Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T05:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:05:01Z : No. of bitstreams: 1 137800.pdf: 43080571 bytes, checksum: 7455c9dba01a8a9f6e1c6a2c2932a6c5 (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T07:07:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:57:08Z : No. of bitstreams: 1 145021.pdf: 12827152 bytes, checksum: b8ac738542b384d5163afff725f0f879 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T10:04:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:58:36Z : No. of bitstreams: 1 149242.pdf: 13453709 bytes, checksum: 6fc7cb97b7d57ce62f351cdba9d5186f (MD5) / Desde os anos 50 o comportamento estrutural da alvenaria vem sendo estudado. No entanto, principalmente quando do uso de alvenarias grauteadas, este comportarnento ainda não foi perfeitamente entendido. Neste contexto enquadra-se este trabalho, cujo objetivo principal é auxiliar na compreensão do comportamento das estruturas de alvenaria à compressão. Foi desenvolvido um programa experimental baseado no estudo de prismas de blocos vazados de concreto grauteados e não grauteadas, onde foram variadas a geometria do bloco, a sua resistência e a resistência do graute. São testadas equações anteriormente propostas por vários pesquisadores para os materiais aqui utilizados, bem como são avaliadas as prescrições das normas mais usadas no Brasil para a determinação da capacidade portante da alvenaria. Os principais resultados obtidos mostram que é possível obter prismas de alvenaria grauteados mais resistentes que a alvenaria oca correspondente em relação à área líquida. Para os materiais utilizados foi possível obter prismas com altos fatores de eficiência. Além disso, conseguiu-se obter um aproveitamento quase que total das resistências do graute e do prisma envolvente. Não foi possível detectar diferença significativa de comportamento dos prismas em função da geometria dos blocos utilizados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T11:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:34:18Z : No. of bitstreams: 1 174101.pdf: 28167541 bytes, checksum: 6ce9b595c9f6086b64558365c87fd99e (MD5) / O trabalho teve como objetivo principal estudar as propriedades mecânicas e o modo de ruptura de prismas de blocos de concreto grauteados e não grauteados submetidos à compressão axial. Foram moldados 60 tipos de prismas, com três blocos de diferentes resistências à compressão, dois tipos de argamassas (1:1:6) e (1:0,5:4,5), quatro grautes com diferentes resistências à compressão e dois tipos de assentamento, assentamento total e lateral. Foram realizados vários ensaios nos componentes dos prismas. Dos blocos foram determinadas as dimensões, resistências à compressão, resistências à tração, absorção e o módulo de elasticidade. Nas argamassas e grautes foram determinadas as resistências à compressão, módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson. As deformações dos prismas foram monitoradas através de "demec gauges" durante o ensaio de compressão. Posteriormente, foi feita uma análise estatística para a avaliação da influência da resistência à compressão do bloco, argamassa, graute e tipo de assentamento na resistência do prisma. Também foram feitas comparações entre as resistências especificadas pela BS 5628: Part 1 (1992) e os resultados obtidos neste estudo. Os principais resultados foram: Para prismas não grauteados o aumento na resistência do bloco, aumenta a resistência à compressão do prisma, embora de forma não diretamente proporcional. O mesmo não ocorre para prismas grauteados, que a partir de um determinado nível de resistência do bloco, a medida em que se aumenta a resistência do graute, quando se utiliza argamassa de baixa resistência, não se obtém aumento de resistência nos prismas. Não há ganho de resistência na alvenaria usando-se graute com resistência acima da resistência do bloco na área líquida A melhor eficiência da alvenaria foi obtida com grautes e blocos de resistências aproximadamente iguais. Para os diferentes tipos de assentamento utilizados, pode-se concluir que, no caso de assentamento de argamassa apenas nas laterais (AL) com graute, o uso de blocos mais resistentes contribui para o aumento da resistência do prisma de forma mais significativa do que no caso em que o assentamento de argamassa seja feito em todas as faces do bloco (AT). Em relação à resistência à compressão da argamassa de assentamento, de uma maneira geral, pode-se afirmar que, para prismas grauteados, a influência da resistência da argamassa na resistência dos prismas é menos importante do que para os prismas não grauteados.

