Nesta Dissertação são apresentados os resultados do estudo da evolução microestrutural de um aço inoxidável dúplex UNS S32205 durante o processo de laminação a frio e posterior recozimento em 1080ºC. Amostras do aço na condição como-recebida, laminadas a frio e recozidas isotermicamente foram caracterizadas utilizando as técnicas de microscopia ótica e eletrônica de varredura, dilatometria, espectroscopia de energia dispersiva (EDS), microdureza Vickers, difração de raios X, magnetização de amostra vibrante, macrotextura e difração de elétrons retroespalhados (EBSD). No material na condição como-recebido foi possível observar uma microestrutura com a austenita parcialmente recristalizada (53%) apresentando maclas de recozimento e a ferrita recuperada. Uma fração volumétrica de cerca de 50% de cada fase foi encontrada. Cálculos termodinâmicos e análises químicas via EDS mostram boa concordância quanto à partição de soluto existente entre a ferrita e a austenita. Análises de magnetização mostraram que não houve variação considerável na fração de fase magnética nas amostras laminadas a frio até 79% de redução em espessura, ou seja, não foi possível observar a formação de martensita induzida por deformação nas condições de laminação utilizadas. Medidas do campo coercivo (Hc) e magnetização remanente (MR) mostram, porém, um comportamento quase linear em relação ao grau de deformação. Por meio de medidas de difração de raios X, utilizando uma análise qualitativa do alargamento de picos difratados, observou-se maior encruamento da austenita durante a laminação a frio. O mesmo comportamento foi encontrado em medidas de dureza individual de fases, assim como em análises de desorientação média de kernel (KAM) obtidos via EBSD. Análises de macrotextura e microtextura mostraram que o material na condição como-recebido possui uma textura forte, principalmente a ferrita, apesar de ser proveniente de um processo de laminação a quente. Durante a laminação a frio não foram observadas grandes mudanças nas componentes de textura em ambas as fases, porém, observou-se a intensificação da componente Goss-Latão na austenita, devido à deformação plástica e à formação de bandas de cisalhamento. Na ferrita observou-se uma típica intensificação da fibra ??com o aumento da deformação plástica. As amostras deformadas 43% e 64% recozidas em 1080 ºC apresentaram uma microestrutura totalmente recristalizada após 3 min de tratamento, caracterizada pela formação de uma estrutura tipo \"bambu\". Com 1 min de tratamento, através de análises de espalhamento da orientação de grão (GOS), observou-se a ocorrência de recristalização primária na ferrita (42% de grãos recristalizados) na amostra laminada 43%. Por outro lado, a austenita manteve uma microestrutura levemente recuperada. Com uma deformação de 64%, a fração recristalizada da ferrita não foi alterada significativamente enquanto que a austenita apresentou uma fração recristalizada de 43%. Análises de KAM mostraram uma maior diferença de energia armazenada na austenita do que na ferrita entre as amostras laminadas até 43% e 64%. Após o recozimento não foram observadas mudanças significativas na microtextura de ambas as fases. Porém, na ferrita observou-se um aumento considerável da fração dos contornos especiais (CSL) ?3, ?13b e ?29a (entre 11% e 12% no total) enquanto que na austenita somente um aumento na fração dos contornos tipo ?3 (cerca de 15%) associados aos contornos de macla foi identificado. / In this Dissertation, results of the study of the microstructural evolution of a duplex stainless steel UNS S32205 during the cold rolling process and further isothermal annealing at 1080ºC are reported. Samples of the steel in the as-received, cold-rolled and annealed conditions were characterized using light and scanning electron microscopy, dilatometry, energy dispersive spectroscopy (EDS), Vickers hardness, X-ray diffraction (XRD), vibrating sample magnetization, macrotexture (XRD) and electron backscatter diffraction (EBSD). In the as-received material it was possible to observe a microstructure with partially recrystallized austenite (53%) with the presence of annealing twins and recovered ferrite. A volume fraction of approximately 50% of each phase was found. Thermodynamic calculations and chemical analysis via EDS showed good agreement on solute partitioning between ferrite and austenite. Magnetization analysis showed that there was no considerable changes in the magnetic phase fraction in the samples cold rolled up to 79% in thickness reduction. Hence, it was not possible to observe the formation of deformation induced martensite with the rolling conditions used in this work. Measurements of the coercive field (Hc) and remnant magnetization (MR) show, however, an almost linear behavior in relation to the degree of deformation. Through X-ray diffraction measurements, using a qualitative analysis of the diffracted peaks broadening, a higher work hardening of austenite was observed during cold rolling. The same behavior was found in hardness measurements of individual phases, and in the average kernel misorientation analysis (KAM) obtained by EBSD. Analysis of macrotexture and microtexture showed a strong texture in the as-received material, especially in ferrite, although this material was obtained by a hot-rolling process. During cold-rolling, no significant changes were observed in the texture components of both phases. However, an increase of the Goss-to-Brass component in austenite was noticed, and it may be related to the work hardening and to the formation of shear bands. In ferrite, the strengthening of the ?