Orientador: Robson Pederiva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T12:10:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gevinski_JakersonRicardo_M.pdf: 6622293 bytes, checksum: aec7a88489a7f8e66c0dd6e0bdc0ed0e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O interesse de maior produtividade e baixos custos de manutenção, associados ao desenvolvimento de produtos mais otimizados fizeram aumentar a preocupação com as falhas por fadiga em equipamentos. Neste contexto, o monitoramento da tensão dinâmica em estruturas e máquinas sujeitas à vibração adquire cada vez mais importância. Com este intuito, diversos métodos para a estimativa de tensões e deformações dinâmicas que utilizam parâmetros vibracionais vêm sendo desenvolvidos. Por estes métodos, basicamente, estima-se a deformação dinâmica pela derivação espacial do deslocamento obtido pelas técnicas de análise modal. Neste trabalho, abordam-se os conceitos da teoria da elasticidade e da análise modal para a melhor compreensão dos métodos propostos na identificação de deformação a partir dos parâmetros modais. Estudam-se os conceitos da análise modal híbrida para prever o deslocamento de pontos da estrutura e os conceitos da matriz de transformação deslocamento - deformação. Com o objetivo de avaliar esses métodos, realizam-se simulações numéricas e um experimento. Este se constitui no estudo de uma viga de alumínio, onde determinam-se as deformações de flexão da mesma, a partir das acelerações medidas e utilizando o método de diferenças finitas. As simulações e experimentos apresentaram resultados relevantes e satisfatórios no campo da determinação da tensão e deformação dinâmicas em superfícies. / Abstract: The interest of greater productivity and low costs of maintenance, combined with the development of more optimized products, have raised concern about prevention of fatigue failure of equipments. In this context, the monitoring of the dynamic stress in structures and machines under vibration has become more important. With this purpose, several methods of estimation of dynamic stress and strain using vibrational parameters have been developed. Basically, results from modal analysis are transformed from the displacement space to the strain space by use spatial differential operator. The work addresses the concepts of the theory of elasticity and modal analysis for a better understanding of the proposed methods for the identification of strain from modal parameters. It studies the concepts of hybrid modal analysis to predict the displacement of structures' points and concepts of the transformation matrix displacement to strain. In order to evaluate these methods, numerical simulations and an experiment are realized. This constitutes the study of an aluminum beam which determines the bending strain from measured accelerations and using the finite difference schemes. The simulations and experiments showed satisfactory and relevant results in the field of determination of dynamic stresses and strains on surfaces. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Janito Vaqueiro Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavaguti_Marcelo_M.pdf: 8323924 bytes, checksum: dbbe1ab33c8e68d868a50f1f3b779398 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O processo de perfilação a frio é usado na indústria de fabricação de metal por aproximadamente 100 anos e seu desenvolvimento se deu com a experiência adquirida pelos operadores das perfiladeiras através do método de tentativa e erro, mas com a evolução das máquinas e da informática, surgiu a tecnologia das simulações computacionais que tem sido amplamente desenvolvida, fornecendo modelos capazes de predizer o comportamento do material de trabalho durante sua conformação mecânica e minimizando o tempo antes gasto com o método de tentativa e erro. Neste estudo, o processo de perfilação a frio foi simulado numericamente através do software MSC SuperForm 2002 baseado no método de elementos finitos com o intuito de analisar o comportamento da tensão longitudinal na região da base da chapa simulada buscando compreender os motivos pelos quais os furos pré-estampados na região da base das chapas de metal perfiladas industrialmente estavam apresentando um estreitamento de sua largura devido ao deslocamento transversal que suas arestas laterais sofriam durante a conformação mecânica do material, e com os resultados das simulações analisados, propor uma novo modelo geométrico para o ferramental da perfiladeira real / Abstract: The cold roll-forming process has been applied in the metal industry for about a hundred years and its development is due to the fact that this experience was acquired by the roll-forming operators through the trial-and-error method. Later, with the evolution of the machines and information technology, it was possible to create a new technology for computer simulations, which has been highly developed, so that it could supply models not only able to predict the behaviour of the work material during its metal forming process but also minimizing the length of time initially spent on the trial-and-error method. In this study, the cold roll-forming process was numerically simulated by MSC Superform 2002 software based on a finite element method with the purpose of analyzing the longitudinal