O presente trabalho aborda a aplicação de processos combinados de estampagem, processo convencional e incremental em uma mesma chapa metálica. Essa combinação é denominada de processo de estampagem híbrido. Tal processo é realizado através da fabricação de uma pré-forma pelo processo convencional de estampagem, seguido da manufatura pelo processo incremental. O objetivo principal é analisar o comportamento das deformações ocorridas na geratriz, o que até então só havia sido analisado separadamente, sem um aprofundamento aplicado ao processo híbrido. As deformações ocorridas no processo convencional determinam os caminhos de deformações nos elementos da geratriz, influenciando diretamente as deformações geradas pela estampagem incremental. Para alcançar os objetivos, experimentos foram realizados com o material aço DC04, sendo divididos em duas etapas: a estampagem incremental em linha reta e após o processo de estampagem híbrido. A estampagem incremental em linha reta foi realizada para avaliação do material em relação a diferentes estratégias incrementais e às máximas deformações. No processo híbrido, as deformações da estampagem convencional foram realizadas em três direções com graus de deformações diferentes. Na etapa incremental do processo híbrido foi adotada a estratégia de pirâmide com diferentes inclinações de parede nas amostras. Nos experimentos, foram analisadas as deformações verdadeiras, geometrias finais e redução de espessura das amostras. A simulação numérica é uma ferramenta computacional que foi utilizada para comparação e correlação com os dados dos experimentos físicos. Os critérios de falha ou parada das simulações são dependentes dos dados do material (curva limite de conformação) e/ou dos experimentos físicos realizados (profundidade de ruptura). No desenvolvimento da estampagem incremental em linha reta, o punção de ponta hemisférica com diâmetro de 30mm e 1mm de incremento por etapa apresentou as maiores deformações máximas (1,03). No processo de estampagem híbrido, as amostras com pré-deformações de embutimento profundo tenderam a não influenciar as deformações incrementais finais. As amostras com pré-deformações planas foram diretamente proporcionais às deformações máximas incrementais. Já as com pré-deformações de estiramento biaxial influenciaram as deformações incrementais conforme o grau da pré-deformação. / The present work approaches the application of combined forming processes, and conventional and incremental sheet forming processes in the same metal sheet. This combination is denominated hybrid forming processe. This process is done through the manufacture of a pre form by conventional forming process, followed by incremental sheet forming. The main objective is to analyze the behavior of strains occurred in the blank, which until now was only studied separately, without a deepening study applied to hybrid process. The pre strains occurred in the conventional process determine the strain paths in the blank elements, directly influencing the strains produced by the incremental process. To reach these objectives, experiments with DC4 steel were done, and were separated into two stages: first, a test of incremental sheet forming in a straight line, and, after, the hybrid forming process. The incremental sheet forming in straight line was done to evaluate the material in relation to different incremental strategies in this process and to maximum deformations. In the hybrid process, the conventional process deformations were done in three directions with distinct strain rate. In the incremental stage, the pyramid strategy was adopted with different wall inclinations of samples. In the experiments, the true strains, the final geometries and the samples thickness reduction was analyzed. The numerical simulation is a computational tool that was used for the comparison and correlation with the data of the physical experiments. The failure criterion or stopped simulations depend of the material data (Forming Limit Curve) and/or on the physical experiments done (depth of rupture). In the development of the incremental forming in straight line, the hemispherical-headed punch with diameter of 30 mm and 1 mm of increment per step presented the higher maximum strains (1,03). In the hybrid process, the deep drawing samples with pre-strain did not tend to influence the final incremental strains. The samples with plane pre-strain were directly proportional to the maximum incremental strains. Tthe samples with pre-strain biaxial, on the other hand, influenced the incremental strains according to the degree of pre-strain.