-fiber was noticed with increasing strain. The samples deformed 43% and 64% and annealed at 1080ºC showed a fully recrystallized microstructure after 3 min of annealing, forming a \"bamboo\" like structure. After 1-min annealing, by using grain orientation spread (GOS) analyzes, it was possible to observe the occurrence of primary recrystallization in ferrite (42% of recrystallized grains) in the 43% cold-rolled sample. On the other hand, austenite kept a slightly recovered microstructure. With a strain of 64%, the recrystallized fraction of ferrite did not change significantly, whereas austenite presented a recrystallized fraction of 45%. KAM analyzes showed a higher stored energy difference in austenite than in ferrite between the 43% and 64% rolled samples. Nevertheless, after annealing, a considerable increase in the fraction of special boundaries (CSL) ?3, ?13b and ?29a (between 11% and 12% in total) was observed in ferrite, while in austenite only an increase in the ?3 boundaries (about 15%), associated with the twin coherent boundaries, was identified.

Este trabalho apresenta um estudo experimental sobre o comportamento de dutos enterrados sofrendo perda de apoio ou elevação em uma determinada região ao longo do comprimento. Foram realizados ensaios com modelos físicos compostos por um maciço de areia pura contendo um tubo repousando sobre um alçapão localizado no centro do vão. A pesquisa envolveu dois programas experimentais distintos. O primeiro foi desenvolvido na Escola de Engenharia de São Carlos/USP e contou com o desenvolvimento e a construção de um equipamento de ensaios possuindo um sistema de alçapão. Os modelos eram dotados de instrumental capaz de medir as deflexões e as deformações específicas ao longo do duto, além das tensões totais no maciço de solo circundante e na base do equipamento. O segundo programa experimental foi conduzido na Universidade do Colorado em Boulder, EUA, e envolveu ensaios em centrífuga. Essa fase da pesquisa teve por finalidade realizar uma investigação visual dos mecanismos de ruptura do sistema composto pelo solo e pelo duto sujeito à perda de apoio. Ambas as etapas do trabalho contaram com a execução de testes com modelos sem tubo. Os ensaios realizados revelaram aspectos importantes do problema investigado. A movimentação ativa ou passiva do alçapão exerceu uma forte influência na redistribuição das tensões no maciço de solo exterior à estrutura, a qual abrangeu distâncias horizontais superiores a 5 B e verticais superiores a 4 B. Após a perda de apoio ou a elevação, o topo, a base e as demais partes do conduto assumiram perfis de deflexão distintos ao longo do comprimento, os quais foram consideravelmente influenciados pela densidade relativa do solo e pela sobrecarga aplicada. A movimentação ativa do alçapão revelou ainda padrões de ruptura incluindo localizações de deformação propagando-se para a região do maciço de solo fora do alçapão / This thesis presents an experimental study on the behavior of buried pipes undergoing a loss of support or elevation in a localized region along its length. Tests with physical models comprising a pure dry sand and a tube resting on a rigid trapdoor base located at the center of its length were performed. The research included two distinct testing programs. The first testing program was carried out at the School of Engineering of Sao Carlos/USP, and included the construction of a laboratory facility containing a trapdoor system. The models were equipped with devices for measuring deflections and strains in the pipe, and total stresses in the soil mass and in the lower boundary of the model. The second phase of this investigation was conducted at the University of Colorado at Boulder, USA, and involved centrifuge testing. The main goal of this part of the research was to assess the failure mechanisms that take place when the pipe experiences loss of support. Models without the pipe were also tested in both phases. Important aspects of the soil-structure interaction were verified with the testing programs carried out in this study. A strong influence on the stress redistribution within the soil mass in the vicinity of the structure was achieved after the active or passive conditions were established, encompassing horizontal distances greater than 5 B and vertical distances greater than 4 B. The crown, the base, and the other parts of the pipe assumed distinct deflection profiles after the loss of support or elevation, which were strongly influenced by the relative density of the surrounding soil and by the surficial applied surcharge. The imposed downward boundary movement included the formation of shear bands initiating at the edge of the void and propagating towards the soil mass in the vicinity of the trapdoor