stress behaviour in the region of the simulated sheet web, this study aims for a better understanding about the reasons why the pre-notched holes in the industrially ro11-formed metal sheet web were presenting a narrowing in the width due to a tranversal displacement that their lateral edges were suffering during the metal forming process of the material, and also, with the results of the simulations analized, proposes a new geometric model for the tooled real roll forming / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo Roberto Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T10:29:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cambiucci_AntonioFernando_M.pdf: 22676343 bytes, checksum: 219931524e5121689e62bc3bc4c13298 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho estudou o comportamento do aço rápido M2 durante a laminação a quente. Para tanto foi efetuada a caracterização qualitativa e quantitativa dos carbonetos existentes antes e imediatamente após as deformações verdadeiras sofridas pelo material através da laminação a quente. Nesta caracterização foram empregadas técnicas de microscopia ótica e eletrônica de varredura, difração de raio-X e metalografia quantitativa. Também foram medidas as cargas de laminação correspondentes a cada ensaio e as tensões de escoamento foram calculadas usando o modelo de Sims. Foram, então determinadas as equações das curvas das tensões de escoamento versus deformação verdadeira para cada temperatura de ensaio, visando assim, facilitar o dimensionamento de equipamentos industriais e melhorar o desempenho do processo de laminação do aço rápido M2. Foram também correlacionados os aspectos dessas curvas com as microestruturas. Cada amostra laminada foi examinada procurando-se correlacionar os fenômenos de encruamento e amolecimento (representados pela curva tensão de escoamento versus deformação verdadeira) com a microestrutura da mesma / Abstract: In this work, the behaviour of M2 high speed steel during hot rolling, was studied. Both qualitative and quantitative characterization was undertaken of the carbides present before and immediatelyafter true strains sufferedby the material due to hot rolling. For this characterization the techniques of optical and scanning electron microscopy, X-ray diffraction and quantitative metallography were used. The loads corresponding to each test and the flow stresses were calculated using Sims model. Equations were derived from plots of flow stress versus true strain for each test temperature, with the aim of allowing projection of the dimensions of industrial equipment and to improve the design of the rolling of M2 high speed steel. The shapes of these curves were also correlated with the microstructure of the steel. Each sample was examined to allow correlation of the hardening and softening phenomena (represented by the curves offlow stress versus true strain) with its microstructure / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T08:06:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelini_JoceliMariaGiacomini_D.pdf: 3402380 bytes, checksum: 10d439c2c31170c351752786f195bcf1 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O objetivo deste trabalho é mostrar os resultados encontrados nos estudos de tensão e deformação de amostras de policarbonato (PC) moldadas por injeção. A determinação quantitativa da tensão residual, neste polímero amorfo, era um desafio. Para isto, vários estudos foram conduzidos e algumas técnicas foram utilizadas. Corpos de prova de tração e impacto, com e sem tratamento térmico de alívio de tensões ("annealing") foram acompanhados por luz polarizada para comparação das linhas de tensão antes e após relaxação de tensões. O ensaio de impacto foi realizado com posterior análise do mecanismo de fratura. A aplicação da teoria do mecanismo de fratura elástico linear (MFEL) foi realizada e a tensão crítica, (sigma c, determinada. Foram realizados os ensaios de tração com os corpos de prova apropriados, em três diferentes velocidades, na temperatura ambiente; o módulo de Young, assim obtido, foi utilizado para cálculos posteriores de tensão e deformação. A técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foi utilizada para analisar a superfície de fratura dos corpos-de-prova. Após os ensaios de tração, a estrutura diamante foi encontrada, inédita para policarbonato, mesmo à temperatura ambiente. Em pesquisa bibliográfica, até então, isto somente tinha sido encontrado para altas temperaturas. Espectroscopia Raman e Microscopia Óptica acoplada foram utilizadas, para microcorpos -de-prova de tração, sendo esta a aplicação pioneira a polímeros sem carga, para medidas de tensão e deformação. Corpos-de-prova em curvatura ou flexão também foram estudados. Foi tentada a construção de uma curva de calibração de tensão medida com "micro strain gage" ou micro-extensômetro, para baixa deformação, versus "shift" ou a alteração no espectro Raman.Medidas de deformação, por deslocamento na microscopia óptica, também foram tentadas, mas não houve significativas alterações nos comprimentos de onda das absorções Raman, nos espectros obtidos. Os melhores resultados na Espectroscopia Raman foram obtidos com aplicação de carga; por este meio, a posição do pico no espectro foi medida em função da força aplicada em