Este trabalho tem como objetivo principal otimizar o ajuste do equipamento de correntes parasitas para aumentar a confiabilidade de separação de diferentes composições químicas de aço. Para atingir este objetivo foram realizados experimentos utilizando o aparelho de correntes parasitas - MAGNATEST D - sendo avaliado três diferentes variáveis do processo: frequência de teste, fator de enchimento e avaliação por harmônica. Foram empregadas frequências de ensaio 2, 4, 8, 16, 32 e 64 Hz, fatores de enchimento de 40% e 18%, as harmônicas utilizadas foram de 1a e 3a ordem. As amostras do teste foram barras de 63,50mm de diâmetro com 6 metros de comprimento e composições químicas SAE 1020, 8620, 4320, 8640, 1045 e 4140 isentas de qualquer tratamento térmico. Os resultados demonstraram a possibilidade de separar os materiais, onde obtivemos mais de 96% de acerto de separação sem erros falsos para frequência 4 Hz e harmônica de 1a ordem. O fator de enchimento teve pouca influência nos resultados, indicando que com 40% é mais confiável devido a não indicação de erros falsos. / The aim of this work was to find the optimal parameters for Eddy Current equipment to detect different grades of steel thus improving the reliability for this application. The eddy current equipment utilized was a MAGNATEST D. Three different process parameters were evaluated: frequency, fill factor and harmonic analysis. Frequency varied form 2, 4, 8, 16, 32 and 64 Hz, fill factor ranged from 40% and 18%, and 1st and 3rd harmonic were used. The samples were steels bars with 63,50mm diameter, 6 meters in length in six SAE steel grades: 1020, 8620, 4320, 8640, 1045 e 4140, without heat treatments. The results have shown the possibility of separating the materials, with more than 96% of success of separation without false errors for frequencies 4 Hz and harmonic of the 1st order. The fill factor had little influence on results, with 40% being more reliable due to no indication of false errors.

Este trabalho tem por objetivo definir a sistemática da correta detecção de indicações de inclusões do tipo sulfeto no aço 15V45 durante a inspeção por ultrassom (US) em linha automática, de forma a garantir uma inspeção confiável, detectando as inclusões existentes com a mínima incidência de indicações falsas. Para atingir o objetivo, os sulfetos foram identificados através da realização do ensaio por ultrassom (US) manual e, por amostragem, foram analisadas as morfologias destas inclusões encontradas via técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) para conhecer sua distribuição, visando a definição de testes no equipamento automático. As inclusões do tipo sulfeto são descontinuidades de difícil detecção devido a sua morfologia, semelhante a pequenas trincas ramificadas. Como metodologia para garantir o melhor ajuste do US automático, foi realizado um brainstorming de onde surgiram as variáveis com maior impacto na detecção das descontinuidades. Estas variáveis foram computadas e analisadas em um Diagrama de Ishikawa, a partir do qual foram identificados alguns parâmetros do equipamento influentes na falha de detecção das descontinuidades, tais como, rotação, taxa de repetição de pulso, curva de correção altura distância, bem como foram ajustadas as rotinas de limpeza e manutenção. Por fim, foi realizado um estudo de Planejamento de Experimentos para testar estas variáveis e foi elaborado o Plano de Ação. Com o direcionamento correto de todas as ações propostas, a meta do trabalho é garantir uma detecção mais assertiva, buscando (i) evitar a alta incidência de indicações falsas, conhecendo a possibilidade de que o problema não seja eliminado, mas minimizado, principalmente devido a ruídos e vibrações existentes no processo e (ii) reduzir ao máximo a falha na detecção dos defeitos, conhecendo as limitações do equipamento automático e dos defeitos existentes, respectivamente em relação à confiabilidade e à morfologia. / This work aims to define a methodology for the correct detection of the sulfide type inclusions in 15V45 steel during the inline ultrasound (US) inspection to ensure a reliable test, detecting the existing discontinuities with the minimum incidence of false indications. To achieve this purpose, the sulfides were first identified through portable ultrasound (US) inspection. Then, some samples were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) technique to evaluate the morphology and the distribution of these discontinuities in order to define the tests parameters for the automated equipment. The difficulty of detection of sulfide inclusions by inline US is due to their morphology, that is similar to branch and discontinuous small cracks. As a methodology to ensure the best online US parameters, brainstorming was used to identify the variables with greater impact in the discontinuities detection. These variables were computed and analyzed in a Ishikawa diagram, in wich influential parameters of the equipment failure in the discontinuities detection were identified, such as rotation, pulse repetition rate, time distance curve correction, as well as some cleaning and maintenance routine adjustments. Finally, a design of experiments study was conducted to test these variables, resulting in an Action Plan. With the proper guidance of all proposed actions, the aim of this work is to guarantee a more assertive discontinuities detection, seeking to (i) avoid the high incidence of false indications, knowing the possibility that the problem will not be eliminated, but minimized, mainly due to the process noise and vibration (ii) reduce the discontinuities misdetection, knowing the limitations of the automated equipment and the discontinuities morphology, with the single goal of ensuring customer satisfaction.

