O Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN-CNEN/SP atualmente produz rotineiramente o combustível nuclear necessário para a operação de seu reator de pesquisas IEA-R1. Esse combustível é formado por placas combustíveis contendo núcleos de compósitos U3Si2-Al, obtidas por laminação. O processo de laminação atualmente implantado foi desenvolvido com base em informações obtidas na literatura, as quais foram usadas como premissas para a definição dos atuais procedimentos de fabricação, segundo uma metodologia de caráter essencialmente empírico. Apesar do processo de laminação atual estar perfeitamente estável e reprodutível, ele não é totalmente conhecido. O objetivo deste trabalho é caracterizar o processo de laminação de placas combustíveis adotado pelo IPEN, especificamente no que se refere à evolução dos parâmetros dimensionais da placa combustível em função da sua deformação no processo de laminação. Estão apresentados resultados da evolução das espessuras do núcleo e revestimentos da placa combustível ao longo da sua deformação, assim como dos defeitos terminais, microestrutura e porosidade do núcleo. / The Nuclear and Energy Research Institute - IPEN-CNEN/SP produces routinely the nuclear fuel necessary for operating its research reactor, IEA-R1. This fuel consists of fuel plates containing U3Si2-Al composites as the meat, which are fabricated by rolling. The rolling process currently deployed was developed with base on information obtained from literature, which were used as premises for defining the current manufacturing procedures, according to a methodology with essentially empirical character. Despite the current rolling process to be perfectly stable and highly reproducible, it is not well characterized and therefore is not fully known. The objective of this work is to characterize the rolling process for producing fuel plates, specifically the evolution of dimensional parameters of the fuel plate as a function of its deformation in the rolling process. Results are presented in terms of the evolution of the thickness of the fuel meat and cladding of the fuel plate along the deformation, as well as the terminals defects, microstructure and porosity of the fuel meat.

A deformação plástica de polímeros semicristalinos na região situada entre suas Tg (temperatura de transição vítrea) e T m (temperatura de fusão cristalina), modifica suas propriedades termodinâmicas e morfológicas produzindo materiais com novas propriedades e aplicações. Neste trabalho polifluoreto de vinilideno (PVF2) e polietileno de alta densidade (PEAD) foram submetidos à deformação plana por compressão na região entre suas T 9 e T m, para a investigação de dois tipos de processos em nãoequilíbrio: a deformação plástica desses polímeros e o processo de relaxação do material deformado. As mudanças das propriedades termodinâmicas, coeficientes de expansão térmica linear (ai) e capacidades térmicas a pressão constante (Cp), ocorridas no primeiro processo foram registradas através de técnicas de Análise Termomecânica (TMA) e Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC). Foi verificado aumento de ai e Cp nas amostras deformadas. As mudanças morfológicas ocorridas no primeiro processo foram registradas através das técnicas de Difração de Raios X e Densimetria. Observou-se aumento da fase amorfa bem como transição de fase na região cristalina em ambos materiais. Medidas de DSC mostraram maior grau de cristalinidade no PEAD que no PVF2. O segundo processo foi acompanhado submetendo-se o material deformado a ciclos consecutivos de aquecimento e resfriamento, com o auxílio das técnicas de TMA e DSC. As "memórias" de forma e termomecânica foram registradas através de transições relacionadas a mudanças irreversíveis no ai ao longo das coordenadas de deformação. Também foi observado que o PVF2 possui maior tendência à recuperação da forma que o PEAD. Relaxação da Cp não foi observada no intervalo de temperatura estudado. Os resultados obtidos neste trabalho levam a concluir que o processo de deformação plana por compressão permite a obtenção de materiais fisicamente modificados com novas propriedades mecânicas e termodinâmicas, os quais possuem a tendência a recuperar parcialmente seu estado original. Também foi verificada que a recuperação da forma e da Cp não estão diretamente relacionadas: enquanto a recuperação da forma do material semicristalino parece estar mais relacionada à mobilidade da fase amorfa, a recuperação da Cp está provavelmente mais relacionada à capacidade de recuperação da fase cristalina. / The plastic deformation of semi-crystalline polymers between Tg (glass transition temperature) and Tm (crystalline melting temperature), modifies their thermodynamics and morphological properties producing materiais with new properties and applications. In this work polyvinylidene fluoride (PVF2) and high density polyethylene (HOPE) were submitted to