Em problemas de viscoelasticidade computacional, a discretização espacial para a solução global das equações de equilíbrio é acoplada à discretização temporal para a solução de um problema de valor inicial local do fluxo viscoelástico. É demonstrado que este acoplamento espacial-temporal (ou global-local) éconsistente se o tensor de deformação total, agindo como elemento acoplador, tem uma aproximação de ordem p ao longo do tempo igual à ordem de convergência do método de integração de Runge-Kutta (RK). Para a interpolação da deformação foram utilizados polinômios baseados em soluções obtidas nos tempos tn+1, tn, . . ., tn+2−p, p ≥ 2, fornecendo dados consistentes de deformação nos estágios do RK. Em uma situação onde tal regra para a interpolação da deformação não é satisfeita, a integração no tempo apresentará, consequentemente, redução de ordem, baixa precisão e, por conseguinte, eficiência inferior. Em termos gerais, o propósito é generalizar esta condição de consistência proposta pela literatura, formalizando-a matematicamente e o demonstrando através da utilização de métodos de Runge-Kutta diagonalmente implícitos (DIRK) até ordem p = 4, aplicados a modelos viscoelásticos não-lineares sujeitos a deformações finitas. Através de exemplos numéricos, os algoritmos de integração temporal adaptados apresentaram ordem de convergência nominal e, portanto, comprovam a validade da formalização do conceito de interpolação consistente da deformação. Comparado com o método de integração de Euler implícito, é demonstrado que os métodos DIRK aqui aplicados apresentam um ganho considerável em eficiência, comprovado através dos fatores de aceleração atingidos. / In computational viscoelasticity, spatial discretization for the solution of the weak form of the balance of linear momentum is coupled to the temporal discretization for solving a local initial value problem (IVP) of the viscoelastic flow. It is shown that this spatial- temporal (or global-local) coupling is consistent if the total strain tensor, acting as the coupling agent, exhibits the same approximation of order p in time as the convergence order of the Runge-Kutta (RK) integration algorithm. To this end we construct interpolation polynomials based on data at tn+1, tn, . . ., tn+2−p, p ≥ 2, which provide consistent strain data at the RK stages. If this novel rule for strain interpolation is not satisfied, time integration shows order reduction, poor accuracy and therefore less efficiency. Generally, the objective is to propose a generalization of this consistency idea proposed in the literature, formalizing it mathematically and testing it using diagonally implicit Runge-Kutta methods (DIRK) up to order p = 4 applied to a nonlinear viscoelasticity model subjected to finite strain. In a set of numerical examples, the adapted time integrators obtain full convergence order and thus approve the novel concept of consistency. Substantially high speed-up factors confirm the improvement in the efficiency compared with Backward Euler algorithm.

Currently titanium alloys metastable β type have been chosen for the biomedical applications because it has high corrosion resistance and young modulus values close to the modulus of bone. In this work we used the alloy Ti-35Nb- X Sn (0; 2,5; 5 wt%), type β-Sn, with the objective of optimizing the microstructure and mechanical properties for biomedical applications. The ingots was melted in arc furnace and subsequently homogenized at 1273K in controlled atmosphere for 12 hours in the oven and cooled, yielding a microstructure formed by the β phase. As a result, Vickers hardness testing were conducted in different regions, it was observed that the Ti-35Nb presented greater hardness value among the studied alloys, for X-ray diffraction on deformed condition all showed martensitica α” phase from the process of deformation and deformed condition 90% all samples were recrystallized. / Atualmente as ligas de titânio do tipo β metaestável têm sido as eleitas para aplicações biomédicas por possuem elevada resistência à corrosão e valores de módulo de elasticidade próximos ao módulo do osso. Nesse trabalho foi utilizada a liga Ti-35Nb a qual foi adicionado terrores de estanho para verificar as transformações de fases associadas a recristalização com o objetivo de otimizar a microestrutura e as propriedades mecânicas, visando uma possível aplicação biomédica. A liga foi fundida em forno a arco, posteriormente homogeneizada a 1000°C em atmosfera controlada durante 12 horas e resfriados no forno, obtendo-se uma microestrutura formada pela fase β. Em seguida, as amostras foram deformadas empregando uma matrix que foi submetida a um processo de compressão e posteriormente foi reaquecida a 900°C por 1 hora para avaliar o processo de recristalização. Na sequência, foram realizados ensaios de dureza Vickers em diferentes regiões, foi observado que a liga Ti-35Nb apresentou o maior valor de dureza dentre as ligas estudadas, para a difração de Raios X na condição deformada todas apresentaram a fase martensitica α” advinda do processo de deformação e na condição deformada 90% todas amostras foram recristalizadas.