Embora seja extensivamente utilizado em todo o mundo, há uma grande discussão entre os profissionais da área de inspeção de equipamentos sobre os reais benefícios da realização do teste hidrostático como ferramenta para avaliação de integridade de vasos de pressão. Um dos principais argumentos contra a realização de testes hidrostáticos é o perigo da ocorrência de crescimento subcrítico de descontinuidades (CSCD), sem que este fenômeno seja percebido, causando a redução da vida remanescente do equipamento. Este trabalho tem como objetivo estudar as condições para ocorrência de crescimento subcrítico de descontinuidades (CSCD) em um vaso de pressão durante a realização de teste hidrostático e seus possíveis efeitos. O objeto de estudo é um vaso de pressão, com características típicas de um vaso de refinaria de petróleo, contendo defeitos em sua estrutura (em seu costado). O trabalho consistiu, basicamente, de simulações realizadas com auxílio do programa crackwise, baseadas no procedimento de análise de rasgamento dúctil da norma inglesa BS 7910, verificando em que condições a aplicação do TH influenciaria no comportamento futuro do equipamento, causando CSCD e reduzindo sua vida remanescente. Através da variação de valores das profundidades das trincas, dos expoentes de encruamento do material e da tenacidade à fratura do material, foram quantificados os valores de extensão dúctil das trincas e analisadas as alterações nos diagramas FADs gerados para as condições avaliadas. / Although it is widely used around the world, there is a great discussion among professionals in the field of equipment inspection of the real benefits of performing hydrostatic testing as a tool for assessing the integrity of pressure vessels. One of the main arguments against hydrostatic testing is the danger of the occurrence of stable crack growth (SCG), without this phenomenon been perceived, resulting in the reduction of the equipment remaining life. This work aims to study the conditions for the occurrence of stable crack growth (SCG) in a pressure vessel during the performance of a hydrostatic test and its possible effects. The object of study is a pressure vessel, with typical characteristics of oil refinery vessels, having cracks in its structure. The work basically consisted of simulations using the Crackwise software. The study was based on the procedure of ductile tearing analysis of the British standard BS 7910, to verify which conditions used during the hydrostatic test influence the future behavior of the equipment, causing SCG and reducing its remaining life. Varying crack depths values, the hardening exponents and the fracture toughness of the material, the crack ductile extension was quantified and the changes in the FAD diagrams generated were analyzed.