uma determinada área, ou tensão. A faixa de carga aplicada foi no mesmo nível da tensão residual medida anteriormente pelo método do "hole drilling strain gage" para produtos de policarbonato [2]. As tensões residuais, tensões internas, tensões de moldagem, diferentes formas de tensões congeladas, tensões de tração, tensões de compressão, enfim, todas fazem parte do contexto total de tensão-deformação. Estes conceitos, bem como o acompanhamento de fissuras e trincas, devem também ser utilizados em estudos de termo e fotodegradações / Abstract: The aim of this work is to show the studies that have been made and the results found in stress and deformation of polycarbonate injection moulded sample. The quantitative evaluation of the residual stress in this amorphous polymer, was an challenge. For this, a lot of studies have been made and some techniques have been employed. The dumb-bell and impact test specimens, with and without "annealing", were followed by polarized light to compare the stress lines, before and after stress relaxation. The impact test has been made with later fracture mechanism analyses. The application of the linear elastic fracture mechanics (LEFM) theories have been made and the critical stress, sigma c, have been calculated. With the dumb-bell specimens, had been made in the tensile test at three different rates, at room temperature; the Young's Modulus here obtained was used for later calculations of stress and strain. Scanning electron microscopy (SEM) has been used for to see the fracture surface of the samples. After the tensile tests, the diamond structure had been found even at room temperature; in literature survey, until now, this only was found at high temperature. Raman spectroscopy and optical microscopy technique has been useful in micro dumb-bell specimens, to evaluation of stress, in one first application to polymers without fillers. Samples in bending state have been also studied. It was try to make the calibration curve of strain measured with strain-gauge, for low strain, versus the shift in Raman spectra. The measurement of strain, by displacement in optical microscope, also was tried, but no significally shift in Raman wave number was obtained. The best results have been got with application of load; in this way, the Raman spectral peak position have been measured in function of applied load in one determined area, or stress. The applied load range was in the same level of the residual stress measured earlier by the hole drilling strain gage method, for polycarbonate products. The residual stress, and ali kinds of stress citation, were understood in the whole of stress strain approach and this concept and evaluation of crazes and cracks should to be also used in thermal and photo degradation studies / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

O objetivo básico deste trabalho é o de estender a formulação elastoplástica do método dos elementos de contorno, de modo a incorporar a análise de corpos sujeitos ao fenômeno da localização de deformações. É utilizado um modelo de plasticidade com gradiente a fim de se evitarem as dificuldades associadas ao contínuo local. Apenas o segundo gradiente é incorporado ao modelo constitutivo. Uma representação integral para avaliação da tensão no contorno na plasticidade é obtida. O comportamento da formulação explícita clássica do método dos elementos de contorno na presença de amolecimento é analisado para a plasticidade local e com gradiente. Uma formulação implícita dos elementos de contorno utilizando o conceito de operador tangente consistente adaptado ao algoritmo de tensão inicial também é implementada e analisada. Exemplos numéricos são realizadas para mostrar a precisão dos resultados e comparar as formulações propostas. Os resultados mostram a localização de deformações ao longo de faixas estreitas determinadas pelo tamanho das células definidas pela discretização. A captura do fenômeno da localização é particularmente precisa quando se utiliza o procedimento implícito. Uma nova formulação do método dos elementos de contorno utilizando o operador tangente consistente também é proposta para a plasticidade com gradiente. / The basic purpose of this work is to extend the boundary element formulation to incorporate the analysis of bodies where the localization phenomena occurs. A gradient plasticity model is used in order to overcome the difficulties associated to local continua. Only the second gradient is incorporated to the constitutive model. A integral representation for boundary stress evaluation in plasticity is obtained. The behavior of the classical explicit boundary element formulation in presence of softening is analysed for local and gradient plasticity. A implicit boundary element formulation using the concept of consistent tangent operator adapted to the inicial stress agorithm is also implemented and analysed. Numerical examples are solved to show the accuracy of the results and to compare the proposed formulations. The results exhibit the strain localization along narrow bands given by the cell sizes defined by the discretization. The capture of localization phenomena is particulary accurate when the implicit scheme is used. A new implicit boundary element formulation using the consistent tangent operator is also proposed.