INTRODUÇÃO: A deformação miocárdica e a rotação ventricular têm sido amplamente empregadas na avaliação segmentar e global da função cardíaca no contexto clínico das diversas patologias cardiológicas. São escassos os estudos científicos reportados na literatura que analisaram o impacto do treinamento físico sobre o parâmetros de avaliação da dinâmica de contração do ventrículo esquerdo em coronariopatas inseridos em programas de reabilitação cardíaca. OBJETIVO: O presente estudo analisou a influência do treinamento aeróbico na capacidade física e nos parâmetros de avaliação do remodelamento ventricular e da mecânica de contração do ventrículo esquerdo em pacientes com infarto do miocárdio. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram prospectivamente investigados 30 pacientes, 55,1 ± 8,9 anos, acometidos por infarto do miocárdio de parede anterior, aleatorizados em três grupos: grupo treinamento intervalado (GTI) (n=10), grupo treinamento moderado (GTM) (n=10) e grupo controle (GC) (n=10). Antes e após as 12 semanas de seguimento clínico, os pacientes realizaram avaliação cardiológica, eletrocardiograma, teste cardiopulmonar de exercício e ressonância magnética cardíaca. Os grupos treinados realizaram treinamento aeróbico supervisionado, em esteira ergométrica, aplicando-se duas intensidades distintas. A análise estatística foi realizada por meio de modelo linear de efeitos mistos (aleatórios e fixos). RESULTADOS: Observou-se diferença estatisticamente significante no consumo de oxigênio (VO2) pico do GTI (21,9±5,6, p=0.01) e do GTM (21,6±4,5, p=0.02) comparativamente ao GC (17,1±4,6 ml/kg/min) e, também, diferença estatisticamente significante na ventilação-minuto (VM) do GTI (72,2±21,9, p=0.001) e do GTM (68,6±15,5, p=0.004) comparativamente ao GC (48,4±15,9 L/min) na avaliação intergrupos, após o período de seguimento clínico. Não houve mudança estatisticamente significante dos volumes cavitários, da massa e da fração de ejeção do ventrículo esquerdo nos três grupos, tanto na análise intragrupo quanto na intergrupos, após o seguimento clínico. Observou-se aumento estatisticamente significante do strain radial basal (STRAD_B) somente no GC de 57,4±16,6 para 84,1±30,9%, p=0.009, na análise intragrupo. Observou-se diferença estatisticamente significante no STRAD_B do GTI (58,6±18,8, p=0.01) e do GTM (60,4±25,5, p=0.01) comparativamente ao GC (84,1±30,9%) na avaliação intergrupos, após o período de seguimento clínico. CONCLUSÃO: O treinamento aeróbico propiciou a manutenção do status da capacidade funcional, e não determinou remodelamento ventricular adverso, nos grupos treinados comparativamente ao GC. O comportamento distinto do strain radial basal, entre os grupos treinados e o GC, possivelmente reflete uma adaptação do miocárdio pósinfarto relacionada ao treinamento aeróbico. / INTRODUCTION: The myocardial deformation and the ventricular rotation have been widely used in the evaluation of the segment and overall cardiac function in the clinical setting of the various cardiac pathologies. There are few scientific studies reported in the literature that it analyzed the impact of the physical training on the assessment parameters of the left ventricular contraction dynamics in the coronary patients inserted in cardiac rehabilitation programs. OBJECTIVE: This study examined the influence of the aerobic training in the physical fitness and in the evaluation parameters of the ventricular remodeling and of the left ventricular contraction mechanics in patients with myocardial infarction. MATERIALS AND METHODS: Thirty patients were prospectively investigated, 55.1 ± 8.9 years, affected by myocardial anterior wall infarction, randomized into three groups: interval training group (GTI) (n = 10), moderate training group (GTM) (n = 10) and control group (GC) (n = 10). Before and after 12 weeks of the follow-up, the patients underwent cardiac assessment, ECG, cardiopulmonary exercise test and cardiac magnetic resonance imaging. The trained groups performed the aerobic training supervised in treadmill, applying two different intensities. The statistical analysis was performed using a linear mixed effects model (random and fixed). RESULTS: There was a statistically significant difference in the oxygen uptake (VO2) peak of the GTI (21.9 ± 5.6, p = 0.01) and of the GTM (21.6 ± 4.5, p = 0.02) compared to the GC (17.1 ± 4.6 ml / kg / min), and an also statistically significant difference in the minute ventilation (VM) of the GTI (72.2 ± 21.9, p = 0.001) and of the GTM (68.6 ± 15.5, p = 0.004) compared to the GC (48.4 ± 15.9 L / min) in the intergroup assessment, after the follow-up period. There was no significant change in chamber volumes, mass and left ventricular ejection fraction in the three groups, both in the intragroup and intergroup analysis, after the follow-up. There was a statistically significant increase of the basal radial strain (STRAD_B) only in the GC 57.4 ± 16.6 to 84.1 ± 30.9%, p = 0.009, in the intragroup analysis. There was a statistically significant difference of the STRAD_B in the GTI (58.6 ± 18.8, p = 0.01) and in the GTM (60.4 ± 25.5, p = 0.01) compared to the GC (84.1 ± 30.9 %) in the intergroup evaluation, after the follow-up period. CONCLUSION: The aerobic training provided a maintenance of the status of the physical fitness, and it has not determined an adverse ventricular remodeling, in the trained groups compared to the GC. The different behavior of the basal radial strain between the trained groups and the GC possibly reflects a post-myocardial infarction adaptation related to the aerobic training.