A corrosão provocada por ácidos naftênicos é um problema preocupante nas instalações de processamento de petróleos ácidos ao redor do mundo. Atuar na metalurgia dos materiais empregados na construção dos equipamentos, através da adequação das ligas, é uma solução interessante. Nesse contexto, os aços inoxidáveis com alta resistência à corrosão por pites e, mais especificamente, os aços com teor de molibdênio superior a 2,5% são os mais adequados em um ambiente que envolva a corrosão naftênica. Diante desse fato, os aços inoxidáveis austeníticos com alto teor de Mo, como UNS S31700 (AISI 317), com 3-4% de Mo e suas variantes, isto é, o AISI 317L (UNS S31703) e o AISI 317LN (UNS S31753) são definitivamente candidatos em potencial. Apesar de suas qualidades inerentes, o uso desses materiais na indústria esbarra em problemas de ordem metalúrgica, como por exemplo, a formação de uma quantidade considerável de ferrita-δ em condições de fabricação e, particularmente, na soldagem. A própria ferrita-δ pode ter um efeito negativo nas propriedades dos aços inoxidáveis austeníticos, como é o caso para a resistência à corrosão. Ainda mais grave é a sua decomposição para fases intermetálicas frágeis, sendo a fase sigma a de maior preocupação. Por isso, estudar a cinética de precipitação da fase-σ e sua influência nas propriedades dos aços inoxidáveis austeníticos, em todos os seus aspectos, é de particular interesse no projeto e análise de integridade na operação de equipamentos na indústria do petróleo. O objetivo desse trabalho é apresentar os conceitos mais fundamentais e descrever a estrutura e formação da fase-σ em aços inoxidáveis austeníticos, com foco nos aços 317 (UNS S31700), 317L (UNS S31703) e 317LN (UNS S31753). Como objetivo adicional pretende-se apresentar algumas alternativas recomendadas na literatura que visam mitigar os efeitos prejudiciais da precipitação da fase-σ relacionando-a com a composição química e presença de ferrita-delta no material. / The corrosion caused by naphthenic acids is a serious problem in the acid oil processing installations around the world. Work with equipment metallurgy used in the construction, through the alloy fitness is an interesting solution. In this context, the stainless steels with high pitting corrosion resistance and, more specifically, the steel with amount of molybdenum superior than 2.5% are adjusted in a naphthenic corrosion environment. As a result, the austenitic stainless steel with high Mo, such as S31700 (AISI 317), with 3-4% Mo and its variants, 317L (a S31703) and 317LN (a S31753) are definitively potential candidates. Although its inherent qualities, the use of these materials in industry is limited by problems of metallurgic cause, for instance, the formation of a considerable amount of δ-ferrite in manufacture conditions and mainly in the welding. The δ-ferrite can cause a negative effect in the austenitic stainless steel properties, as in the case of corrosion resistance. The decomposition in brittle intermetallics is even more serious and it is the sigma phase which demands great concern. Therefore, to study σ-phase precipitation kinetics and its influence in the austenitic stainless steel properties, in all aspects, is a particular interest in the equipment project and integrity analysis in the oil industry. The objective of this work is to describe the σ-phase structure and formation in austenitic stainless steel, focusing on the 317 (UNS S31700), 317L (UNS S31703) and 317LN (UNS S31753) stainless steels. Plus the main objective, some alternatives recommended by literature to mitigate the damaging effects of sigma phase precipitation are showed. These alternatives are related with the stainless steel chemical composition and presence of δ-ferrite.

O presente trabalho tem como objetivo avaliar se a sobrecarga provocada por teste hidrostático promove alívio mecânico das tensões residuais em soldas de vasos de pressão com e sem a presença de defeitos tipo trinca. Os estudos concentraram-se, principalmente, em avaliar os efeitos benéficos e deletérios dos testes hidrostáticos periódicos. A proposta de trabalho considerada foi efetuar a avaliação de soldas duplo V longitudinal em costado cilíndrico de um vaso de pressão específico. Inicialmente a avaliação foi realizada considerando uma solda sem a presença de trincas utilizando o procedimento do anexo E da Norma API 579/ASME FFS1. Em seguida, a solda foi considerada com a presença de trinca e submetida ao procedimento de avaliação da Norma BS 7910 mediante emprego do simulador CRACKWISE®. Na primeira situação foram obtidos e comparados três gráficos que representam o perfil da distribuição de tensões residuais através da espessura para fatores de alívio de tensões residuais diferentes. Na segunda situação o simulador gerou dois relatórios de avaliação com duas curvas FAD para profundidades de trinca variando de 5 a 15 mm, sendo uma para a condição de operação do equipamento sem ser submetido ao teste hidrostático e a outra após o equipamento ter sido submetido ao teste. Verificou-se que a sobrecarga provocada pelo teste hidrostático não alivia as tensões residuais na solda sem trinca. Por outro lado, foi verificado o alívio de tensões residuais na solda com a presença de trinca. Entretanto, a última situação está limitada à determinação de um tamanho máximo de trinca admissível dado que descontinuidades podem se tornar críticas ao longo da vida do equipamento. / This work deals to assess if the overload caused by hydrostatic test favors mechanical relief of residual stresses in weld of pressure vessel with and without presence of crack like flaw. The studies focus mainly on assessing the beneficial and deleterious effects of periodic hydrostatic test. Evaluation of double V-groove seam welds in specific cylindrical pressure vessel was considered proposed work. Assessment was initially conducted in weld without the presence of crack using the procedure of Annex E from Standard API 579/ASME FFS1. Then weld was found with the presence of crack and subjected to the assessment procedure from Standard BS 7910 by CRACKWISE® simulator. In the first situation were obtained and compared three graphs that represent profile of distribution of residual stresses through thickness to different relief factors of residual stresses. In the second situation simulator generated two evaluation reports with two FAD curves for crack depth range of 5 to 15 mm, being first to condition operating that equipment without being subjected to the hydrostatic test and other after equipment has been subjected to the test. It was found that overload caused by hydrostatic test does not relieve the residual stresses in weld without crack. On the other hand, it was found relief of residual stresses in weld with the presence of crack. However, latter situation is limited by determining a permissible maximum size of crack since discontinuities may become critical during equipment life.