Dissertação(mestrado)-Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, 2005. / Submitted by Lilian M. Silva (lilianmadeirasilva@hotmail.com) on 2013-04-25T18:33:16Z No. of bitstreams: 1 Um Modelo De Elementos Finitos Para A Análise Acoplada De Problemas De Adensamento Com Simetria Axial.pdf: 1681210 bytes, checksum: 23a6d094c0648352f349cac2829966de (MD5) / Approved for entry into archive by Cristiane Silva(cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-05-02T22:19:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Um Modelo De Elementos Finitos Para A Análise Acoplada De Problemas De Adensamento Com Simetria Axial.pdf: 1681210 bytes, checksum: 23a6d094c0648352f349cac2829966de (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-02T22:19:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Um Modelo De Elementos Finitos Para A Análise Acoplada De Problemas De Adensamento Com Simetria Axial.pdf: 1681210 bytes, checksum: 23a6d094c0648352f349cac2829966de (MD5) Previous issue date: 2005 / Este trabalho apresenta um modelo de elementos finitos para a análise de deformação e adensamento de maciços de solo sob condições de simetria axial. O ponto de partida são as equações diferenciais de governo que são resolvidas utilizando o método dos elementos finitos baseado no método dos resíduos ponderados adotando a formulação de Galerkin. As equações de governo são integradas sobre um domínio composto de elementos finitos quadrilaterais com quatro nós e produzem um sistema de equações algébricas em função dos deslocamentos e da poropressão. As equações de cada um dos elementos são somadas no sentido de obter um sistema global de equações. Resolver este sistema leva à solução do problema. A validação ocorre a partir da comparação com resultados de soluções analíticas baseadas na teoria da elasticidade, teoria do adensamento e ensaios de laboratório. Os resultados foram considerados satisfatórios e mostram diferenças que podem ocorrer em virtude das simplificações consideradas no modelo. / This work presents a finite element model for the analysis of soil strain and consolidation under axissymetric conditions. The starting point are the governing differential equations which are solved by using the finite element method based on the weighted residual method adopting Galerkin’s formulation. The governing equations are integrated over a domain composed of quadrilateral finite elements with four nodes and yield a set of algebraic equations in function of the displacement and of the pore pressure. The equations for each one of the elements are added in order to obtain a global system of equations. The solving of this system leads to the solution of the problem. The validation occurs through comparison with results of analytical solutions based on the elasticity theory, consolidation theory and laboratory tests. The results were satisfactory and show differences that may happen due to the simplifications taken in account in the model.

Orientadores: Sergio Tonini Button, Mauro Moraes de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T13:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SouzaFilho_Valterde_M.pdf: 4133313 bytes, checksum: a0db5181ce553fa4a0c17b20db4a876b (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A conformação a quente, especificamente em prensa horizontal, é um tema de pouco estudo no meio acadêmico, mas interessante pelo emprego da alta taxa de deformação que alcança 90s-1. A microestrutura resultante desse processo é influenciada por algumas variáveis como temperatura, taxa de deformação, tamanho de grão austenítico inicial e taxa de resfriamento. A proposta deste trabalho é prever o comportamento da microestrutura dos aços perante essa alta taxa de deformação com a utilização da simulação numérica. Para tanto, os materiais DIN 20NiCrMo8 MOD e DIN 16MnCr5 MOD foram ensaiados nessa taxa de deformação em um processo de conformação industrial. A comparação do tamanho de grão austenítico obtido da conformação industrial com o tamanho de grão austenítico obtido através da simulação numérica é demonstrada. A influência da taxa de resfriamento sobre a microestrutura para cada material também foi demonstrada. Concluiu-se que a previsão do tamanho de grão austenítico é adequada utilizando-se o software comercial MSC.Superform acrescido do cálculo para crescimento de grãos. A previsão do comportamento mecânico após o processo de conformação utilizando-se de equações da literatura foi insatisfatória, porém pode-se demonstrar a influência da variação da taxa de resfriamento na microestrutura das peças conformada a quente / Abstract: A conformação a quente, especificamente em prensa horizontal, é um tema de pouco estudo no meio acadêmico, mas interessante pelo emprego da alta taxa de deformação que alcança 90s-1. A microestrutura resultante desse processo é influenciada por algumas variáveis como temperatura, taxa de deformação, tamanho de grão austenítico inicial e taxa de resfriamento. A proposta deste trabalho é prever o comportamento da microestrutura dos aços perante essa alta taxa de deformação com a utilização da simulação numérica. Para tanto, os materiais DIN 20NiCrMo8 MOD e DIN 16MnCr5 MOD foram ensaiados nessa taxa de deformação em um processo de conformação industrial. A comparação do tamanho de grão austenítico obtido da conformação industrial com o tamanho de