plane-strain compression in a deep channel die in a temperature range between their Tg and T m, in order to investigate two kind of nonequilibrium processes: the plastic deformation of these polymers and the relaxation process of the deformed material. The changes of thermodynamical properties, linear thermal expansion coefficients (ai) and constant pressure heat capacities (Cp), occurred in the first process were registered by Thermomechanical Analysis (TMA) and Oifferential Scanning Calorimetry COSC) techniques. An increase in ai and Cp in deformed samples has been observed. The morphological changes occurred in the first process were registered by X-Ray Diffraction and Densimetry techniques. It was observed an amorphous phase increase as well as a phase transition in the crystalline region in both materiais. The DSC measurements have shown a better cristalinity degree in PEAO than in PVF2. The second process was followed by submitting the samples to consecutive cycles of heating and cooling using TMA and DSC techniques. The shape and thermomechanical "memory" were registered by means of transitions related to irreversible changes in the linear thermal expansion coefficient, along the deformation coordinates. It was also observed that PVF2 has a better tendency to shape recovery than PEAD. Relaxation in the heat capacity has not been observed in temperature range studied. The results obtained in this work lead to the conclusion that the plane-strain compression allows physically modified materiais with new thermodynamical and mechanical properties, which have the tendency to recover its original state, to be obtained. It was also verified that shape and Cp recovery are not directly related: while the shape recovery of semi-crystalline materiais seems to be more related to the amorphous phase mobility, the Cp recovery is most probably related to the ability of crystalline phase recovery.

A caracterização do strain (deformação) em estruturas cristalinas em filmes finos semicondutores apresenta importantes aplicações tecnológicas, como por exemplo: a formação de defeitos, modificação da estrutura das bandas de condução e valência, e consequentemente modificando a mobilidade de portadores no material. Técnicas de espalhamento com íons de H e He têm sido amplamente empregadas para determinar a deformação, visto que mudanças na canalização ou nas direções de bloqueio podem ser facilmente relacionadas com as deformações no parâmetro de rede. Um novo método, chamado de cartografia-MEIS, é utilizado para determinar a intensidade da deformação estrutural em uma rede cristalográfica. A partir desta técnica, a projeção estereográfica de um único cristal pode ser medida com uma técnica MEIS padrão para um determinado elemento atômico e determinada profundidade. Aqui demonstramos que esta técnica pode ser expandida para caracterizar heteroestruturas SiGe tensas com alta precisão. Em nosso método, não só as principais direções cristalinas são analisados, mas também os índices mais elevados. O método também proporciona sensibilidade elementar com resolução de profundidade e pode ser utilizado em materiais nanoestruturados. A determinação da deformação baseia-se na posição das muitas linhas de bloqueio, ao contrário dos métodos tradicionais, onde duas direções são utilizados. Nós também fornecemos um método para determinar o melhor ajuste nos dados para a deformação na rede, verificando estes resultados a partir de simulações de Monte-Carlo. / The characterization of the strain in the crystal structures of thin semiconductor films has important technological applications such as, for example, the formation of defects, changes in the structure of the conduction and valence bands, and therefore modifying the mobility of carriers in the material. Scattering techniques with H and He ions have been widely used to determine the deformation, as changes in drains or the blocking directions can be easily related to the deformation of the lattice parameter. A new method, called cartography-MEIS, is used to determine the intensity of the structural deformation in a crystallographic structure. From this technique, the stereographic projection of a single crystal can be measured with a standard MEIS technique for a particular atomic element and given depth. Here we demonstrate that this technique can be expanded to characterize strained SiGe heterostructures with high accuracy. In our method, not only the main crystalline directions are analyzed but also the higher index ones. The method also provides elemental sensitivity with depth resolution and can be used in nano-structured materials. The determination of the strain is based on the position of the many blocking lines contrary to the traditional methods where two directions are used. We also provide a method to determine the lattice deformation fitting the data best and checked it against full Monte-Carlo simulations.