Neste trabalho foi avaliado o método de intercalação via co-coagulação na preparação de nanocompósitos de SBR com uma montmorilonita organicamente modificada (OMMT) com o objetivo de desenvolver nanocompósitos com propriedade de barreira a gases superior aos compostos elastoméricos convencionais. Foram preparados nanocompósitos de SBR com enxofre e MBTS contendo 3, 6 e 9 phr de OMMT avaliando-se as melhores condições de incorporação da OMMT in-situ durante a co-coagulação. Também foi avaliada a influência da nanoargila na cura e nas propriedades do SBR. Os compósitos foram caracterizados por calorimetria diferencial de varredura (DSC), termogravimetria (TGA) e difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise dinâmico-mecânica (DMA) e ensaios físicos (tração e dureza). O processo com maior tempo (168 h) de intumescimento da OMMT no látex de SBR e a co-coagulação rápida foi a melhor condição de processo para a obtenção de nanocompósitos com morfologia intercalada. A avaliação da cura dos nanocompósitos por DSC e pela curva reométrica permitiu verificar que a OMMT acelera a reação de reticulação do SBR por enxofre. A avaliação dos nanocompósitos não vulcanizados por DRX mostrou que houve intercalação de SBR nas nanocamadas da OMMT independente do teor desta e das condições utilizadas na co-coagulação do látex. A morfologia dos nanocompósitos vulcanizados, avaliada por DRX e MET, revelou que houve esfoliação parcial e intercalação da OMMT para os três teores de nanoargila utilizados. Os nanocompósitos avaliados apresentaram pequenas variações na Tg em relação ao composto de SBR sem nanoargila. O coeficiente de permeabilidade ao oxigênio avaliado em filmes dos nanocompósitos decresceu com o aumento do teor de OMMT incorporada nestes, sendo para o nanocompósito de SBR com 9 phr, 44% menor que o observado para o filme sem OMMT. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos com 6 e 9 phr de OMMT foram significativamente superiores ao composto sem OMMT. Verificou-se que o método de incorporação da OMMT in-situ durante a co-coagulação látex de SBR foi eficiente, embora ainda possa ser otimizado. / In this study, the preparation method of SBR-clay nanocompósitos by cocoagulating both the latex and the organically modified montmorillonite (OMMT) were investigated in order to achieve nanocomposites with good gas barrier property. SBR-clay nanocomposites prepared with 3, 6 and 9 phr of OMMT were cured with MBTS and sulfur evaluating the best conditions for OMMT incorporation during insitu co-coagulation. The nanoclay influence on the SBR reaction cure and the nanocomposite properties was evaluated. The composites were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TGA), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), dynamic mechanical analysis (DMA) and physical tests. The process with the longest OMMT swelling (168 h) in the SBR latex and the fastest co-coagulation rate was the best option for the production of intercalated nanocomposites. The evaluation of the SBR cure by DSC and rheometric curve showed that the OMMT accelerates the elastomer crosslinking reaction by sulfur. XRD analyses of the uncured nanocomposites through showed intercalated morphology independent of the nanoclay content and conditions in the latex co-coagulation process. The morphology of the cured nanocomposites showed OMMT partial intercalation and exfoliation for the three concentrations of nanoclay used. The nanocomposites evaluated showed small variations in glass transition temperature when compared with the nanoclay free SBR compound. The coefficient of oxygen permeability in the nanocomposite films decreased with the amount of OMMT, being 44% lower in the nanocomposite with 9 phr compared to the pattern without OMMT. The mechanical properties of nanocomposites with 6 and 9 phr of OMMT were significantly higher than the compound without nanoclay. The method of OMMT in-situ incorporation during the co-coagulation of SBR latex was found effective; although it can still be improved.