Este trabalho apresenta a teoria de homotopia simples, desenvolvida por J. H. C. Whitehead, com o objetivo de obter um método para classificar espaços com o mesmo tipo de homotopia. Com esta motivação, Whitehead introduz o conceito de equivalência de homotopia simples entre complexos simpliciais, que posteriormente é generalizado para complexos CW, espaços criados pelo próprio Whitehead. Um resultado imediato desta teoria é que quando dois espaços têm o mesmo tipo de homotopia simples, eles têm o mesmo tipo de homotopia. A recíproca desta afirmação é então conjecturada. Mostraremos que trata-se de uma conjectura falsa, contudo a investigação de sua confirmação produz um material que toma rumo próprio. Nosso enfoque são os aspectos algébricos envolvidos nesta investigação / This work presents the simple-homotopy theory, developed by J. H. C. Whitehead, with the goal to get an method to classify spaces with the same homotopy type. So, with this motivation, Whitehead introduced the concept of simple-homotopy equivalence between simplicial complexes, that later was generalized for CW complexes, spaces created by himself. An immediate result of this theory is that, if two spaces have the same simple-homotopy type, they have the same homotopy type. Then, the reciprocal statement is conjectured. We will show that the conjecture is not true, but the research about its truthfulness produces a material that takes its own way. Our approach are the algebraic aspects involved in this research

Orientadores: Alberto Luiz Serpa, Marco Lúcio Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_AllanPatrickCordeiro_M.pdf: 5620368 bytes, checksum: a856aa1d97161e81d35fc5c6fd68d91a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: No presente trabalho, apresenta-se um elemento de contato com alta ordem de interpolação, construído a partir do método mortar de decomposição de domínios discretizados. O alvo de estudo é a verificação da acurácia da solução com o aumento da ordem de interpolação do elemento em problemas bidimensionais de contato com grandes deformações, atrito sem considerar efeitos termomecânicos. São apresentadas soluções para alguns problemas clássicos da literatura de contato. Os resultados obtidos, de uma forma geral, tanto para pequenas como para grandes deformações, mostram que a alta ordem de interpolação pode ser considerada uma interessante estratégia para ganho de precisão na solução deste tipo de problemas, quando o foco em análise é o estudo das tensões e esforços gerados pelo contato / Abstract: This work presents a high-order mortar finite element for frictional contact problems considering finite deformations without thermomechanics effects. The aim of this work is to increase the accuracy of the solution in the contact region with the application of p-FEM high-order method. The results for both small and large strains shows that the high order interpolations can be considered an interesting strategy in this kind of problems, when the analysis is focused on the study of stresses and reactions generated by contact / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior / Tese (doutorado) ¿ Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T05:30:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_CleudianeSoares_D.pdf: 7841295 bytes, checksum: d8155a33f6d6f937b47fa5f75c225efe (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Sistemas automatizados vêm sendo desenvolvidos e empregados a fim de melhorar a qualidade de medição, minimizar custo e o tempo empregados nas inspeções industriais. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema automatizado para medições de tensões utilizando ultrassom. Nele estão detalhadas as características técnicas, os componentes necessários, as vantagens e as dificuldades do sistema. Tal sistema permite a avaliação do componente com tempo reduzido, baixo custo e confiabilidade. A metodologia proposta utiliza o efeito acustoelástico com ondas longitudinais criticamente refratadas (Lcr) para determinar a tensão no material. Foi projetado e construído o protótipo de um robô capaz de permitir rapidez e objetividade ao processo de medição, além de se adaptar a diâmetro de dutos, em uma ampla faixa. Os resultados obtidos para o tempo de percurso das ondas Lcr foram comparados com outros métodos de obtenção da tensão: analítico teórico, método de elementos finitos, extensometria e calculado usando o tempo de percurso das ondas Lcr. Os resultados finais da tese mostram que o dispositivo automatizado pode ser empregado na avaliação de tensões em dutos petrolíferos, atingindo o objetivo principal do trabalho, representando um avanço e contribuindo para o aprimoramento das técnicas de inspeção e monitoramento da saúde estrutural de componentes / Abstract: Automated systems have been developed and used to improve the measurement quality, minimizing cost and time employed in industrial inspection. This thesis describes the development of an automated system for measuring stress using ultrasound. The technical features and the necessary components of the system are detailed, as well its advantages and difficulties of implementation. Such a system allows the evaluation of the component with short time, low cost and reliability. The proposed methodology uses the acoustoelastic effect with critically