[pt] A evolução de um corpo pode ser estudada usando-se as equações de conservação de massa, de energia e o Princípio das Potências Virtuais. Para uma modelagem completa é necessário ainda fornecer informações adicionais que caracterizam o comportamento de um dado material, o que é feito através de hipóteses constitutivas. Uma solução dessas equações será mecanicamente admissível se ela não violar a Segunda Lei da Termodinâmica. Este trabalho apresenta um procedimento sistemático de obtenção de equações constitutivas que satisfazem automaticamente uma versão local da Segunda Lei da Termodinâmica. A teoria Desenvolvida estende e generaliza os conceitos da Termodinâmica dos Processos irresistíveis, não supondo a priori o desacoplamento da dissipação térmica e da dissipação intrínseca e permitindo a existência de um potencial de dissipação não convexo e não diferenciável. A partir dessa teoria termodinâmica básica foram desenvolvidos os seguintes tópicos: - Classificação e análise dos comportamento usuais de sólidos em pequenos deformações(elasticidade, viscoelasticidade, elastoplasticidade e elastoviscoplasticidade). - Modelagem, simulação numérica e avaliação experimental do acoplamento entre o envelhecimento e a plasticidade em metais e ligas metálicas (endurecimento por precipitação-mudança de fase). Na final do trabalho apresenta-se uma alternativa de extensão para um contexto de grandes deformações do estudo feito para sólidos, visando a análise de processos de conformação mecânica de metais. / [en] The evolutuion of a body can be studied using the equations of conservation of mass, of energy and the Virtual Power Principle. For a complete modelling it is also necessary to give additional informations that characterize the behaviour of a paticular material. This is done by means of constitutive hypothesis. A solution of these equation Will be mechanically admissible if it does not violate the Second Law of Thermodynamics. This work presents a systematic procedure to obtain constitutive equations that satisfy automatically a local version of the Second Law of Thermodynamics. The Theory developed here generalizes the classical ideas of the Thermodynamic of Irreversible Process: The uncoupling between the thermic and the intrinsic dissipation is not used as a basic assumption and the existence of a non convex and non differentiable potencial of dissipation is admissible. Using this basic thermodynamocal theory, the following topics were developed: - Classification and analysis of the usual behaviour of solids at infinitesimal deformation (elasticity, elastoviscoplasticity). - Modelling, numerical simulation and experimental evaluation of the coupling between aging and plasticity in metals and alloys (hardening due to precipiation process-change of phase). At the end this work, it is also presented na alternative of extension of the study made for solids to a finite deformation context, with the purpose of the simulation of metal forming processess.

[pt] São obtidas expressões analíticas para a análise de tensões atuantes em cascas esféricas submetidas aos carregamentos de pressão interna, peso próprio e pressão hidrostática. Apenas a teoria de membrana é utilizada. O vaso esférico pode ser apoiado por um suporte elástico ou por colunas. O problema de uma calota apoiada num sólido elástico semi-infinito também é estudado. Para estas considerações, são utilizadas teorias de flexão para carregamentos axissimétricos aplicados na borda e para carregamentos arbitrários, como também são estudados deslocamentos, em sólidos semi-infinitos, devido a carregamentos axissimétricos ao longo de um anel. / [en] Analytical solutions are obtained for stresses analysis of spherical shells subjected to internal pressure,dead weight and hidrostatic pressure. Only the membrane theory is used. The spherical vessel is considered supported by continuos elastic support or by columns. The problem of hemispherical shells supported by na elastic semi infinite solid is studied. For this considerations, bending theories for axysimetric edge load and for arbitrary load used. Displacements of semi infinite solids are also studied.

