Durante os anos desde 1910, diversos trabalhos científicos foram desenvolvidos, tornando o processo de têmpera bem estabelecido nas plantas industriais. Atualmente, existem diferentes tipos de têmpera e mais técnicas estão sendo desenvolvidas para aumentar as propriedades de componentes de aço. Um deles é o de têmpera intensiva, que pode ser considerado como um processo relativamente novo. O método de têmpera intensiva visa otimizar o processo produtivo, ao mesmo tempo em que diminui consideravelmente o custo da etapa de tratamento térmico. Além disso, atualmente o uso de soluções ambientalmente amigáveis torna este processo bem menos agressivo ao planeta. Neste trabalho realizou-se a têmpera intensiva e a têmpera convencional em corpos de prova preparados para teste de tenacidade à fratura. Trata-se, porém, de um método alternativo de teste, relativamente recente, no qual são considerados parâmetros de fratura dúctil e fratura frágil para o cálculo de K1C. Estes ensaios de tenacidade foram feitos a partir de ensaios de tração em corpos de prova com pré-trinca. Embora as tensões residuais compressivas tenham atingido os valores mais altos na têmpera intensiva, os resultados de tenacidade à fratura foram mais positivos para as amostras com têmpera convencional. A junção e aplicação desses métodos pode trazer um novo parâmetro de fabricação e análise de materiais metálicos, em especial aços-mola, que foi o objeto de estudo deste trabalho. / Since the beginning of 20th Century, several scientific works were developed and conventional quenching process became well established into the industrial area. Nowadays new quenching process were introduced increasing mechanical properties of the heat treated components. Intensive quenching is one of these process which optimize the heat treatment process using also quenchants considered nontoxic to the environment. In this work it was made comparative studies in the SAE 5160 samples which were submitted to conventional quenching and intensive quenching. Toughness fracture were evaluated using an alternative test where are analyzed ductile fracture and brittle fracture parameters to calculate KIC. In this method tensile test are performed in pre-cracked samples. Residual stresses were also measured and although intensive quenching promoted highest compressive stresses in the surface, KIC obtained in such samples presented low values compared with conventional quenching. The presented method of analysis will bring a new parameter for production and analysis for metallic materials, particularly spring steel, where compressive stress and toughness are important as properties for suspension components.

Orientador: Norma Sueli Pinheiro Módolo / Resumo: Introdução: A última atualização demográfica do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística realizada em 2017 mostrou que a população acima de 60 anos representava 14,6% dos 207,1 milhões de habitantes do Brasil, o que corresponde a aproximadamente 30 milhões de idosos, com expectativa de vida de 75,8 anos. Entre 2007 e 2011, o número acumulado de internações por fraturas de fêmur em pacientes acima de 60 anos, nos hospitais do Sistema Único de Saúde, foi de 175.781 O delirium pós-operatório é uma complicação comum nos pacientes idosos, e está associado a hospitalizações prolongadas, maiores taxas de institucionalização após a alta, deterioração cognitiva prolongada, diminuição da capacidade funcional, além de ser fator independente de mortalidade em 6-12 meses. Estudo disponível na literatura mostra que 14 a 24% dos pacientes idosos com fratura de quadril apresentam delirium já na admissão hospitalar, sendo que a prevalência durante a internação chega a 56%. Os mecanismos fisiopatológicos do desenvolvimento do delirium pós-operatório (DPO) e do déficit cognitivo pós-operatório têm sido estudados em nível molecular, porém ainda com pouco ganho. Maiores esforços de pesquisa são colocados na identificação de biomarcadores diagnósticos e prognósticos que estejam relacionados com mecanismos moleculares que levam ao DPO. Objetivos: Primariamente, relacionar os níveis séricos de dois biomarcadores de neuroinflamação (S100B e enolase neurônio-específica) com a ocorrência de deli... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Background: According to the latest census from IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística), population over 60 years-old accounted for 14,3% of a total 204,9 million habitants in Brazil. From 2007 to 2011, 175.781 elder patients were admitted after a hip fracture in brazilian public hospitals. Post-operative delirium (POD) is an usual complication in the elderly and is associated to longer hospital stay, cognitive impairment, functional decline and increased 6-12 months mortality rate. Delirium rates between the elder population can be as high as 14 to 24% already at admission, being the prevalence as high as 56% during hospital stay. Pathophysiologic mechanisms of delirium have been studied at molecular level, but research efforts are still needed in order to develop sensitive and specific early markers for this condition, so that diagnosis and effective treatment would be readily given. Objectives: This research project aims to correlate two neuroinflamation biomarkers serum levels (S100B protein and Neuron Specific Enolase - NSE) and the incidence of pre and postoperative delirium in elderly patients undergoing hip fracture repair. Also, we intent to evaluate how gender, ASA Physical Status classification and perioperative hypotension may contribute to changes in the levels of these biomarkers. Methods: An observational prospective study was proposed envolving patients aged 60 or more who were admitted at Clinics Hospital of Botucatu Medical School (Botucatu, S... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