Orientadores: Antonio Jose Ramirez Londono, Sérgio Tonini Button / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T08:59:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fonseca_EduardoBertonida_M.pdf: 6113689 bytes, checksum: 7822b778729271cdd221fc4ab3b1a0cc (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Simulação física da soldagem por atrito com pino não consumível (SAPNC) foi realizada com o objetivo de se determinar as condições termomecânicas impostas ao material durante o processo, as quais são essenciais para o melhor entendimento da soldagem e para o desenvolvimento da simulação numérica da SAPNC. Por isso, ensaios de torção a quente foram realizados no aço inoxidável duplex (AID) UNS S32205 utilizando um simulador termomecânico Gleeble 3800®. Foi desenvolvido um sistema de resfriamento com nitrogênio líquido para se reproduzir, nos ensaios de torção, a história térmica medida durante a SAPNC do AID. Assim, foram reproduzidas as microestruturas da zona termomecanicamente afetada (ZTMA), tanto do lado de avanço quanto do lado de retrocesso, e da zona misturada (ZM) central. As microestruturas foram comparadas em termos de morfologia, de fração volumétrica, de tamanho de grão médio e de fração recristalizada de cada fase, por meio de microscopia óptica e difração de elétrons retroespalhados (EBSD). Além disso, foram analisados os mecanismos de amaciamento de cada fase durante a deformação a quente. Simulações numéricas do ensaio de torção foram realizadas para determinar a deformação verdadeira e a taxa de deformação em cada região simulada. A ZTMA foi simulada fisicamente a 1030 °C, 500 a 750 rpm e 0,50 a 0,75 revolução, o que corresponde a deformações verdadeiras entre 0,50 e 0,65 e taxa de deformação de 11 s-1. Embora tenha sido observada boa semelhança morfológica, o tamanho de grão médio das regiões simuladas se mostrou inferior àquele da ZTMA real. Observou-se recristalização dinâmica contínua da ferrita e recristalização dinâmica parcial da austenita, resultando em estrutura majoritariamente deformada. Já a ZM foi simulada fisicamente a 1130 °C, 500 a 750 rpm e 1,2 revolução, o que corresponde à deformação verdadeira de 1,30 e taxa de deformação de 15 s-1. O refinamento de grão da ZM foi reproduzido pelos ensaios de torção, porém com pequenas diferenças morfológicas devido à falta de mistura mecânica na simulação física. Foi apontada a ocorrência de recuperação e recristalização dinâmicas na austenita e recristalização dinâmica contínua na ferrita / Abstract: Physical simulation of friction stir welding (FSW) was employed to determine the thermomechanical conditions imposed to the material during the process, which are essential for the better understanding of the process and for the development of FSW numerical simulation. Therefore, hot torsion tests were carried out on UNS S32205 duplex stainless steel (DSS) using the thermomechanical simulator Gleeble 3800®. A liquid nitrogen quench system was developed in order to reproduce during the torsion tests the thermal history previously measured during FSW of the DSS. As a result, the microstructures from the thermomechanically affected zone (TMAZ), both advancing and retreating sides, and from the center of the stir zone (SZ) were reproduced. Microstructures were compared in terms of morphology, volume fraction, average grain size, and recrystallized fraction of each phase, by means of optical microscopy and electron backscattered diffraction (EBSD). Moreover, the softening mechanisms of each phase during hot deformation were investigated. Numerical simulation of the torsion tests were carried out in order to determine the true strain and the strain rate associated with each simulated microstructure. The TMAZ was physically simulated at 1030 °C, 500 to 750 rpm, and 0.50 to 0.75 revolution, which corresponds to true strains between 0.50 and 0.65, and strain rate of 11 s-1. Although good morphological resemblance was observed, the average grain size of the simulated regions remained smaller than the real TMAZ. The softening mechanisms observed were continuous dynamic recrystallization of the ferrite and partial dynamic recrystallization of the austenite, which resulted in a highly deformed structure. The SZ was simulated at 1130 °C, 500 to 750 rpm, and 1.2 revolution, which corresponds to true strain of 1.30 and deformation rate of 15 s-1. The grain refinement reported in the SZ was reproduced by the torsion tests, but morphological differences were observed due to the absence of stirring in the physical simulation. Dynamic recovery and dynamic recrystallization of the austenite were observed, as well as the continuous dynamic recrystallization of the ferrite / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Maurice de Koning / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T15:22:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaJunior_DomingosLopesda_D.pdf: 17651517 bytes, checksum: 27cb54e210fe4d9dd8c11581abe57d01 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Usando a abordagem da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), estudamos propriedades estruturais de falhas de empilhamento e discordâncias parciais na fase sólida mais comum da água, conhecida como gelo Ih. Uma das principais características do gelo Ih é o desordenamento protônico, que exerce forte influência nas estruturas destes defeitos extensos. O deslocamento relativo entre camadas para produzir as falhas de empilhamento no gelo Ih é responsável por criar uma série de violações nas regras do gelo conhecidas como defeitos Bjerrum. Nas otimizações de geometria por DFT observamos que as moléculas apresentaram uma forte tendência de reconstrução para eliminar os defeitos Bjerrum. Entretanto, a