Orientador: Carlos Eduardo Angeli Furlani / Coorientador: Jorge Wilson Cortez / Banca: Fábio Alexandre Cavichioli / Banca: Cristiano Zerbato / Resumo: O trator assim como qualquer maquina, necessita de alguns ajustes para que ele possa realizar determinadas operações com qualidade e eficiência. Objetivou-se avaliar as consequências que a relação massa/potencia da maquina e as pressões internas dos pneus causa no solo, observando a deformação que o pneu causou ao solo, a largura do recalque, a profundidade do recalque, a resistência mecanica do solo a penetração (RMSP) e o avanço dinâmico em superfície de solo mobilizado. O experimento foi montado em blocos casualizados no esquema fatorial 4 x 4, com 16 tratamentos e quatro repetições. As combinações dos tratamentos foram quatro relações massa/potência no trator (53; 50,5; 47 e 44 kg cv-¹) e quatro pressões de inflação dos pneus traseiros (32, 28, 24 e 20 psi). Os dados foram submetidos a análise de variância e ao teste de regressão linear. A relação massa/potência e a pressão interna do pneu não afetaram a deformação que o pneu causou ao solo e a largura do rastro do mesmo, mas influenciaram a resistência mecânica do solo à penetração, o avanço dinâmico e a profundidade do rastro do pneu. A relação massa/potência e a pressão interna do pneu traseiro afetam diretamente a resistência a penetração, na camada de 11 a 20 cm, e a profundidade do recalque. A pressão nos pneus traseiros afetou o avanço dentro das massa/potência 53, 47 e 44 kg cv-1. / Abstract: The tractor, like any machine, needs some adjustments so that it can perform certain operations with quality and efficiency. The objective of this study was to evaluate the effects of the mass / power ratio of the machine and the internal pressures of the tires on the ground, observing the deformation that the tire caused to the ground, the width of the repression, the depth of the repression, Penetration (RMSP) and the dynamic advance on mobilized soil surface. The experiment was assembled in randomized blocks in the 4 x 4 factorial scheme, with 16 treatments and four replications. The treatment combinations were four mass / power ratios in the tractor (53; 50.5, 47 and 44 kg cv-¹) and four inflation pressures of the rear tires (32, 28, 24 and 20 psi). Data were submitted to analysis of variance and linear regression. The mass / power ratio and the internal pressure of the tire did not affect the deformation caused by the tire to the ground and the track width of the tire, but influenced the mechanical resistance of the tire to penetration, dynamic advancement and tire tread depth. The mass / power ratio and the internal pressure of the rear tire directly affect the penetration resistance in the 11 to 20 cm layer and the depth of the rebound. The pressure on the rear tires affected the advance within the mass / power 53, 47 and 44 kg cv-1. / Mestre

Tradicionalmente, em aplicações industriais predominam robôs cujas arquiteturas correspondem a estruturas cinemáticas seriais, ou seja, seus atuadores e peças movidas são dispostos em série, um após o outro, formando uma única cadeia cinemática aberta, de modo a posicionar o órgão terminal, a parte do robô que comumente contém uma garra ou um eletrodo de solda. Esses robôs apresentam desempenho insatisfatório em aplicações que demandem precisão, rigidez, alta freqüência natural e baixo tempo de ciclo. Sendo assim, tanto a comunidade acadêmica como a industrial têm manifestado um interesse crescente pela utilização de outro tipo de estrutura cinemática, denominada paralela, que se caracteriza pela presença de várias cadeias cinemáticas independentes, atuando de forma paralela e simultânea sobre o órgão terminal. Essa arquitetura não-convencional apresenta, potencialmente, uma série de vantagens, como: alta rigidez, leveza, rapidez, precisão e alta capacidade de carga. No entanto, existe uma série de problemas abertos que necessitam de uma investigação mais profunda, de modo a garantir que essa mudança de tendência venha a ser implementada com eficácia. O objetivo desta pesquisa é contribuir para o desenvolvimento de uma máquina fresadora de arquitetura paralela que seja promissora quanto à sua simplicidade construtiva, bem como a precisão de posicionamento da ferramenta, se comparada com os robôs paralelos tradicionais. Esses dois requisitos simplicidade e precisão serão alcançados mediante o emprego de uma estrutura modular e a utilização de uma barra de ancoragem ativa, de forma que a estrutura final apresente três atuadores operando em conjunto. Sendo assim, serão empregados três membros, todos ativos, formando uma estrutura cinemática redundante com mobilidade igual a dois. A avaliação do comportamento da arquitetura proposta para a fresadora será realizada por meio de