Orientador: Carlos Roberto Grandini / Banca: Carlos Alberto Soufen / Banca: Sandra Giacomin Schneider / Banca: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Tomaz Toshimi Ishikawa / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Desde a antiguidade o homem busca materiais que possam substituir parcial ou totalmente tecidos do corpo humano. Os materiais metálicos mais utilizados com essa finalidade se enquadram em três grupos: os aços inoxidáveis, as ligas a base de cobalto e as ligas a base de titânio, esta última com destaque em relação às outras duas. As ligas de titânio são classificadas de acordo com a fase estável à temperatura ambiente, podendo ser α, α + β e β. A liga comercialmente mais utilizada em implantes é a Ti-6A1-4V, uma liga tipo α + β, porém estudos mostraram que os elementos A1 e V apresentam alguns efeitos tóxicos. Visando contornar esse problema, tem sido desenvolvidas ligas sem a presença destes elementos e que apresentem propriedades adequadas para a sua utilização como biomaterial. Dentre os diferentes tipos de ligas de titânio, as ligas do tipo β têm um futuro promissor, pois são as ligas que apresentam menores valores de módulo de alasticidade. A liga Ti-35Nb-7Zr5Ta se destaca, pois tem o menor módulo de elasticidade dentre elas, 55 GPa. As propriedades mecânicas destes materiais são fortemente relacionadas com o seu processamento térmico e mecânico, bem como a presença de elementos intersticiais como H, O, N e C. Este trabalho teve como objetivo estudar a influência de elementos intersticiais em solução sólida nas propriedades físicas, mecânicas e biocompatibilidade da liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta. Para isso foram realizadas medidas de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e análises químicas, objetivando a caracterização das amostras. Foram realizados ensaios de citotoxicidade direta e indireta, espectroscopia mecânica e tratamentos térmicos, além de dopagem com oxigênio nas amostras, para verificar que influência os elementos intersticiais acarretariam nas propriedades físicas e biocompatibilidade desta liga... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Since the antiquity the man searches for materials that can substitute partially or totally tissues of the human body. The metallic materials more used with that purpose are in three groups: the stainless steels, the cobalt based alloys and the titanium based alloys, this last one with prominence in relation to the other ones two. The titanium alloys are classified in agreement with the stable phase to the room temperature, could be, α, α + β e β. The commercially more used alloy in implants it is Ti-6A1-4V, a α + β type alloy, even so studies showed that the elements A1 and V present some toxicant effects. Seeking to solve that problem, it has been development alloys without the presence of these elements and that present properties adapted for its use as biomaterial. Among the different types of titanium alloys, the β type have a promising future, because they are the alloys that present smaller values of elasticity modulus. The Ti-35Nb-7Zr-5Ta alloys stands out, therefore it has the smallest elasticity modulus among them 55 GPa. The mechanical properties of these materials are strongly related with its thermal and mechanical processing, as well as the presence of interstitial elements as H. O. N and C. This work had as objective to study the influence of interstitial elements (in solid solution) in the physical and mechanical properties, and biocompatibility of the Ti-35Nb-7Zr-5Ta alloy. For that, measures of X-ray diffaction X, scanning electron microscopy and chemical analyses were performed, objectifying the characterization of the samples. Tests of direct and indirect cytotoxicity, mechanical spectroscopy and heat treatments were made, besides of doping the samples with oxygen, to verify that influence the interstitial elements have in the physical properties and biocompatibility of this alloy. In the cytotoxicity tests the samples not presented toxic effect... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Carlos Roberto Grandini / Banca: Neide Kazue Kuromoto / Banca: Aron José Pazin de Andrade / Banca: Ana Flávia Sanches Borges / Banca: Luís Geraldo Vaz / Resumo: Os recentes avanços científicos resultaram em melhor qualidade de vida e consequente aumento da longevidade. Por conta disso, a população de idosos aumentou e doenças relacionadas à idade como osteoporose levam o governo a ter que gastar consideráveis quantias em próteses ortopédicas. Há também uma grande demanda devido aos acidentes de transito. A liga de Ti mais utilizada para aplicações biológicas é a liga Ti-6Al-4V, porém alguns estudos associam efeitos citotolóxicos e reações adversas em tecidos e desordens neurológicas à presença de Al e V. Para sanar este problema, novas ligas de Ti que apresentam em