desordem protônica dificulta que todos os defeitos Bjerrum sejam corrigidos espontaneamente. Estes defeitos remanescentes são responsáveis por elevar consideravelmente a energia de formação da falha de empilhamento, contrariando as estimativas experimentais. Tal contradição sugere que não há concentrações significativas de defeitos Bjerrum em falhas de empilhamento no gelo Ih. De fato, os nossos resultados para as energias de formação de falhas de empilhamento sem defeitos Bjerrum são muito próximos de zero, concordando com as estimativas experimentais. Uma energia de formação de falha de empilhamento baixa indica que a dissociação de discordâncias perfeitas em discordâncias parciais é favorável. Nós investigamos propriedades estruturais de discordâncias parciais conhecidas como parciais 30° e 90°. Observamos uma semelhança muito grande entre as estruturas destas parciais no gelo Ih com o caso do silício. Assim como no silício, as moléculas de água presentes no caroço destas parciais apresentam uma ligação quebrada. Em ambas as parciais observamos uma forte tendência de reconstrução de caroço para restabelecimento desta ligação. Novamente, a desordem protônica dificulta o restabelecimento de todas as ligações quebradas espontaneamente criando defeitos de reconstrução conhecidos como defeitos de anti fase (APD) que também são observados no silício. Fizemos simulações que comparam as energias das parciais não-reconstruídas com as totalmente reconstruídas e os nossos resultados mostraram uma grande redução do excesso de energia com a reconstrução. Isto sugere que as discordâncias parciais no gelo Ih são reconstruídas. A discordância parcial 90° apresenta dois tipos de reconstrução um deles conhecido como período simples e o outro como período duplo. A diferença de energia entre estas reconstruções é tão pequena que é plausível que estas reconstruções coexistam em um mesmo caroço. Esta coexistência é mais uma das semelhanças entre o caso do gelo Ih e do silício. Os principais resultados desta Tese foram publicados em Physical Review B 85, 024119 (2012) / Abstract: Using the Density Functional Theory (DFT) approach, we studied the structural properties of stacking faults and partial dislocations in the most common solid phase of water, known as ice Ih. One of the main features of Ice Ih is the proton disorder, which has a strong influence on the structures of these defects. The relative displacement between layers to produce the stacking faults in ice Ih is responsible for creating violations of the ice rules known as Bjerrum defects. In DFT geometric optimizations we observed that molecules show a strong tendency to reconstruct to eliminate the Bjerrum defects. However, the proton disorder prevents the correction of all Bjerrum defects spontaneously. These remaining defects are responsible for higher stacking-fault energies, contradicting experimental estimates. This contradiction suggests that there is no significant concentration of Bjerrum defects in stacking faults in ice Ih. Indeed fact, our results for stacking fault energies without Bjerrum defects are almost zero, consistent with the experimental estimates. Low stacking fault energies suggest that dissociation of perfect dislocations into two partials is favorable. We investigated the structural properties of 30° and 90° partial dislocations. We observed that the structures of partial dislocations in ice Ih is very similar to the case of silicon. As in silicon, the water molecules in the partial dislocation core have one dangling bond. In both partials we observed a strong tendency of reconstruction to fix this dangling bond. Again, the proton disorder prevents the full correction of dangling bonds to occur spontaneously, creating reconstruction defects known as anti phase defects, that are also observed in silicon. We compare the nonreconstructed with fully reconstructed partial dislocations and observed a large reduction of excess energies associated with reconstruction. This suggests that partial dislocation in ice Ih are reconstructed. The 90° partial has two types of reconstruction. One is known as single period and another as double period. The energy difference between both is so small that it is plausible that these reconstructions coexist in the same core. This coexistence is yet another similarity between ice Ih and the silicon. The main results of this Thesis were published in Physical Review B 85, 024119 (2012) / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Paulo Sollero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-21T04:28:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fanton_Fabricio_M.pdf: 34307939 bytes, checksum: 90121f68d41d617f120ccb7aab340d41 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Na indústria aeronáutica o uso de juntas coladas, rebitadas, parafusadas e soldadas na união de partes estruturais é de extrema importância no projeto das aeronaves. No entanto, devido as suas vantagens, as juntas coladas representam uma das principais tecnologias disponíveis para a exploração de novos materiais e para o desenvolvimento de projetos inovadores de configurações estruturais. Atualmente muitas aplicações aeronáuticas de colagem estão em estruturas e peças secundárias, contudo esta tecnologia apresenta grandes potenciais que dependem de um processo robusto e do domínio do dimensionamento e certificação. A colagem de chapas adicionais, chamadas de