simulações, com o mapeamento dos erros estáticos, de modo a identificar a sua precisão de posicionamento ao longo dos seus eixos de movimentação. / Traditionally, in industrial activities, there is a preference over robots whose architectures correspond to serial kinematic structures, i.e., its actuators and moving parts are arranged in series, one after another, forming a single open kinematic chain, in order to position the body terminal, the part of the robot that commonly contain a claw or a welding electrode. However, these robots have poor performance in applications that require precision, rigidity, high natural frequency and low cycle time. Due to these factors, both academic and industrial communities have expressed a growing interest in the use of another type of kinematic structure, called parallel, which is characterized by the presence of several independent kinematic chains, operating in parallel and simultaneously on the terminal organ. This unconventional architecture has potentially a number of advantages, such as high stiffness, lightness, speed, precision and high load capacity. However, there are a number of open problems that need further investigation in order to ensure that this trend change will be implemented effectively. The objective of this research is to contribute for the development of a parallel milling machine that presents a promising behavior in terms of precision and simplicity in construction, compared with the traditional parallel robots. Both requirements simplicity and precision will be achieved with the utilization of a modular structure and the introduction of an active docking bar, so that the final structure has three actuators working simultaneously. Thus, three members will be used, all active, forming a kinematic redundant structure with mobility equal to two. The expected behavior of the proposed architecture for the milling machine is evaluated through simulations, with the mapping of static errors that allow the identification of its positioning accuracy along the motion axes.

Este trabalho avalia o efeito da deformação plástica sobre as propriedades magnéticas em amostras de aço elétrico de grão não orientado. O material sob estudo foi extraído de uma bobina de aço elétrico GNO, com 0,8 % Si, em estado recozido, com densidade 7781 kg/m3 e tamanho de grão 20 µm. As chapas extraídas foram laminadas a frio para a produção de amostras com deformação real entre 0,03 e 0,29. A densidade de discordâncias desses corpos de prova foi estimada através de difração de raios-X. Através da análise da largura à meia altura dos picos de difração foi possível estimar a densidade de discordâncias das amostras. Os resultados descreveram maior taxa de aumento da densidade de discordâncias para pequenas deformações. A partir de 0,12 de deformação real o incremento foi pequeno. No que tange à caracterização magnética, para os ciclos de histereses obtidos em regime quase estático, verificou-se aumento da perda histerética com o crescimento da deformação plástica. Essa relação foi descrita de acordo com a lei de dependência onde a perda histerética cresce com a raiz quadrada da deformação real. Sobre o efeito da frequência de excitação na dissipação de energia por perdas magnéticas, o material não deformado mostrou-se mais sensível que os laminados a frio ao aumento da frequência. Pois se constatou que os materiais laminados apresentaram perda de excesso desprezível. Este comportamento pode ser explicado assumindo-se que com a deformação plástica eleva-se o número de paredes de domínio por unidade de volume, diminuindo assim as perdas de excesso. Dessa forma, para a faixa de VII frequências analisada, a perda histerética é a parcela que mais contribuiu para o aumento da perda magnética com a deformação. / This study evaluates the effect of plastic deformation on the magnetic properties of electrical steel in electrical steel samples. The material under investigation was obtained from a coil of non-oriented electrical steel sheets, 0.8% Si, annealed, with density 7781 kg/m3 and grain size of 20 µm. The material was cold rolled in order to produce samples with true strain ranging from 3 to 29%. The specimens dislocation density was estimated by X-ray diffraction. Analyzing the full width at half maximum of the diffraction peaks was possible to estimate the dislocation density of the samples. The results described a large increasing rate of dislocation density for small deformations and from 12% true strain the increment was small. On the magnetic characterization, the hysteresis loops obtained at quasi static regime shown a hysteresis loss increasing with true strain. This relationship is described according to the law of dependence where the increasing is linear with the square root of the true strain. All samples suffered total loss increasing with the frequency growth. It was observed that the hysteresis loss was the main contribution for the energy dissipation, for any true strain level. The undeformed material exhibited greather sensibility to frequency excitation than any strained sample. This result occurs due to the cold rolled sheets presented negligible excess loss. This behavior can be explained assuming the hypothesis that the number of domain walls per unit volume increase due to grain fragmentation, thus reducing excess loss.