[pt] Neste trabalho, estendemos o método de simulaão de objetos deformáveis de Muller et al. (2005) para simular fraturas. Em Muller et al., os vértices da superfície do objeto são tratados como partículas, sujeitas a forças externas ao objeto e a uma forçainterna de restituição, que tenta restaurar a forma do objeto através de uma técnica de casamento de forma. Esse método permite-nos simular efeitos como alongamento e flexão de forma estável e, por ser geometricamente motivado, é ideal para situações que não exijam realismo físico, como a área de animação e jogos. Muller et al. propõem uma forma de simulação composta, onde objetos deformáveis podem funcionar como uma composição de agrupamentos de vértices de sua superfície: esses agrupamentos agem como objetos deformáveis em si. Nossas contribuições concentram-se na variação deste modelo. Propomos utilizar o método de Attene et al. (2006) de segmentação hierárquica de superfícies para determinar de forma automática agrupamentos que sejam partes naturais do objeto. Criamos também uma técnica para determinar de forma suave a influência dos agrupamentos em cada vértice, levando em consideração aspectos globais e locais do objeto. Por fim, estabelecemos o algoritmo para a detecção de fraturas entre os agrupamentos e a execução da ruptura correspondente. Utilizamos um conjunto de objetos para provar que nosso método é capaz de simular fraturas naturalmente, podendo ser usado tanto em sistemas os quais exijam resultado mais simples, contudo em tempo real, quanto em sistemas que necessitam de fraturas apresentando maior riqueza de detalhes. / [en] In this work, we extend the simulation method for deformable objects proposed by Muller et al. (2005) so as to be able to simulate fracturing. In Muller et al., the object surface vertices are handled such as particles in a particle system: moved by external forces and by internal restitution forces, which try to restore the original object form using a shape matching technique. This method allow us to simulate stretching and twisting effects in a stable manner, and, because it is geometrically motivated, it is ideal to situations which does not demand physical realism, as in games and animation. Muller et al. propose in their work a composed simulation mode, in which deformable objects work like a composition of clusters of its surface vertices: these clusters behave like deformable objects on their own. Our contributions focus on a variation of this model. We propose the hierarchical vertex surface segmentation method from Attene et al. (2006) as an automatic way of determining clusters which are natural parts of the object. We also created a technique to smoothly calculate the influence of the clusters in each vertex, considering global and local aspects of the object. Finally, we established an algorithm which detects fractures between vertex clusters and which breaks the object surface accordingly. We employed a set of 3D objects to demonstrate that our method is capable of naturally simulating fractures, for systems which demand simpler, real-time results, as well as for systems which need richer and more detailed fractures.

Embora os materiais compósitos possuam diversas vantagens em relação aos metálicos, uma de suas desvantagens é a baixa resistência à delaminação, um dos modos mais comuns de falha de estruturas em materiais compósitos. O objetivo deste trabalho é obter valores de resistência à fratura interlaminar, para um laminado com camadas de carbono-epoxi a 0 pré-impregnadas, à temperatura ambiente. Foram realizados os ensaios DCB (Double Cantilever Beam) para o modo I (abertura), 4ENF (Four Point End Notched Flexure) para modo II (cisalhamento) e MMB (Mixed Mode Bending) para o modo misto. Os ensaios DCB e MMB seguiram normas ASTM, enquando o 4ENF foi realizado seguindo procedimentos desenvolvidos pelo MERL (Materials Engineering Research Laboratory). O ensaio MMB foi realizado com as razões de mixidade de 25, 50 e 75%. Além disso, foi avaliado o método de redução de dados CBBM (Compliance Based Beam Method) para o ensaio DCB, no qual não é necessário medir o comprimento de delaminação durante o ensaio. Finalmente, foi discutida a correlação entre e através do envelope de falha do material e a influência do uso de tecido de fibra de carbono nos resultados de tenacidade à fratura interlaminar.