grão austenítico obtido através da simulação numérica é demonstrada. A influência da taxa de resfriamento sobre a microestrutura para cada material também foi demonstrada. Concluiu-se que a previsão do tamanho de grão austenítico é adequada utilizando-se o software comercial MSC.Superform acrescido do cálculo para crescimento de grãos. A previsão do comportamento mecânico após o processo de conformação utilizando-se de equações da literatura foi insatisfatória, porém pode-se demonstrar a influência da variação da taxa de resfriamento na microestrutura das peças conformada a quente / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-10-26T14:33:03Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Astrid Siachoque Velandia.pdf: 17537751 bytes, checksum: 68db1c723dbe1e10240313c80e2e5ce9 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-26T17:54:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Astrid Siachoque Velandia.pdf: 17537751 bytes, checksum: 68db1c723dbe1e10240313c80e2e5ce9 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-26T18:11:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Astrid Siachoque Velandia.pdf: 17537751 bytes, checksum: 68db1c723dbe1e10240313c80e2e5ce9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T18:12:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Astrid Siachoque Velandia.pdf: 17537751 bytes, checksum: 68db1c723dbe1e10240313c80e2e5ce9 (MD5) Previous issue date: 2015-08-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The albite granite is the latter facies of the A-type Madeira granite with alkaline affinity, which is a special Orosirian pulse of the A-type magmatic event in the Tapajós-Parima Province into Amazon craton. This facies is subdivided in two subfacies, the core albite granite and the border albite granite. The petrographic study allowed identify that the principals constituent minerals of the magmatic phase in these rocks undergone weak solid-state deformation, in which it is found locally feldspars with grain boundary migration, undulate extinction and mechanical twinning, as well as, some elongate crystals of quartz displaying typical chessboard pattern with slip planes preferably in the a-axes, dynamic recrystallization, subgrain rotation and inclusions of albite according to the limits of the crystals. These microstructures in granitic rocks indicate strain rates under intermediated to high temperatures. Geometric and kinematic analysis of the structures in the albite granite showed that: this granitic rock was deformed during a magmatic stage recording the S0 magmatic foliation, which was grouped in two orientations: N67°W/52°E e S79°W/58°N (predominant). The anisotropy of magnetic susceptibility and shape preferred orientation study, confirm the stability of the primary deformation in the albite granite, these results revealed predominantly subcoaxial magnetic and mineral fabrics in both subfácies. Subsequently, the albite granite was affected by brittle deformation through of transcurrent shear zones (ZCA-B) with plunges S70°W/56°N and S23°E/58°W respectively, and dominant dextral strike-slip component associated with the principal shear zone ZCA, as well as, normal faulting (FR) with prevailing attitude S60°E/58°S and normal-sense movement. The progressive petrological evolution and continue structural pattern of the albita granite facies with respect to earlier facies of Madeira granite, define that the emplacement in the upper crust of the different pulses in this granite, was result of nested pluton process controlled by NE-SW trending strike-slip system and predominantly dextral kinematics, which is an expression of regional deformation. / A fácies Albita granito é a fácies mais tardia do granito Madeira de afinidade alcalina a qual é um especial pulso do magmatismo tipo A que se desenvolveu de forma expressiva no período Orosiriano na província Tapajós-Parima no cráton Amazônico. Esta fácies se subdivide em duas subfácies: Albita granito de núcleo e Albita granito de borda. O estudo petrográfico permitiu identificar que os minerais constituintes da fase magmática destas rochas apresentam localmente feições de deformação plástica, cristais de K-feldspato e albita com limites lobados por migração de borda, extinção ondulante e geminação mecânica, assim como fenocristais de quartzo exibindo extinção ondulante em padrão de tabuleiro de xadrez com planos de deslizamento preferencialmente no eixo <a>, recristalização dinâmica, rotação de subgrãos e inclusões de albita e alinhadas segundo os limites dos cristais. Estas microestruturas em rochas graníticas indicam taxas de deformação sob temperaturas intermediárias. Análises geométrica e cinemática das estruturas levantadas em campo nas subfácies do Albita granito, comprovaram que localmente a rocha se deformou ainda num estágio magmático, registrando foliação magmática S0, agrupada em duas orientações: N67°W/52°E e S79°W/58°N (predominante). Os resultados do estudo de anisotropia de susceptibilidade magnética e orientação preferencial de forma avaliam localmente a estabilidade da petrotrama dúctil medida em afloramento e registram tramas magnética e mineral predominantemente subparalelas nas duas subfácies. Posteriormente, o Albita granito foi deformado rúptilmente por zonas de cisalhamento transcorrentes (ZCA-B) orientadas S70°W/56°N e S23°E/58°W, com cinemática dextral dominante associada ao cisalhamento principal ZCA, e por falhamento normal (FR) com atitude predominante S60°E/58°S, sob os efeitos de um campo regional de esforços que se manteve estável durante sua cristalização e deformação. A progressiva evolução petrológica e continuo padrão estrutural da fácies Albita granito com respeito às fácies mais precoces do granito Madeira refletem que o alojamento dos diferentes pulsos magmáticos deste granito na crosta superior, ocorreu associado com processos de nested plutons controlados por um contexto regional de deformação transcorrente com trend NE-SW e cinemática dextral predominante.