Amostras de nióbio de alta pureza na forma de monocristais, bicristais e policristais foram retiradas de seções longitudinais de lingotes fundidos por feixe eletrônico. As amostras foram deformadas via extrusão em canal angular (ECAE - Equal Channel Angular Extrusion) em temperatura ambiente até 8 passes, utilizando a rota Bc numa matriz com ângulo de intersecção entre os canais de  = 90º. As amostras foram caracterizadas em termos da evolução microestrutural e da textura de deformação. A caracterização microestrutural foi realizada com o auxílio de microscopias ótica, eletrônica de varredura e eletrônica de transmissão, além de medidas de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) para determinação da microtextura e da mesotextura. Medidas de microdureza Vickers foram realizadas para acompanhar o encruamento e o amolecimento das amostras. Um outro monocristal de nióbio foi deformado em 1 passe via ensaio interrompido, utilizando uma matriz com ângulo  = 120º, a fim de estudar a evolução da textura durante a passagem pelo canal de ECAE. A textura foi determinada por meio de difração de raios X e comparada com os dados da literatura para materiais deformados via ECAE com estrutura CCC e também com as texturas simuladas pelo modelo VPSC (visco-plastic self-consistent). No estudo comparativo numa escala maior (monocristal e policristal), verificou-se que houve um refinamento microestrutural significativo após 8 passes. O espaçamento médio entre os contornos de alto ângulo medido perpendicular à direção de extrusão foi próximo nos dois casos (500 nm), maior que o observado para o monocristal deformado numa escala menor (440 nm). Os resultados mostram ainda que os grãos do policristal deformado são mais equiaxiais que os do monocristal. Amostras foram recozidas isotermicamente para avaliar o comportamento frente ao engrossamento microestrutural. Os resultados mostram que o engrossamento torna-se apreciável, em geral, a partir de 500oC com a ocorrência de recristalização descontínua. Acima de 700oC, o crescimento normal de grão passa a ser o principal mecanismo de engrossamento microestrutural. Efeitos de orientação importantes foram observados no bicristal nos estados encruado e recozido. / High-purity niobium single crystals, bicrystals and polycrystals were cut out from longitudinal sections of ingots processed by electron beam melting. Samples were deformed by Equal Angular Channel Extrusion (ECAE) at room temperature up to 8 passes, using the route Bc with a die angle  = 90o. Samples were characterized in terms of their microstructural evolution and deformation textures. Microstructural characterization was performed using optical, scanning electron, and transmission electron microscopies, as well as electron-backscatter diffraction measurements (EBSD) to determine both microtexture and mesotexture. Vickers microhardness testing was performed to follow hardening and softening behaviors in the samples. Another single crystal was deformed by 1 pass in an interrupted ECAE experiment using a die angle  = 120o to follow the changes in texture through the extrusion channel. Texture was determined by X ray diffraction and compared with those reported in the literature for deformed bcc materials and also with those predicted using the viscoplastic self-consistent model (VPSC). A comparative study in a larger scale (single and polycrystals) was also performed. It was observed that there is a significant refinement of the microstructure after 8 passes. The average spacing between high angle boundaries perpendicular to extrusion direction was close in the two cases (500 nm), larger than observed in the single crystal deformed in a smaller scale (440 nm). Results also show that ultrafine grains of the deformed polycrystal are more equiaxial compared to those found in the deformed single crystal. Samples were annealed to evaluate their behavior regarding microstructural coarsening. Results show that coarsening becomes noticeable at temperatures higher than 500oC by means of discontinuous recrystallization. Above 700oC, normal grain growth becomes the main microstructure coarsening mechanism. Important orientation effects were observed in the bicrystal in both deformed and annealed states.