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-01T15:08:57Z No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Rejected by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br), reason: Boa noite, Por favor, adicione o campo orientador e co-orientador. Atenciosamente, on 2017-11-28T20:58:34Z (GMT) / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-12-04T20:07:41Z No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-05T22:18:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T22:18:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) Previous issue date: 2018-01-05 / O Ferro Fundido Nodular GGG 40 e o poliestireno (PS) reciclado são materiais muito usados na atualidade em projetos de engenharia. O primeiro é uma liga metálica composta principalmente de ferro com mais de dois por cento de Carbono representado em inclusões de grafita. O PS é um polímero de estireno, que neste trabalho a matéria prima do PS foi obtida do processo de reciclagem do poliestireno expandido (EPS), ou mais comercialmente conhecido como isopor. O objetivo principal deste trabalho consiste em conhecer as principais propriedades do ferro fundido GGG 40 e o PS. O trabalho apresenta uma caraterização mecânica desta liga metálica e do material polimérico através de ensaios mecânicos e da técnica de correlação digital de imagens (CDI). A partir do conhecimento de tais características, como a composição química, comportamento térmico e do comportamento da resistência e deformação perante diferentes tipos de esforços será possível prever o comportamento do material. O comportamento mecânico do material será analisado mediante a observação dos campos de deslocamentos e deformações resultantes apresentados após a deformação nos ensaios de tração. Para realizar tais medições será usada uma técnica de CDI, técnica que é capaz de obter as deformações em tempo real e em toda a superfície do corpo de prova, obtendo dados mais coerentes com a realidade do que um extensômetro convencional. Está técnica ótica é considerada uma tecnologia moderna que contém o hardware e software necessário para avaliar o comportamento de deformação dos corpos de prova. / Nodular Cast Iron GGG 40 and recycled polystyrene (PS) are widely used in engineering projects today. The first is a metallic alloy composed mainly of iron with more than two percent carbon represented in graphite inclusions. PS is a polymeric material which its in pure state is synthesized from styrene polymerization, but in this work the PS raw material was obtained from the recycling process of expanded polystyrene (EPS), or more commercially known as styrofoam. The main objective of this work is to know the main properties of cast iron GGG 40 and PS. The work presents a mechanical characterization of this metal alloy and the polymeric material through mechanical tests and the technique of Digital Image correlation (DIC). From the knowledge of such characteristics, as the chemical composition, thermic behavior and the behavior of the resistance and deformation before different types of efforts will be possible to predict the behavior of the material. The mechanical behavior of the material will be analyzed by observing the resulting displacement and strain fields after the deformation in the tensile tests. To carry out such measurements, a CDI technique will be used, which is capable of obtaining deformations in real time and on the entire surface of the specimen, obtaining data more coherent with reality than a conventional strain gage. This optical technique is considered a modern technology that contains the necessary hardware and software to evaluate the deformation behavior of the specimens.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-14T14:47:39Z No. of bitstreams: 1 2017_HugoFerreiraMoore.pdf: 8257141 bytes, checksum: 0a133cd9e3c11d8976125dc4bb8ffcac (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-21T18:29:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_HugoFerreiraMoore.pdf: 8257141 bytes, checksum: 0a133cd9e3c11d8976125dc4bb8ffcac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-21T18:29:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_HugoFerreiraMoore.pdf: 8257141 bytes, checksum: 0a133cd9e3c11d8976125dc4bb8ffcac (MD5) Previous issue date: 2017-11-21 / A indústria automotiva vem buscando desenvolver melhores produtos aos seus consumidores, fornecendo-lhes mais conforto e segurança. Dentre as constantes melhorias almejadas nos projetos veiculares, a redução de vibração que chega ao condutor e aos passageiros é uma delas. Estas vibrações são provenientes principalmente do sistema de transmissão, da interface pneu/pista e do atrito do ar com a carroceria, sendo transmitidas para o banco e consequentemente ao ser humano. Por ser um dos principais elementos que está em contato com o motorista, o banco automotivo vem sendo constantemente estudado e pode ser avaliado experimentalmente de duas formas: através de medições realizadas in situ, ou seja, no próprio veículo e através de medições realizadas em bancadas laboratoriais. Avaliações de vibração em bancos automotivos realizadas in situ possuem o benefício de fornecerem condições de ensaio idênticas às condições de uso do veículo, entretanto, limitam maior variabilidade nas condições de ensaio. Por sua vez, a utilização de bancadas experimentais laboratoriais podem fornecer condições de ensaios próximas às condições de uso, além de gerar inúmeras possibilidades de estudo. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo a proposição, construção de uma bancada experimental de vibração em assentos automotivos e a realização de testes experimentais de vibração de corpo inteiro em assentos automotivos baseados na Norma de Higiene Ocupacional 09 (NHO 09). A princípio, a bancada foi utilizada para o estudo em assentos de condutores de ônibus do tipo rodoviário e urbano, entretanto a mesma é funcional para adaptação a diferentes modelos de assentos. A estrutura da bancada em questão foi construída de forma a ser resistente suficiente para suportar as cargas dinâmicas geradas nos experimentos, de tamanho suficiente para simular o espaço interno do posto de trabalho de um motorista de ônibus e flexível para permitir vibrações no eixo vertical promovidas por um shaker eletrodinâmico. Sobre a estrutura da bancada, tem-se a opção de se posicionar um assento de ônibus rodoviário ou urbano, instrumentando-os conforme a (NHO 09) para realização de testes de vibração de corpo inteiro (VCI). Dessa forma, foram aferidos em testes experimentais se a bancada fornece os níveis de vibração exigidos pela normativa, além de ter sido realizado um estudo no domínio da frequência para os dois tipos de bancos disponíveis. / The automotive industry has been seeking to develop better products for its consumers by providing them with more comfort and safety. Among the constant improvements in vehicle projects, the reduction of vibration that arrives into the driver and passengers is one of them.These vibrations come mainly from the transmission system, the tire / track interface and the friction of the air with the body, being transmitted to the seat and consequently to the human being. Being one of the main elements that is in contact with the driver, the automotive seat has been constantly studied and can be evaluated experimentally in two ways: through measurements carried out in situ, ie in the vehicle itself and through bench measurements Laboratory tests. Vibration evaluations in automotive seats performed in situ have the benefit of providing identical test conditions to the conditions of use of the vehicle, however, they limit greater variability in the test conditions. In turn, the use of experimental laboratory benches can provide test conditions close to the conditions of use, besides generating numerous possibilities of study. In this context, the present work aims at proposing the construction of an experimental vibration bench in automotive seats and the realization of experimental tests of whole body vibration in automotive seats based on the Occupational Hygiene Standard 09 (OSH 09). At the beginning, the bench was used for the study in driver and bus seats of the road and urban type, however it is functional for adaptation to different models of seats. The structure of the bench in question was constructed to be resistant enough to withstand the dynamic loads generated in the experiments, of sufficient size to simulate the internal space of the work station of a bus driver and flexible to allow vibrations in the vertical axis promoted by an electrodynamic shaker. On the bench structure, one has the option to position a road or urban bus seat, instrumenting them according to (OSH 09) for performing full body vibration tests (WBV). In this way, it was verified in experimental tests if the bench provides the vibration levels required by the regulations, besides a frequency study was done for the two types of seats available.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-08T15:17:36Z No. of bitstreams: 1 2017_LuizGustavodaRochaCaixeta.pdf: 10017661 bytes, checksum: 1284620365c2d59b1517e2a9cc296556 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-24T21:11:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LuizGustavodaRochaCaixeta.pdf: 10017661 bytes, checksum: 1284620365c2d59b1517e2a9cc296556 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-24T21:11:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LuizGustavodaRochaCaixeta.pdf: 10017661 bytes, checksum: 1284620365c2d59b1517e2a9cc296556 (MD5) Previous issue date: 2017-11-24 / Considerando que o automóvel é um dos meios de transporte com maior impacto na sociedade atual, é essencial testá-lo a fim verificar o correto funcionamento de cada uma de suas partes e sistemas, especialmente do sistema de freio, visto que se trata de um item indispensável para segurança veicular. Uma maneira de ensaiar sistemas de freio, na indústria ou em laboratório, é por meio de dinamômetro inercial, que permite estudar em detalhe seu comportamento. Neste sentido, foi realizado um projeto de modernização e automação de um dinamômetro inercial, existente no Laboratório