doublers, em áreas mais críticas de fuselagem e asa conduz à redução de usinagem química e mecânica, provendo um melhor aproveitamento dos materiais. Portanto, o doubler colado é uma alternativa de junta bastante eficaz em substituição às outras alternativas presentes hoje na indústria aeronáutica, promovendo uma maior eficiência na transferência de carga, potencial de redução de custo, alta resistência à corrosão e à fadiga, característica de retardar a propagação de trincas e maior integração das peças. Desta maneira, este trabalho tem como objetivo estudar estruturas aeronáuticas metálicas reforçadas por doublers colados, usando modelos analíticos, numéricos e experimentais, com ênfase na análise de tensões do adesivo. Além disso, criou-se um software com interface amigável reunindo os modelos analíticos mais importantes na análise de doublers colados e o modelo analítico criado pelo autor deste trabalho, permitindo a comparação das tensões no adesivo com os modelos numéricos. Na parte experimental, por tratar-se de um estudo relativamente novo e sem normalização específica de ensaios disponíveis, foram desenvolvidas técnicas de análise com o uso do processamento digital de imagens e da extensometria, além do projeto dos corpos de prova. Foram também projetados e ensaiados subcomponentes utilizados para simular as aplicações reais de doublers colados, através do desenvolvimento de uma ferramenta de otimização paramétrica visando à redução do peso nas aeronaves / Abstract: In the aircraft industry the use of bonded, riveted, bolted and welded joints at the junction of structural parts are extremely important in aircraft design. However, due their advantages, bonded joints, represent one of the main technologies available for the exploration of new materials and to the development of innovative structural configurations. Nowadays several aircraft bonded applications are applied in structures and secondary parts, however, this kind of technology presents a huge potential that depends on a robust model, in an effective sizing process and in an accurate certification. The bonding process of additional plates, best-known as doublers, in critical fuselage areas and in wings lead to a reduction in chemical and mechanical machining, providing a better material use. Thus, to avoid chemical milling, in some critical areas of the fuselage, are installed additional plates. These plates are called doublers, and are bonded in the base plate as a reinforcement located to reduce the stress level. Therefore, the use of bonded doublers is a very effective alternative to replace other alternatives present today in the aviation industry, promoting greater efficiency in load transfer, lower cost, high corrosion resistance, lower crack propagation and greater integration of parts. Thus, this work aims to study aeronautical metal structural joints reinforced by bonded doublers, through the analysis by analytical, numerical and experimental models, with emphasis on stress analysis of adhesive. In addition, software was created with a friendly interface gathering the most important analytical models in the analysis of bonded doublers, and allowing within this software to make the comparison with numerical models. Due the lack of standard tests and its relatively new study, new proceedings were created. These techniques were developed by the use of digital image processing and strain gage. Several subcomponents were designed and tested to simulate the actual application of bonded doublers, through the development of an optimization process in order to reduce weight of the aircraft / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Oscar A. Braunbeck, Paulo Sérgio G. Magalhães / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-21T09:11:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SantosNeto_CarlosRodriguesdos_D.pdf: 9737086 bytes, checksum: 98cdfa2418494f6470bfeaf9648b17f5 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A deficiência direcional de equipamentos agrícolas autopropelidos restringe o seu uso em terrenos onde a declividade é superior a 12%, inibindo um processo de mecanização agrícola adequado.Partindo-se de um veículo equipado com um sistema de direção e propulsão atuando nas quatro rodas foi desenvolvido um estudo sobre o comportamento do ângulo de esterçamento nas rodas dianteiras e traseiras necessário para manter o veículo em sua trajetória desejada. Para tanto, as forças que agem no movimento do veículo foram determinadas, principalmente as forças laterais geradas no contato do pneu com o solo. Estas forças foram medidas com o auxílio de uma roda dinamométrica em diversas condições de carregamento, superfície, ângulo de esterçamento e pressão de inflação do pneu.Os resultados obtidos revelam que o aumento do ângulo de esterçamento da roda direcional aumenta a força transversal que atua sobre o pneu e que o tipo de piso de tráfego e de cobertura tem grande influência na deformação transversal do pneumático, pisos mais firmes permitem aumento mais linear da força transversal, a variação de pressão e de carga vertical também causa alteração neste comportamento principalmente quando se trata de pisos macios com e sem cobertura. A ação de uma força longitudinal no rodado oriunda do torque aumenta a rigidez ocasionando uma diminuição na deformação da linha equatorial do pneu, minimizando a deriva. Com o intuito de contribuir com o aprimoramento do desempenho