Distribuições angulares associadas ao espalhamento inelástico de dêuterons de 13,0 MeV em ANTPOT. 104,106,108,110. Pd foram obtidas utilizando o sistemas Pelletron-Espectrógrafo Magnético Enge com detecção em placas de emulsão nuclear no plano focal. A Análise da Interferência Nuclear Coulombiana (INC) associada ao espalhamento inelástico com dêuterons, projéteis que interagem isoescalarmente com o núcleo, na excitação do primeiro estado quadrupolar, foi realizada na descrição DWBA-DOMP utilizando potenciais ópticos globais. O ajuste das previsões sobre as distribuições angulares experimentais foi realizado pela minimização do X POT. 2 através do método interativo de Gauss, permitindo a extração dos parâmetros correlacionados: delta POT. N IND. 2, comprimento de deformação de carga nuclear e C= delta POT. N IND. 2/delta POT. N IND. 2, razão entre os comprimentos de deformação de carga e nuclear. Testes estatísticos através da simulação de Monte Carlo de 5000 novos conjuntos de dados comprovaram a qualidade da metodologia aplicada. Os valores extraídos da probabilidade reduzida de transição isoescalar B (IS2) e da razão B(E2)/B(IS2) no presente trabalho são inéditos e permitem uma análise da evolução da coletividade ao longo da cadeia de Pd. Os resultados obtidos indicam para o ANTPOT. 106 Pd e ANTPOT. 110 Pd deformações de carga e massa iguais, conforme usualmente proposto, ao contrário dos 104, 108Pd, onde existem indícios de uma maior contribuição dos prótons em relação aos nêutrons. Comparando os núcleos estudados no presente com resultados de medidas de INC em espalhamentos inelásticos com projéteis de características isoescalares, na região de A 100 medidos em São Paulo, considerando os isótonos medidos, o ANTPOT. 104 Pd, da mesma maneira que seu isótono ANTPOT. 102 Ru, apresenta na primeira excitação quadrupolar uma maior contribuição de prótons em relação aos nêutrons. ) O ANTPOT. 106 Pd entretanto revela uma possível diluição desse comportamento não homogêneo, em contraste com o seu isótono ANTPOT. 104 Ru para o qual salienta-se uma maior contribuição dos prótons. Acompanhando a evolução dos valores experimentais da razão B(E2)/B(IS2) , verifica-se que para os isótopos pares de Ru há um crescimento quando N aumenta, enquanto o comportamento é diferenciado para os isótopos pares de Pd. Os valores da razão B(E2)/B(IS2) variam de cerca de 1,1 e POT. 2(ANTPOT. 106,110 Pd e ANTPOT. 100 Ru), a e POT. 2 para o modelo coletivo homogêneo. Dentro deste contexto conclui-se que os nêutrons devem ser responsáveis por alguns efeitos importantes fora da interpretação do modelo coletivo simples. / Angular distributions for the inelastic scattering of 13.0 MeV deuterons on ANTPOT.104, 106, 108, 110 Pd were measured with the Pelletron-Enge-Spectrograph facility using as detectors nuclear emulsion plates on the focal plane. A Coulomb-Nuclear Interference (CNI) analysis was applied to the inelastic scattering of deuterons, an isoscalar projectile, to the first quadrupolar excitation, employing the DWBA-DOMP description, under well-established global optical parameters. The fit of the predicted cross sections to the experimental data through the X POT.2 minimization, using the iterative method of Gauss, allowed for the extraction of the correlated parameters, delta POT.N IND.2, the mass deformation lengths. Statistical tests, through a Monte Carlo simulation of 5000 new data sets, validated the method employed. The values of B(IS2) and of the ratios B(E2)/B(IS2) obtained in the present work have not been reported before and allow to follow the evolution of the collectivity throughout the Pd chain. For ANTPOT.104, 108 Pd, the results reveal a non-homogeneous behavior, with an enhanced contribution of the protons relative to the neutrons, while a less pronounced effect is found for ANTPOT.106, 110 Pd. Comparing the