Os ensaios mecânicos são mundialmente empregados para caracterização e implementação de diversos materiais. Dentre a vasta gama de ensaios existentes, o ensaio de impacto convencional é consagrado no meio científico, industrial e na indústria do óleo e gás onde a sua função básica é determinar a energia total absorvida na fratura de um corpo-de-prova entalhado conforme as recomendações da norma ASTM E23. Entretanto, a energia global absorvida possui um valor de uso muito limitado e ela normalmente não é aceita como um indicador quantitativo da resistência à fratura do material. Assim, com a utilização de uma máquina de ensaios de impacto instrumentada, torna-se possível a aquisição de um maior número de informações obtidas através de um ensaio de impacto clássico, como por exemplo, o estudo detalhado da integridade estrutural de materiais utilizados na fabricação de dutos. Desta maneira, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a tenacidade de um duto de aço API 5L X70 sem costura, com 11 polegadas de diâmetro externo e ½ polegada de parede, frente a uma falha dinâmica, através da tenacidade a fratura, comparando carregamento estático com dinâmico através dos resultados de J0,2 e Jm. Entretanto a tenacidade a fratura é consideravelmente afetada para altas taxas de deformação, com redução de aproximadamente 30% nas amostras com orientação de entalhe X-Y (defeito lateral passante) e de aproximadamente 40% nas amostras com orientação de entalhe X-Z (defeito superficial), demostrados através do JΔinit. / Mechanical testing are worldwide employed for materials characterization and implementation. Among the large group of the existing tests, the conventional impact test has been used for industry and academic fields, especially oil and gas engineering in order to evaluate the energy absorbed of a notched sample, according to the ASTM E23 standard. However, the energy absorbed has a limited use and is not usually accepted as a quantitative indicator of the fracture thougness. Thus, by using an instrumented impact test, there will be an increasing in the amount of information obtained than the traditional impact test and, thefore, a detailed study of the structural integrity of materials can be carried out for manufacturing of pipes. Hence, this study aims to characterize a pipe steel API 5L X70 seamless, with 11 inches outside diameter and ½ inche of wall, against dynamic failure through fracture toughness, comparing static loading with dynamic through the results of J0,2 and Jm. However, fracture toughness is considerably affected at high deformation rates, with a reduction of approximately 30% in X-Y notch (through thickness defect) and approximately 40% in X-Z notch (surface defect) samples, demonstrated for JΔinit.

Orientador: Mário Jefferson Quirino Louzada / Banca: Ricardo Velludo Gomes Soutello / Banca: Gilberto Aparecido Coclete / Resumo: Neste trabalho foram avaliados 19 cães, que deram entrada nos Hospitais Veterinários de Andradina com fraturas de ossos longos e de quatro que foram osteotomisados no Hospital Veterinário de Araçatuba, sem levar em consideração a raça, idade, sexo e tamanho dos animais acometidos de fratura, apenas o local da lesão, esta em ossos longos. As fraturas foram radiografadas em um primeiro momento, os animais encaminhados ou não á cirurgia, como tramite normal dentro da rotina de um Hospital. Este trabalho teve como objetivo demonstrar que os programas computacionais "ODR" e ImageJ, são ferramentas que podem auxiliar no diagnóstico, fornecendo dados quantitativos e qualitativos do reparo ósseo, favorecendo o diagnóstico na avaliação da fratura, como também, acompanhar o processo de reparo ósseo. As radiografias feitas após cirurgia e de acompanhamento, foram digitalizadas por um scanner, e avaliadas com o programa computacional "ImageJ". Os resultados obtidos foram analisados e comparados a laudos radiográficos visuais, demonstrando ser exeqüível e viável, de baixo custo, fornecendo dados quantitativos do diagnóstico e acompanhamento do reparo ósseo / Abstract: This study evaluated 19 dogs, which were received in Hospitals Veterinarians Andradina with long bone fractures and four were osteotomisados at the Veterinary Hospital of Araçatuba, without regard to race, age, sex and size of animals suffering from fracture, only the location of the lesion, the long bones. The fractures were radiographed at first, the animals sent to surgery or not, as tramite normal routine within a hospital. This study aimed to demonstrate that computer programs "ODR" and "ImageJ", are tools that can aid in diagnosis, providing quantitative and qualitative data of bone repair, favoring the diagnosis in the evaluation of the fracture, but also monitor the repair process bone. The radiographs made after surgery and follow-up (when possible), were scanned by a scanner and evaluated with the computer programs "ImageJ". The results were analyzed and compared the radiographic findings visually demonstrated to be feasible and viable, low cost, providing quantitative data of diagnosis and monitoring of bone healing / Mestre