direcional de veículos agrícolas foi desenvolvido um modelo para predizer a força transversal desenvolvida na interfase pneu-solo em função do ângulo de esterçamento, o tipo de piso, a pressão de inflação e a carga vertical aplicada ao pneu / Abstract: Directional disability of self-propelled vehicles restricts their use in agricultural land where the slope exceeds 12%, inhibiting a process of appropriate agricultural mechanization. A study was conducted on the steering ability of a vehicle having four wheel drive and four wheel steering. For that purpose the forces acting on the vehicle were determined, especially the lateral forces generated by the tire in contact with the ground. These forces were measured with the aid of a gage wheel under varying conditions of loading, surface type, steering angle and internal pressure. The results show that the increase of the steering angle of the wheel increases the lateral force acting on the tire. The type of traffic ground and its coverage have great influence on the lateral deformation of the tire; firmer soils allowed more linear increase of the transversal force under the increase of the steering angle. The variation of the tire pressure and vertical load applied to it also causes changes in steering behavior especially when it comes to soft soils with and without coverage. The action of a longitudinal force coming from the torque applied to the wheel increases the stiffness of the tire causing a decrease in the deformation of the equatorial line of the tire, minimizing the drift. In order to contribute for the improvement of the steering performance of agricultural vehicles a model was developed to predict the lateral force developed at the tire-soil interphase depending on the steering angle, the floor type, inflation pressure and vertical load applied to the tyre / Doutorado / Maquinas Agricolas / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientador: Antonio Celso Fonseca de Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T08:11:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tivelli_Erick_M.pdf: 5369905 bytes, checksum: b9254f481c50f8e409adfc4b024d1c79 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O presente trabalho analisou experimentalmente a utilização de latas de alumínio como absorvedor de energia de impacto. Foram realizados ensaios de compressão estáticos e dinâmicos objetivando correlacionar as deformações das latas com a energia absorvida. Foram analisadas a influência de fatores como, preenchimento da lata (ar ou vermiculita expandida) e disposição do arranjo para receber o impacto nas condições de latas separadas ou agrupadas. O levantamento das características da deformação que estão vinculadas com a absorção do impacto permitem especificar o tipo ideal da estrutura a ser impactada para diferentes aplicações. Os resultados do estudo viabilizaram a utilização das latas de alumínio, na condição de absorvedores de energia com deformação controlada, em barreiras de trenó de impacto / Abstract: The present study examined experimentally the use of aluminum beverage cans as absorbing impact energy elements. Crushing tests were performed aiming to correlate static and dynamic deformations of the cans with the energy absorbed. The study evaluated several conditions for forming a barrier capable of absorbing impact energy during impact tests on the sled. Static and dynamic crushing tests were performed aiming a better understanding of the behavior of the cans in such situations, and also analyzed the influence of factors such as filling the can (air or expanded vermiculite) and arrangement of the impact barrier, this tested the can as a honeycomb and in separate conditions. The study of the characteristics of deformation that are linked to allow the absorption of impact specify the ideal type of structure to be impacted for different applications. The results obtained in this work enabled the use of aluminum cans as agents of energy absorbers for the sled test / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Sergio Tonini Button, Lisandro Pavie Cardoso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:43:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_JairoAparecido_D.pdf: 8682650 bytes, checksum: 27ebe62387c0117dc7b3f4e812feec64 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A evolução dos materiais, de seus processos de transformação e de diversos componentes mecânicos vêm requerendo cada vez mais o desenvolvimento de técnicas e métodos para sua análise. A transformação de materiais por deformação plástica origina tensões internas chamadas tensões residuais que podem vir a alterar a resposta do componente e/ou sistema quando em uso. Este trabalho tem como objetivo a análise dessas tensões residuais em válvulas dinâmicas estampadas por difração de raios- X e pelo método de elementos finitos. Dentro deste contexto, foi desenvolvido um método alternativo ao usual sen2", para a determinação de tensões residuais por difração de raios- X em pequenas áreas, esse utiliza o método de análise da difração de raios-X usualmente empregada na determinação de tensões residuais em filme finos . Os resultados obtidos na difração de raios-X mostraram-se compatíveis com o processo de deformação estudado e também com os resultados da simulação numérica pelo método de elementos finitos. A comprovação prática desses resultados deu-se pela realização de ensaios de durabilidade