nuclei studied in the present work with the nucleus formerly investigated by the São Paulo group in the A ~ 100 region with the CNI methodology through the inelastic scattering of isoscalar projectiles, considering the isotones, the nucleus ANTPOT.102 Ru (isotone of ANTPOT.104 Pd) also shows a more important contribution of protons than of neutrons to the first quadrupolar excitation. However, its neighbor. ANTPOT.104 Ru, presents a rather strong non-homogeneous behavior, also in favor of the protons, in contrast to that of its isotone, ANTPOT.106 Pd. Following the evolution of B(E2)/B(IS2) ratios along the isotopic chains, for the even Ru isotopes there is a growth as N increases, while for the even Pd isotopes a different behavior emerges. The values of the B(E2)/B(IS2) ratio vary from around 1.1 e POT.2 (ANTPOT.106, 110 Pd and ANTPOT.100 Ru) to approximately 1.6 e POT.2 (ANTPOT.104 Ru), in contrary to the expectation of the B(E2)/B(IS2) ~1 predicted by the homogeneous collective model. These facts pointed out that, in this mass region, neutrons may be responsible for some interesting effects outside the simple collective interpretation.

O presente trabalho teve por objetivo o desenvolvimento e aprimoramento da técnica de execução de ensaios mecânicos a altas taxas de deformação (cerca de 1000 a 5000 s-1), por meio do desenvolvimento de um equipamento do tipo Split Hopkinson Bar (SHB), com corpos-de-prova no formato cilíndrico. A construção de tal equipamento fez-se necessária para a obtenção de informações acerca do comportamento dinâmico dos materiais, quando utilizados em condições de impacto, para aplicações de engenharia. Foram definidos os requisitos técnicos para a construção do equipamento SHB para a modalidade de ensaios em tração. Os elementos mecânicos foram projetados, usinados e montados, segundo a configuração de teste adotada. Determinou-se as dimensões e geometrias dos corpos-de-prova, confeccionados em aço ABNT 1020. Realizou-se ainda a instrumentação do equipamento SHB, para a determinação da resposta tensão-deformação dos corpos-de-prova. Adicionalmente, utilizou-se uma câmera de alta velocidade, com capacidade para filmar até 100.000 quadros/s, no intuito de estudar o comportamento do corpo-de-prova durante carregamento dinâmico. Os resultados dos testes realizados indicaram que, apesar da construção mecânica satisfatória do primeiro protótipo, a pressão usada no carregamento (8 kgf/cm²) foi insuficiente para assegurar que a falha do material testado ocorresse durante a propagação do primeiro pulso trativo ao longo do comprimento do corpo-de-prova, que sofreu sucessivos carregamentos até a fratura. Este comportamento é chamado efeito sanfona. Para que o corpo-de-prova se quebrasse após a propagação de apenas um pulso trativo foram sugeridas melhorias na vedação da câmara de gás e o aumento da pressão de trabalho. A utilização de extensômetros de menor grade também foi indicada como melhoria futura. A sincronização entre a câmera de alta velocidade e o sistema de aquisição deverá ser aprimorada, pois é fundamental para a precisão na determinação do instante da colisão entre o projétil e a barra incidente, assim como do instante da ruptura do corpo-de-prova. A continuidade dessa pesquisa, com a busca da solução dos desafios tecnológicos oriundos da construção e teste desse primeiro protótipo, será tema de trabalhos futuros desse grupo de pesquisa. / The present work consist in the development and improvement of execution technique of mechanical tests at high strain rates (about 1000 to 5000 s-1), with an equipment tensile split Hopkinson bar (SHB) using cylindrical specimen. The construction of such equipment was necessary to obtain information about the dynamic behavior of materials, when used under impact conditions, for engineering applications. Technical requirement are defined for