O estudo de força aplicada em função da deformação dos materiais é um método comum para estudar as propriedades mecânicas dos mesmos. Este trabalho descreve o desenvolvimento do protótipo de um instrumento dedicado à medição das propriedades viscoelásticas de tecidos moles. O protótipo é composto por um módulo de excitação, um de medição do deslocamento e outro de medição da carga, arranjados de forma compacta para proporcionar a sua aplicação em centro cirúrgico. O módulo de medição do deslocamento é baseado em um sensor magnetoresistivo posicionado eqüidistante entre dois pequenos magnetos cilíndricos (diâmetro = 3mm, comprimento = 5mm) invertidos. Um dos magnetos foi acoplado na base do próprio sensor e o outro no eixo do pistão. Nesta configuração, o campo magnético sobre o sensor é praticamente nulo na condição inicial e diferente de zero quando o pistão se desloca. O módulo de medição da carga possui um pequeno porta-amostra e permite realizar medidas em amostras de até 1 grama. A deformação sobre as amostras pode ser realizada de forma dinâmica e estática. A deformação dinâmica é feita usando um sistema eletromagnético, baseado em alto-falante, energizado com corrente alternada. A deformação estática é feita comprimindo a amostra através do deslocamento do oscilador sobre a mesma, usando um controle micrométrico. Durante as medidas, as amostras são envolvidas em óleo de parafina para minimizar os atritos de contato. As medições dinâmicas da carga e do deslocamento do pistão são feitas através de um amplificador Lock-in conectado ao microcomputador por uma interface GPIB. Foram realizados testes em amostras de diferentes propriedades mecânicas, tais como parafinas, borracha de silicone, fígado bovino, gelatina de porco, gelatina de porco irradiada, carne de porco e carne de frango. A variação da amplitude do sinal durante a deformação da amostra foi bastante notória para pequenas variações nas propriedades mecânicas e geométricas da mesma. Para as amostras citadas acima, ambos os sinais da variação do deslocamento e da carga foram diferentes e reprodutíveis. Estes estudos mostraram que, com um sistema simplificado e de baixo custo, é possível avaliar pequenas alterações das propriedades mecânicas em pequenas amostras de tecido biológico mole. Baseado nos resultados deste estudo, pode-se concluir que o protótipo desenvolvido apresenta sensibilidade para caracterizar as propriedades elásticas de tecidos biológicos moles. / The study of deformation of materials when submitted to knowledge force is a common method to study their mechanical properties. This work describes the development of a prototype of a system dedicated to the measurement of the viscous-elastic properties of soft tissues. This system is composed of three coupled modulus: one for mechanical excitement, one displacement measurement and one to load measurement. All of them are arranged in a compact form to provide their application in surgical centers. The module of measurement of the displacement is based on a magneto resistive sensor located between an equidistant of two small cylindrical magnetos (diameter = 3 mm, length = 5 mm) aligned and with magnetic poles inverted. One of the magnetos was connected to the support of sensor and the other to the piston. In this configuration, the magnetic field on the sensor is practically null in the initial condition and different from zero when the piston is moving. The module of measurement of the load has a small sample-place and allows carrying through measured samples of up to 1 gram. The deformation on the samples can be carried through dynamic and static forms. The dynamic deformation is made using an electromagnetic system, based in loudspeaker, energized with an alternating chain. The static deformation is made compressing the sample by the displacement of the oscillator on it using a micrometric control. During the measures the samples are involved in paraffin oil to minimize the resistance force caused by the contact. The dynamic measurements of the load and the displacement of the piston are made through an amplifier Lock-in interfaced to the microcomputer by GPIB cable. Tests in samples of different mechanical properties, such as paraffin, silicone rubber, bovine liver, gelatin of pig, meat of pig and chicken were carried out. The variation on the strain and load output for dynamic and static stresses show the potential of the prototype developed to evaluate mechanical proprieties of small samples. Both output signals of the displacement and load had been reproducible. These studies had shown that, with a simplified and low cost system it is possible to evaluate small alterations of the mechanical properties in small soft biological tissues.