de Tribologia da Universidade de Brasília, o que permitiu o funcionamento automático, sem a necessidade da presença e/ou ingerência de um operador. Com esse intuito, foram realizadas ações, de cunho mecânico, visando melhorar o comportamento estático e dinâmico do equipamento. Em seguida foram implementados componentes elétricos para acionar e controlar o funcionamento do dinamômetro e criado um sistema eletrônico de controle e aquisição de dados para automatizar o equipamento. Todos estes subsistemas foram integrados de tal forma que o dinamômetro pudesse ser comandado e monitorado desde um computador. Para isto, elaborou-se um software baseado em LabView, para o controle dos ensaios e aquisição de dados. Finalmente, o funcionamento do dinamômetro automatizado foi comissionado por meio de ensaios de frenagem, utilizando sistemas de freio de veículos leves, o que garantiu e confirmou que há repetibilidade nos dados coletados e reprodutividade dos ensaios realizados. Dois tipos de ensaios foram realizados: um adaptado da norma SAE J2522 e outro de condições extremas de utilização do dinamômetro. Utilizaram-se discos de ferro fundido de ligas diferentes designadas como: Fe250, FeTi e FeAC. Por fim, ao longo do comissionamento do dinamômetro foram coletados dados de: força de atrito; distância de frenagem; tempo de frenagem, temperatura e rugosidade; todos em função da pressão de acionamento do freio, do ciclo e do tipo de ensaio realizado. / Considering that the automobile is one of the means of transport with the greatest impact on society, it is, therefore, essential to test the correct operation of each of its parts and systems, especially regarding the brake system, an indispensable item for vehicle safety. Both at industrial and laboratory levels, a way to test brake systems is by using an inertial dynamometer, which allows studying in detail its behavior. In this sense, this project consisted in the modernization and automation of the inertial dynamometer in the Laboratory of Tribology of the University of Brasilia, allowing its automatic operation; i.e., without the presence and/or intervention of an operator. To this end, mechanical actions were carried out to improve the static and dynamic behavior of the equipment. Then, electrical components were implemented to trigger and control the operation of the dynamometer, creating an electronic system of control to automate the equipment of data acquisition. All these subsystems were integrated in a way that the dynamometer could be controlled and monitored by a computer. For that purpose, a LabView-based software was devised to control the tests and the data acquisition. Finally, the operation of the automated dynamometer was validated by brake tests, using light passenger vehicle brake systems, which guaranteed and confirmed repeatability in the data collected and tests reproducibility. Two types of tests were performed: one adapted from the SAE J2522 norm and the other testing the dynamometer in extreme conditions. In both tests cast iron disks of different alloys were used, namely, Fe250, FeTi and FeAC. Finally, throughout the whole dynamometer validation process, the following data was collected: friction force; braking distance; braking time; temperature and roughness; and all these factors depend on the brake pressure, the number of cycles and the type of test performed.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Texto parcialmente liberado pelo autor. Conteúdo restrito: Capítulos 4 e 5. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-01-04T18:22:52Z No. of bitstreams: 1 2017_BarbaraMarieCélineFerry_PARCIAL.pdf: 3017479 bytes, checksum: b23c85c14a5f22650fc965f93bbbf89d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-21T18:37:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_BarbaraMarieCélineFerry_PARCIAL.pdf: 3017479 bytes, checksum: b23c85c14a5f22650fc965f93bbbf89d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-21T18:37:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_BarbaraMarieCélineFerry_PARCIAL.pdf: 3017479 bytes, checksum: b23c85c14a5f22650fc965f93bbbf89d (MD5) Previous issue date: 2018-02-20 / A fadiga por fretting está relacionada com o processo de dano, localizado na fronteira de contato entre dois corpos submetidos a cargas de fadiga. A previsão desse fenômeno é de grande importância na análise, por exemplo, da vida de lâminas de discos de turbinas. Na fadiga por fretting, o campo de tensão é máximo na superfície de contato, sendo observado um alto gradiente de tensão sob essa superfície. A diferença de escala entre experimentos realizados em laboratórios e os sistemas industriais, motivaram, nessa pesquisa, uma investigação da influência do efeito de tamanho