refracted longitudinal waves (Lcr) to determine the stress in the material. It was designed and built a prototype robot that can provide speed and objectivity to the measurement process and adaptation to a wide range of duct diameters. The results for the travel time of the Lcr waves were compared with other methods of obtaining the stress: analytical theory, finite element method, strain gages and calculated using the travel time of the Lcr waves. The final results of the thesis show that the device can be used in automated assessment of stress in oil pipelines, reaching the main objective, representing a breakthrough and contributing to the improvement of technical inspection and health monitoring of structural components / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientador: Robson Pederiva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T06:27:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gevinski_JakersonRicardo_D.pdf: 12693026 bytes, checksum: fe16190815edb5eee4a73ed3a84fa51d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Máquinas e equipamentos em condições operacionais estão susceptíveis à vibração e, consequentemente, deformações e tensões. Deformações em níveis excessivos podem ocasionar falhas por fadiga, muitas vezes catastróficas. Desta forma, o monitoramento e a caracterização da distribuição da deformação dinâmica em estruturas se tornam muito importantes. Em vista da determinação da deformação dinâmica, métodos de estimação de deformação que utilizam parâmetros vibracionais foram desenvolvidos. Por estes métodos, basicamente, estima-se a deformação dinâmica a partir da informação do deslocamento, não havendo, principalmente, a necessidade da colagem de extensômetros sobre a estrutura. Nesta tese, os métodos de estimação de deformação são aplicados utilizando funções respostas em frequência e de transmissibilidade. Os métodos de estimação da deformação são avaliados a partir de simulações numéricas e experimentos. A simulação numérica é realizada em uma viga engastada, e utilizam-se os métodos da matriz de transformação, análise modal híbrida e o método direto, baseado na análise da curvatura da viga. As avaliações experimentais são realizadas em placas de alumínio com diferentes geometrias e condições de contorno. O tensor de deformação e a distribuição da deformação dinâmica são determinados utilizando sinais de aceleração medidos em diferentes pontos da superfície das placas e os métodos de estimação. Os modos de deslocamento e de deformação, necessários para aplicação dos métodos, são obtidos por elementos finitos em ANSYS®. Na transformação deslocamento-deformação, são utilizados os métodos de diferenças finitas e de elementos finitos. Os tensores de deformação estimados são comparados com os tensores de deformação medidos por meio de extensômetros. Os modos operacionais de deformação estimados foram comparados com modos simulados. As simulações e experimentos apresentam resultados relevantes e satisfatórios no campo da determinação da deformação dinâmica / Abstract: Machinery and equipment, under operating conditions, are susceptible to vibration and hence the levels of dynamic stress and strains. The consequence of excessive vibration can be catastrophic since, high levels of stress and strain, occurring in a certain period of time can cause fatigue failures. Thus, monitoring and characterization of the dynamic strain distribution in mechanical structures becomes increasingly important. In view of the dynamic strain determination, some methods have been developed to predict the dynamic strain from vibration measurements. These methods basically consist in the numerical differentiation of displacement and, in especially, to predict the strain without the use of strain gages. In this thesis, the strain predicting methods are applied using both functions frequency responses and transmissibility. The strain predicting methods are evaluated through numerical simulations and experiments. The numerical simulation is performed on a cantilever beam, and the hybrid modal analysis, transformation matrix and the direct method, based on the analysis of the curvature of the beam matrix, are used. The experimental evaluations are performed on aluminum plates with different geometries and boundary conditions. The dynamic strain tensor and the distribution of operating strain are determined using acceleration, measured at different points on the surface of the plates, and the strain predicting methods. The strain and displacement modes, required for application of the methods, are obtained by finite element in ANSYS ®. In the displacement - strain transformation, both the finite difference methods and finite elements methods are used. The predicted strain tensors are compared with the strain measured using strain gauges. The predicted operating modes were compared with simulated strain modes. Simulations and experiments show significant and satisfactory results in the field of determining the dynamic strain / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Nilson Tadeu Mascia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T14:01:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_ClaudiaLuciadeOliveira_D.pdf: 2159650 bytes, checksum: 98e13dcad36cb7a37e691ac1aed3cc6c (MD5) Previous issue date: 2002 / Doutorado