Dentre os diversos tipos de defeitos estruturais a que um pavimento está sujeito, a deformação permanente em trilha de roda da camada de rolamento é um dos mais importantes, pois além de propiciar uma degradação acelerada da estrutura do pavimento, ele reduz consideravelmente a segurança do usuário. Este trabalho pesquisa os processos que levam à deformação permanente de revestimentos asfálticos, utilizando como estudo de caso uma pista-teste localizada na Rodovia BR 376 PR, construída com a finalidade principal de estudar os afundamentos em trilha de roda. Foram executados 10 trechos, com 200 m de extensão cada um, em aclive, na 3ª faixa de rolamento, sujeita a tráfego pesado de caminhões lentos. Os trechos experimentais consistem de restauração de pista existente, onde foram executados diferentes tipos de revestimentos asfálticos, variando-se o tipo de graduação e também o tipo de ligante asfáltico, todas dosadas pelo método Marshall. Três dos dez trechos foram submetidos ao ensaio acelerado por um simulador de tráfego móvel de pista, em escala real. As misturas asfálticas foram igualmente ensaiadas em laboratório para verificação da dosagem por equipamento giratório francês e por simulador de tráfego tipo LPC. Além disso, foram extraídas placas do revestimento asfáltico da pista-teste as quais foram submetidas ao simulador de tráfego de laboratório. O objetivo central desta pesquisa foi de estudar a consistência dos resultados obtidos em campo e em laboratório, e a previsibilidade de deformações em campo através do método laboratorial. A pesquisa verificou e analisou a redução do volume de vazios das misturas asfálticas em pista e em laboratório associadas à deformação permanente, procurando relacionar a redução do volume de vazios com a deformação. A pesquisa mostrou que os ensaios de laboratório com o simulador de tráfego LPC podem ser empregados para prever as ocorrências de afundamentos em pista. Os resultados indicam a adoção do limite máximo de 5% de deformação permanente no equipamento de laboratório para os tipos de misturas asfálticas testadas para reduzir as possíveis ocorrências de deformações permanentes de revestimentos asfálticos sujeitos a tráfego muito pesado. Nas condições dos ensaios laboratoriais da pesquisa, que se aplicam à pista-teste, as misturas asfálticas mais recomendadas quanto à resistência à deformação permanente são as misturas com asfalto modificado por polímero SBS e RET, e as misturas com asfalto-borracha. Dependendo das características do ligante, o CAP 30/45 também pode ser empregado; no entanto, o CAP 50/70 mostrou-se inadequado para tráfego pesado e lento. A graduação é uma característica relevante para a estabilidade das misturas asfálticas, devendo os agregados estarem bem entrosados no caso das graduações contínuas e bem-graduadas; no entanto a macrotextura resultante deve ser estudada para evitar superfícies fechadas que reduzam a segurança dos usuários em pistas molhadas. Foram estudadas duas misturas descontínuas gap-graded que se mostraram adequadas para tráfego pesado quanto à deformação permanente e à textura superficial. A pesquisa mostra a importância da seleção criteriosa dos materiais e rigor nos estudos de dosagem, com determinação de propriedades mecânicas para melhor prever comportamento em campo de revestimentos asfálticos sujeitos a tráfego pesado e lento. / Among the many types of structural distresses that a pavement is subjected, wheel track rutting is one of the most important because it leads to accelerated deterioration of the pavement structure and also reduces the road safety. This research focus on the processes that lead to rutting in asphalt mixes, using experimental test sites located at Highway BR 376 PR (heavy and slow traffic), which were built with the primary purpose of studying wheel path depressions. Ten testing tracks of 200 m long (total of 2 km) were built on the third lane (upward sloping). The testing tracks were part of the rehabilitation of an existing pavement. Different asphalt mixtures were designed by the Marshall method, varying the aggregate size distribution and the type of asphalt binder. Three of the ten sections were subjected to Accelerated Pavement Testing by the Heavy Vehicle Simulator (in situ). The asphalt mixtures were also prepared and tested in laboratory by the French gyratory