na previsão de vida em fadiga por fretting. Para quantificar o efeito do gradiente de tensão e o efeito de tamanho, diferentes testes foram realizados na Universidade de Brasília em um equipamento servo-hidráulico com dois atuadores especialmente desenvolvido para ensaios de fadiga por fretting. Os parâmetros de testes foram definidos de forma que induzissem diferentes gradientes de tensão nos corpos de prova e posteriormente foram ajustados de modo que o volume solicitado sob a região de contato fosse o mesmo. Após os ensaios, para investigar os mecanismos de dano, os corpos de prova foram analisados por meio de um microscópio confocal laser. Foi demostrado nesta tese que para a liga Ti-6Al-4V, uma abordagem não local, baseada no campo de velocidades em uma determinada área ao redor da região de contato consegue prover boas previsões de vida em fadiga por fretting. Uma análise da influência das forças de fadiga nos processos de iniciação e propagação de trincas foi realizada e indicaram que essas forças não podem ser negligenciadas. De fato, se cerca de 75% dos mecanismos de iniciação de trinca em fadiga por fretting são controlados por tensões de contato (cisalhantes e pressão de contato) a consideração das tensões normais possibilita realizar previsões de vida mais realistas. O estudo do efeito do tamanho foi dividido em duas fases. A primeira investigou a influência do volume solicitado, reduzindo a largura de contato, porém, o gradiente de tensão sob a área de contato e a área de dano dentro da zona de deslizamento foram mantidas constantes. Na segunda, mantendo os parâmetro experimentais σB,max/p0 e Q/fP constantes, a influência da área de dano no interior da zona de deslizamento foi isolada enquanto que a área de dano sob a zona de deslizamento foi reduzida. Os resultados experimentais foram analisados utilizando o critério de fadiga da Curva Modificada de Wöhler em conjunto com a Teoria da Distância Crítica. Foi observado que nenhum desses dois parâmetros influenciam significativamente a vida em fadiga por fretting. Assim, o termo “efeito de tamanho” deve ser analisado somente com base no efeito do gradiente. / Fretting fatigue refers to the damage process localized at the frontier of the contact between two contacting bodies subjected to fatigue loadings. The prediction of this phenomenon is of major importance in determining, for instance, the lifetime of fan’s disk. In the vicinity of the contact front, the stress field inherited from the contact loads is maximal at the surface and displays a strong gradient under the contact. The difference of scale between the laboratory’s experiments and the industrials’ system motivated the study of the impact of the size effect for the determination of the lifetimes. To quantify the effect of the stress gradient and of the size effect, tests were carried out on a two vertical-actuators fretting-fatigue rig at the University of Brasilia, with experimental conditions ensuring different stress gradient and later different volume solicited under the contact. Damage mechanisms were studied using post-mortem analysis with a confocal microscope on some contact elements tested. It was shown on this thesis, for a Ti-6Al-4V alloy, that a nonlocal approach, based on equivalent velocity field on a determined area around the contact, leads to good expectation for the determination of fretting fatigue lives. The influence of the bulk stress for the description of the fretting fatigue crack initiation and propagation was also determined and it appears that it could not be neglected for the determination of the crack initiation boundary. As a matter of fact, if around 75% of the crack initiation mechanism in fretting fatigue is controlled by the contact stresses, i.e. shear stress and contact pressure, the consideration of the normal stress allows to obtain more realistic prediction. The study of the size effect was divided into two phases. First the influence of the volume stressed was investigated by reducing the width of the contact but maintaining the stress gradient under the contact and the damaged area within the slip zone constant. Then, the influence of the damaged area within the slip zone was isolated by maintaining the experimental parameters, i.e. σB,max/p0 and Q/fP, constant while the damaged area under the slip zone was reduced. The experimental results were analysed by applying a fatigue criterion, the Modified Wöhler Curve Method, in conjunction with the Theory of the Critical Distance. It was found that none of these two parameters influences significantly the fretting fatigue lifetimes, and so the term ‘size effect’ usually referenced in the literature as a damaging effect should refer only to the gradient effect.