sua composição elementos como Nb, Ta, Zr, Fe e Mo estão sendo pesquisadas e o desenvolvimento de novas ligas de Ti contendo Nb para aplicação ortopédica é um tema de grande importância social e tecnológica, pois o Nb é um elemento não tóxico e não alergênico, possui elevada biocompatibilidade e tem o Brasil como seu maior produtor, daí a importância de desenvolvimento de ciência e tecnologia utilizando tal maneira. As etapas de processamento, a concentração de soluto substancial e a presença de elementos interticiais (O, C, N e H) alteram significativamente as propriedades mecânicas da liga, principalmente suas propriedades elásticas, causando endurecimento ou enfraquecimento da liga. Este trabalho apresenta os efeitos das etapas de processamento, da concentração de nióbio e de oxigênio intersticial em solução sólida na dureza, módulo de elasticidade e microestrutura de ligas do sistema Ti-Nb, preparadas por fusão a arco e caracterizadas por medidas de densidade, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, microdureza Vickers, análise química quantitativa, análise do teor de oxigênio e módulo de elasticidade. Observa-se tendência de aumento da dureza e do módulo de elasticidade com o aumento do teor de oxigênio, enquanto o aumento do teor de nióbio tende a diminuir... / Abstract: Recent scientific advances have led to a significant increase in life's quality and consequantly, longevity. As a result, the elderly population has increased considerably and thus age-related diseases such as osteoporosis lead the government to spend considerable sums of money with orthopedic prostheses. There is also a great demand for orthopedic prostheses due to accidents. The most used Ti-based alloy for biological applications is the Ti-6Al-4V alloy, but some studies associate the V to cytotoxic effects and adverse reactions in tissues , while Al has been associated with neurological disorders. To solve this problem, new Ti-based alloys that have in their composition elements such as Nb, Ta, Zr, Fe and Mo are being researched. The development of new Ti-based alloys containing Nb for orthopedic application is a topic of great social and technological relevance, as this element is a non-toxic, non-allergenic, has high biocompatibility and has Brazil as its biggest producer, hence the importance of development of science and technology using this material. The processing steps, the concentration of substitutional solute and the presence of interstitial elements (O, C, N and H) changes signficantly the mechanical properties of the alloy, particularly its elastic properties, causing hardening or softening of the alloy. This work presents the effects of processing steps, the concentration of interstitial oxygen and niobium in solid solution in some mechanical properties of alloys of Ti-NB system, prepared by arc melting and characterized by density measurements, X-ray diffraction, optical microscopy, Scanning Electron Microscopes, microhardness, quantitative chemical analysis, analysis of the oxygen content and modulus of elasticity. Observed trend of increasing oxygen content, while increasing in the niobium content tends to stabilize the B phase, which presents values lower of elasticity modulus than the presented by the a phase / Doutor

Orientador: Carlos Roberto Gandini / Banca: Rondinelli Donizetti Herculano / Banca: Mirian de Lourdes Noronha Motta Melo / Banca: Walter José Botta Filho / Banca: Arnaldo Rodrigues dos Santos Junior / Resumo: As ligas compostas por titânio, molibdênio e nióbio integram uma nova classe de ligas às base de titânio, sem a presença de alumínio e vanádio (que apresentam citotoxidade) e que possuem baixo valores do módulo de Young (abaixo de 100 GPa). Isto ocorre pelo fato destas ligas possuírem estrutura B, bastante atraentes para o emprego como biomateriais. Neste tipo de ligas, as variáveis de processamento podem ser controladas mais facilmente em relação às ligas a w a-B, objetivando a obtenção de propriedades melhoradas como menor módulo de elasticidade, aumento da resistência corrosão e melhor resposta do tecido ósseo. Neste trabalho foi estudado o efeito de tratamentos térmicos nas propriedades mecânicas, eletroquímicas e biocompatibilidade de ligas do sistema Ti-15%pMo-XNb(0,5, 10, 15 e 20% em peso). As ligas foram fundidas em forno a arco e caracterizadas por difração de raios X e análise pelo Método de Rietveld, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por energia dispersiva (EDS), microdureza, módulo de elasticidade, resistência à corrosão e citoxidade. Com a adição de nióbio, diminui-se consideravelmente a microdureza e o mesmo ocorreu com o módulo de elasticidade, com valores em torno 80 GPa, bem abaixo do materiais metálicos comercialmente para este tipo de aplicação. Com adição de oxigênio existe uma tendência de aumento da microdureza e do módulo de elasticidade. A resistência à