compactor and LPC traffic simulator, respectively, in order to verify the mixtures design. In addition, plates were extracted from the asphalt surfaces in the field and then subjected to the traffic simulator in laboratory. The main purpose of this study was to compare the permanent deformation of asphalt mixtures observed in the field to that obtained in the laboratory; and also to evaluate the prediction of permanent deformation based on laboratory evaluation. This research verified the correlation between reduction in the air voids of asphalt mixtures and rutting potential (samples extracted from the field and also prepared in laboratory were analyzed). The research showed that the LPC traffic simulator is a good device to predict permanent deformation of asphalt mixtures in the field. The results indicate 5% as the threshold for the permanent deformation in laboratory to reduce the occurrence of permanent deformation of asphalt mixtures subjected to heavy traffic. For the test conditions used, the mixtures that presented better resistance to permanent deformation were the ones with asphalt modified by SBS and RET, and the asphalt-rubber mixtures. Depending on the asphalt binder characteristics, the CAP 30/45 (classification by penetration) can be used; however the CAP 50/70 presented inadequate behavior for heavy and slow traffic. The aggregate gradation is another important parameter for the stability of asphalt mixtures, where the stones need to present a good interlocking and be wellgraded. The resulting macrotexture should also be evaluated to avoid surfaces with reduced safety to the users in wet conditions. Two mixtures with gap-graded gradation were evaluated and presented good results in respect to permanent deformation and superficial characteristics (texture). This research shows the importance of materials selection, design procedure, and mechanical behavior evaluation to predict the performance of asphalt surfaces subjected to heavy and slow traffic.

Os procedimentos de dosagem Marshall e Superpave definem os teores de ligante de projeto baseados em parâmetros volumétricos. Nessa situação, sistemáticas de dosagem com tipos de compactação diferentes podem conduzir a teores de ligante de projeto distintos que definirão a vida útil dos revestimentos asfálticos. O objetivo principal desse trabalho é avaliar o comportamento mecânico de misturas asfálticas moldadas por diferentes métodos de compactação de laboratório e analisar a relação com os resultados de amostras obtidas a partir de misturas compactadas por rolagem pneumática na mesa compactadora francesa. A fase experimental consistiu na dosagem de misturas pelos métodos Marshall e Superpave (este último com dois tamanhos de moldes), além da compactação na Prensa de Cisalhamento Giratória (PCG) e da moldagem de placas na mesa compactadora. Avaliou-se o efeito do tipo de compactação, do tamanho do molde e do número de giros do Compactador Giratório Superpave (CGS) no teor de projeto, nos parâmetros volumétricos, no comportamento mecânico e no desempenho quanto à fadiga e à resistência ao afundamento em trilha de roda. Adicionalmente, foi avaliada a eficiência do método Bailey de composição granulométrica quanto à resistência à deformação permanente em função do tipo de agregado. Constatou-se que o método Bailey, por si só, não garante resistência à deformação permanente, sendo essa dependente do tipo de agregado incluindo seus parâmetros de forma. O principal produto da pesquisa, com efeitos práticos no projeto de misturas asfálticas, traduz-se na recomendação do método Superpave com molde de 100 mm (para TMN <= 12,5 mm) para volume de tráfego médio a alto em detrimento ao método Superpave com 150 mm, tendo em vista que o primeiro apresenta densificação mais semelhante às amostras preparadas na compactação por rolagem (similar ao que ocorre em pista) o que resulta em comportamento mecânico também mais próximo da realidade de campo. A utilização dos moldes de 150 mm de diâmetro no CGS pode ser viabilizada desde que se adote um número de giros menor do aquele proposto para projeto pelo Asphalt Institute (2001). Por fim, é fundamental que os ensaios e os cálculos para obtenção dos parâmetros volumétricos e escolha do teor de projeto sigam ao normatizado pela ASTM, pelo Asphalt Institute (2001) e pela ABNT. / The