construction of SHB equipment for tensile type tests. The mechanical elements were designed, machined and assembled according to the test configuration adopted. Determined the dimensions and geometries the specimens, made of AISI 1020. Also realized the SHB equipment instrumentation to determine the stress-strain response of specimen. Additionally, used a high speed camera, capable of record up to100,000 frames/s, with the aim of study the behavior of specimen during dynamic loading. The results of tests indicate that despite the satisfactory mechanical structure, of the first prototype, the pressure used in the load (8 kgf/cm²) was insufficient to ensure that the material failure occurred during the propagation of the first tensile pulse along the specimen length, which undergo successive loading until the fracture. This behavior is named concertina effect. For the specimen is broke after propagation of only one tensile pulse, improved in sealing the gas gun and an increase the work pressure, wave been suggested. The use of strain gages smaller grid was also suggested as a future improvement. The synchronization between high speed camera and the system of acquisition should be improved, because it is fundamental to the accuracy in determining the instant collision between the hammer and the incident bar as well as the instant failure of specimen. The continuation of this research, with the pursuit of technological solutions arising from the construction and tests this first prototype will be the subject of future work of this research group.

Esta dissertação de mestrado propõe o estudo e a implementação de um método de deformação usando modelos tridimensionais sem o uso de malhas baseado na técnica Smoothed Particles Hydrodynamics (SPH), que consiste num sistema de resolução de equações diferenciais para aplicação de conceitos físicos para simular deformação de tecidos moles. A opção pelo método sem malha para processo de deformação é apresentado nesta dissertação como alternativa a um dos métodos mais comuns em simulação de deformação de tecidos, o método massa-mola, explorando questões referentes ao uso de recursos computacionais. Para chegada a definição do método foram analisados os temas envolvendo métodos de deformação, modelos baseados em pontos e o SPH como plataformas para alcançar o desenvolvimento do método proposto pela dissertação. Como forma de comprovar as propriedades do método desenvolvido foi realizada a implementação e testes levando em consideração os modelos de deformação e a interação em tempo real num ambiente de simulação que contempla a deformação de uma mama, levando em conta a comparação com o método massa-mola, o uso de recursos do próprio método em função do aumento de detalhe e do uso de objeto com múltiplas propriedades / This master thesis proposes a study and implementation of deformation method using tridimensional models without edge composed meshes based on Smoothed Particles Hydrodynamics (SPH) technique, that consists on diferential equation solving system to reproduce physical concepts to simulate soft tissue deformation. The option for a meshless method to deformation process is shown in this thesis as an alternative to a very common method in tissue deform simulation, the mass-spring method, reviewing a comparison based on computational resources. To achieve a method definition were analyzed fields of study involving deformation methods, point-based models and SPH as platforms to build and deploy the proposed method for this thesis. To show the characteristics for this developed deformation method was realized the implementation and tests based on deformation models and real time interaction on a simulation environment that includes a breast deformation, taking in account the comparison to mass-spring, number of points of the cloud model and multiple properties