verifica-se um aumento na vida à fadiga prevista pelo modelo de Smith-Watson-Topper (SWT). Portanto, observa-se que para ambas as configurações de contato observadas no contato entre elos e conectores, a vida à fadiga, pelo menos inicialmente (primeiros 5000 ciclos), é afetada positivamente pelo desgaste. É possível que para um número maior de ciclos, ou seja, para um maior volume de material retirado pelo desgaste, a redução da secção transversal seja um fator determinante na previsão da vida. / This work presents a study about the influence of wear in the fatigue life of connectors and chain links employed in the mooring lines of offshore platforms. The high rates of wear observed in components that have failed prematurely, brought up the issue that wear could possibly be one of the factors that is reducing the fatigue life. Through a simplification of the 3D problem, two 2D contact configurations present in the interaction of chain links and connectors are analyzed. Initially a comparison of analytical and numerical results is carried out in order to validate the numerical modeling of both contact geometries. To compute the analytical results, both the Hertz theory for elastic bodies and the Muskhelishvili potential were used. Furthermore, an elasto-plastic analysis of a reciprocate displacement is also carried out, where interesting changes are noticed on the maximum normal contact pressure and in the contact half-width. In the same analysis is verified that the moment that precedes the slip between the bodies is the most critical because is where the highest stresses and equivalent plastic strains are observed. In the end of this analysis, a global wear volume estimation is made, where the Archard wear model showed to be more conservative than the Energy Dissipated model. In another analysis, the material removal is carried out by an subroutine implementation (UMESHMOTION) within the finite element analysis program Abaqus. By means of this subroutine, the local wear can be computed in each element nodal of the surfaces that experiences a normal contact pressure and a relative displacement. Due to the decrease observed in the values of stresses and strains as wear takes place, an increase in the fatigue life predicted by the Smith-Watson-Topper (SWT) model is verified. Therefore, is noticed that for both contact configurations present in the contact interaction of chain links and connectors, the fatigue life, at least initially (first 5000 cycles), is positively affected by the wear. It’s possible that for a higher number of cycles, in other words, a higher amount of material removal, the reduction in the cross sectional area turns to be a determinant factor in the life estimation.