Marshall and Superpave mixture designs procedures are based mainly on volumetric parameters. Despite this similarity, the definition of the optimum asphalt content is highly influenced by the laboratory compaction method. The main objective of this study is to evaluate the effect of the compaction method on the volumetric and mechanical properties of asphalt mixtures. Furthermore, the results are compared with the performance of samples prepared on the LCPC roller compactor. The experimental procedure included Marshall and Superpave mixture design methods (the second one with two mold sizes), the French gyratory shear compactor (PCG), and also the LCPC roller compactor. The effect of compaction method, mold size and number of gyrations on the air voids content (and consequently, on the optimum asphalt binder content), mechanical properties and on the fatigue and rutting performance were evaluated. Moreover, the efficiency of the Bailey method for aggregate gradation selection on rutting was evaluated by the wheel tracking test of the LCPC. It was found that the Bailey method itself does not ensure resistance to rutting. It depends on the aggregate source, specially its shape. The main contribution of this study is the recommendation of the Superpave 100 mm (NMS <= 12,5 mm) for medium and high traffic, once its densification was similar to the roller compacted samples. The use of 150 mm molds in the SGC is recommended only if the number of gyrations is smaller than the one used in this study. It is essential that the laboratory standard procedures used for the tests and volumetric parameters calculations follow ASTM, Asphalt Institute (2001) and ABNT.

A distorção em tratamento térmico é a maior causa dos problemas na indústria. Existem vários parâmetros que compõem esse fenômeno. Com o avanço da tecnologia, a medição de algumas variáveis intrínsecas ao fenômeno da distorção se tornou possível, auxiliando no melhor conhecimento do processo o que resulta na diminuição do retrabalho e sucata na indústria. A concretização de melhoria em processos produtivos já é uma realidade; que se tornou possível com a diminuição dos limites de padronização e com processos de produção bem definidos e simplificados. Estudos localizados em determinados produtos específicos, bem como os seus meios de resfriamentos estão em constante evolução, tornando possível a troca de informação e tecnologia, auxiliando na diminuição dos desperdícios e contribuindo para a mitigação dos impactos ambientais. Esse trabalho visa estudar as distorções produzidas em aços AISI 5160 e AISI 6150, com corpos de prova sensíveis a distorção, variando alguns fatores como, mudança em três níveis de temperatura e em três níveis de agitação em óleo mineral convencional; os quais fazem parte do processo produtivo na indústria. Variando as temperaturas do meio de resfriamento e a agitação do banho, é possível determinar com o auxílio estatístico, metalográfico, das curvas de resfriamento e das curvas das taxas de resfriamento quais são as variáveis que tem influência na distorção. Esses resultados mostraram que a agitação e a temperatura do meio líquido de resfriamento são parâmetros imprescindíveis de controle para uma uniformidade da têmpera para a obtenção das características desejáveis. / The heat treatment distortion is the biggest cause of problems at companies. There are many parameters which cause this phenomenon. Studies in specific products, as well as in the quenchants are always progressing what became possible the dissemination of information and also the technology, helping to decreasing of waste and to improve environment. With the technology improvement, distortion phenomenon has become well known, resulting in better control of variables decreasing scrap metal and rework. However, this subject still needs to be investigated. In his context, this work studies the distortion phenomenon in two different steels (AISI 5160 and AISI 6150) under variable conditions of the cooling. Mineral oil quenchant in three bath temperatures and three agitation levels were used in this work. Changing those parameters it was possible to determinate which conditions would promote worst results in terms of distortion. Statistics studies, cooling curves analysis and metallographic observation offered support for the obtained conclusion.