corrosão das ligas aumentou consideravelmente com a adição de nióbio, possuindo uma baixa densidade de corrente de corrosão. Os ensaios de citotoxidade in vitro mostraram aumento na viabilidade celular com base nos ensaios de MTTe Cristal de Violeta. Das ligas produzidas, destaca-se a Ti-15Mo-20Nb, pois possui menor microdureza e módulo de elasticidade, além de ter aumentado a viabilidade celular / Abstract: Alloys composed by titanium, molybdenum and niobium are part of a new class of titanium-based alloys, without the presence of aluminum and vanadium (which exhibit cytotoxicity) and that have low values of Young's Modulus (below 100 GPa). This occurs because these alloys have B structure, very attractive for employment as biomaterials. In this type of alloys, processing variables can be controlled more easily in relation to a - B alloys, aiming improved properties like lower modulus of elasticity, increased corrosion resistance and better response of bone tissue. In this work, we studied the effect of the addition of oxygen and heat treatments on the mechanical and electrochemical properties, and cytotoxicity, of Ti-15wt%Mo-XNb (X= 0,5, 10, 15 and 20 w%) alloys system. The alloys were melthed in arc-furnace and characterized by x-ray diffraction techniques and analysis by Rietveld method, optical and scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, (EDS), microhardness, modulus of elasticity, resistance to corrosion and cytotoxicity, The results showed promising results with the addition of niobiu. With the addition of niobium, occurs considerably decreases in the microhardness and the same occurred with the modulus of elasticity, with values around 80 GPa, below the metallic materials used commercially for this type of application. With the addition of oxygen there is a trend of increasing microhardness and modulus of elasticity. The corrosion resistance of alloys that has increased considerably with the additoion of niobium, prossessing a low corrosion current density. Cytotoxicity assays demonstrated in vitro cell viability based on MIT assay and Crystal Violet. Alloys produced, highlight the Ti-15Mo-20Nb, because it has lower hardness and modulus of elasticity, in addition to cell viability / Doutor

Orientador: Carlos Roberto Grandini / Banca: Cláudia Eliana Bruno Marino Zarbin / Banca: Maria Cristina R Alves Rezende / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Titânio e suas ligas, atualmente, são utilizados como implantes por possuir excelente resistência à corrosão e propriedades mecânicas mais adequadas que os implantes de aço inoxidável e de Co-Cr. A liga de titânio mais utilizada para aplicações biomédicas é a liga Ti-6Al-4V, porem estudos mostraram que o vanádio causa reações alérgicas nos tecidos humanos e o alumínio tem sido associado com desordens neurológicas. Assim, para contornar este problema, novas ligas de titânio sem a presença desses elementos estão sendo estudada. O objetivo desse trabalho é analisar a influência do soluto substitucional molibdênio na estrutura cristalina, microestrutura, microdureza e módulo de elasticidade de ligas ternárias do sistema Ti-20Zr-Mo, onde o teor de molibdênio foi variado de 0,2,5,5,7,5 e 10% em peso. A caracterização química dos materiais foi realizada pela técnica de espectroscopia por EDS, FRX, mapeamento químico e medidas de densidade. A análise estrutural foi efetuada por difração de raios X, com posterior refinamento do difratograma com o método de Rietveld, analisando a variação dos parâmetros de rede e quantidade de fases. A análise microestrutural foi realizada pela da técnica de microscopia ótica e eletrônica de varredura. Uma análise das propriedades mecânicas da liga é obtida por intermédio de medidas de microdureza Vickers e módulo de elasticidade dinâmico. Os resultados de composição química mostraram que as amostras produzidas são de ótima qualidade. Os resultados estruturais e microestruturais indicam que a liga Ti-20Zr possui apenas a fase... / Abstract: Titanium and alloys currently are used as implants possessing excellent corrosion resistance and mechanical properties more suited to stainless steel implants and Co-Cr. The titanium alloy used for most biomedical applications is Ti-6Al-4V, however studies showed that vanadium cause allergic reactions in human tissues and alluminum has been associated with neurological disorders. So to overcome this problem, new titanium alloys without the presence of these elements are being studied. The objective of this study is to anlyze the influence of molybdenum substitutional solute in the structure, microstructure, hardness and elastic modulus of ternary alloy Ti-20Zr-Mo system, where the molybdenum content was varied from 0,2,5,5,7,5 to 10% by weight. The chemical characterization of materials was performed by spectroscopy EDS, XRF, chemical mapping and density measurements... / Mestre