em bancada por flexão alternada reversa de uma válvula dinâmica nas seguintes condições de fabricação: a) estampada, b) estampada e deformada plasticamente em regiões de alta solicitação mecânica e c) estampada, deformada plasticamente e com um processo abrasivo adicional empregado para a eliminação de regiões potencialmente danosas ao componente previamente verificadas na simulação. Os resultados obtidos nesses ensaios comprovaram a validade dos métodos empregados para a análise das tensões residuais / Abstract: The continuous development of engineering materials, the new manufacturing processes, and the more complex mechanical parts have required constandy improvement of techniques and methods able to make analyses fast and easy. Metal forming with dimensional changes by plastic deformation results internal stresses, named residual stresses, which can significandy a:ffect the mechanical performance of parts and systems. The main objective of this work is to develop a method to analyze the residual stresses in stamped dynamical valves by X-ray diffraction and by the finite element method. In this context it was developed a sin2", alterna tive method based on the method common1y applied to the determination of residual stresses in metallic thin fUms. The results obtained from X-ray diffraction are coherent to those obtained in the stamping processes and in the simulation by the finite element method. These results were also compared to results from fatigue tests carried out with a laboratory bench (cantilever alterna te reversed bending) with dynamic valves in the conditions: a) as blanked , b) blanked and plastica11y deformed on the regions subjected to high 10005, and c) blanked, plastica11y deformed and grinded to eliminate potential dangerous regions as revea1ed in the simulation. The results obtained in the fatigue tests confumed the validity of the methods applied in this work to analyze the residual stresses / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The degradation of the pavement has grown considerably due to the modification of traffic characteristics. It was increased the volume of traffic, the transported load and the tire inflation pressure, which added to the lack of load inspection on the load transport causes the asphalt coating the early appearance of defects. In order to seek progress on knowledge of the behavior of asphalt mixtures this study aimed to analyze the influence of the dosing method, of the granulometry and binders in the mechanical behavior of asphalt mixtures and determinate which of these three variables most influence on the mechanical behavior of the material. It was used two dosing method, Superpave and Marshall, four granulometries, two of them determined by Bailey method (range B and range C) and two by trial (range B and range C- simple framework on the ranges) and two type of asphalt binders: CAP 50-70 and the CAP 60-85, totalizing sixteen asphalt mixtures. The mixtures were evaluated in indirect tensile strength, stiffness in the resilient modulus testing and complex modulus, which used the 2SDP1D modeling to the composition of the master curves, and the permanent deformation by Flow Number test. The obtained results indicated that the factor that alter the stiffness and resistance to permanent deformation of the mixtures was the type of asphalt binder, wherein the modified binder increased the stiffness and damage resistance of the mixtures. The Bailey method of granulometric selection has also improved the behavior of the mixtures on a smaller scale of influence than the type of asphalt binder, followed by the dosing method Superpave that reduced the design binder content of the mixtures. / A degradação sobre o pavimento cresceu consideravelmente em virtude da modificação das características do tráfego. Aumentou-se o volume de tráfego, as cargas transportadas, a pressão de inflação dos pneus, que somados a falta de fiscalização sobre o transporte de carga ocasionam no revestimento asfáltico o surgimento precoce de defeitos. No sentido de buscar uma evolução sobre o conhecimento do comportamento das misturas asfálticas, este trabalho teve por objetivo analisar a influência do método de dosagem, da granulometria e do ligante no comportamento mecânico de misturas asfálticas e determinar quais dessas três variáveis mais influenciam no comportamento mecânico do material. Utilizaram-se dois métodos de dosagem, Superpave e Marshall, quatro granulometrias, duas determinadas pelo método Bailey (Faixa B e Faixa C) e duas por tentativa (Faixa B e Faixa C- simples enquadramento nas faixas) e dois tipos de ligantes asfálticos: CAP 50-70 e o CAP 60-85, totalizando dezesseis misturas asfálticas. As misturas foram avaliadas na resistência à tração indireta, na rigidez pelo ensaio de módulo de resiliência e módulo complexo, que utilizou a modelagem 2S2P1D para composição das curvas mestras, e a deformação permanente pelo ensaio de Flow Number. Os resultados obtidos indicaram que o fator que mais alterou a rigidez e a resistência à deformação permanente das misturas foi o tipo de ligante asfáltico, no qual o ligante modificado aumentou a rigidez e a resistência ao dano das misturas. O método Bailey de seleção granulométrica também melhorou o comportamento das misturas em uma menor escala de influência que o tipo de ligante, seguido pelo método de dosagem Superpave que reduziu o teor de ligante de projeto das misturas.