O presente trabalho de pesquisa está relacionado à análise do progresso do fraturamento na zona tracionada de fundações rochosas de barragens de concreto e suas conseqüências nas avaliações de estabilidade global. Tomou-se como exemplo a barragem de Porto Primavera de propriedade da CESP (Companhia Energética de São Paulo), situada entre os estados de São Paulo e Mato Grosso do Sul, Brasil. Com a ajuda de modelos elaborados com elementos finitos e sob a ótica da mecânica da fratura não linear e da mecânica do dano, analisa-se o desenvolvimento da fratura mediante uma avaliação iterativa tensão-deformação e carga hidráulica. Devido ao carregamento progressivo de água, realiza-se a análise iterativa baseada no avanço da fratura e na aplicação de pressão hidráulica, até quando a fratura deixa de progredir. A simulação numérica proposta tem o objetivo de estudar o desenvolvimento de fraturas, determinar as deformações ocorridas sob a ação das forças de empuxo d'água, de subpressão, do peso próprio e das pressões de água na fratura do maciço rochoso fraturado. As deformações calculadas são comparadas com registros da instrumentação na fundação efetuados durante o enchimento do reservatório, o que permitirá o ajuste dos parâmetros adotados na simulação, assim como estabelecer as reais características da fundação / This study is related to the analysis of crack propagation in the tensioned zone of concrete dam foundation. The example of Porto Primavera dam owned by CESP (São Paulo State Power Company) Brazil is presented. Fracture growth is analyzed by mean iterative stress-strain and hydraulic head analysis with codes based on finite elements incorporating non-linear fracture mechanics and damage models. Due to progressive load of water, a step-by-step analysis is performed, based on the development of fracture and application of forces due of hydraulic pressure. The proposed numerical simulation has the purpose of studying the development of fracture, determining deformations due to the action of uplift pressure, self-weight and hydraulic pressure on the fracture walls. The computed deformations are compared with instrumentation data, obtained during the impoundment of the reservoir, from devices installed in the foundation, which will allow to adjust the adopted parameters in the simulation and to determine the real characteristics of the foundation

Orientador: Marisa Aparecida Cabrini Gabrielli / Resumo: Complicações precoces e tardias de fraturas do seio frontal não são infrequentes, independentemente da técnica utilizada para tratamento. O objetivo do presente estudo foi avaliar o resultado do tratamento de fraturas da região frontal. Ao todo, 155 pacientes foram incluídos no estudo e avaliados por meio clinicamente e por meio de imagens de tomografia computadorizada. A média de idade foi de 32,86 anos e 88,30% eram do sexo masculino. As três principais etiologias do trauma foram acidente motorciclístico (23,87%), agressão física (20%) e acidente automobilístico (18,70%). O tempo de pós-operatório avaliado variou entre 6 meses a 27 anos (média: 7 anos e meio). Foram tratados por meio de reconstrução do seio frontal, 61,29%; obliteração, 6,45%; cranialização, 21,93% e tratamento não cirúrgico, 10,32%. Vinte e quatro por cento dos pacientes desenvolveram complicações pós-operatórias, tais como sinusite frontal, infecção do tecido mole, osteomielite, dor, mucocele, pneumoencéfalo e irregularidade óssea. As complicações diretamente relacionadas ao tipo de tratamento instituído foi a seguinte: reconstrução do seio frontal 6,3%; obliteração do seio frontal, 75%; cranialização: 2,94% e o tratamento não cirúrgico: 6,25%. Por meio dessa avaliação pode-se concluir que: (1) todas as técnicas de tratamento para fratura do seio frontal desenvolveram complicações pós-operatórias; (2) a obliteração do seio frontal apresentou prevalência para o desenvolvimento de complicações, devendo ser ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Os conceitos de mecânica da fratura têm sido cada vez mais utilizados em projetos de engenharia, permitindo a determinação de tamanhos críticos de defeito ou limites de solicitação em função da presença de trincas. No entanto, para aplicar com sucesso esses conceitos em uma avaliação de integridade estrutural é de suma importância a determinação exata do comportamento a fratura do material. Materiais com comportamento elasto-plástico têm ocupado cada vez mais lugar de destaque em estruturas e componentes críticos de engenharia e a maneira mais utilizada para caracterização da tenacidade à fratura desse tipo de material é a curva J-R. Embora existam métodos normatizados para determinação dessas curvas, esses possuem muitas vezes inconvenientes e limitações que tem justificado o desenvolvimento de vários estudos com vista à determinação de métodos alternativos. Nesse trabalho foi investigada a hipótese de que, a partir do estudo do campo deformacional nas proximidades da ponta de uma trinca, é possível desenvolver uma metodologia para determinação da curva de resistência à fratura de um material com comportamento elasto-plástico. Para tanto, um sistema óptico de medição de deformação baseado na técnica de correlação de imagem digital foi empregado para monitorar a deformação na superfície de corpos de prova do tipo SE(B) durante o ensaio de tenacidade à fratura. O objeto de estudo foi uma junta do aço API X65 soldada por processo de soldagem a laser. Os resultados obtidos demonstram o sucesso da técnica utilizada para obtenção da evolução do campo deformacional durante o ensaio. Além disso, a metodologia empregada possibilitou a determinação de expressões matemáticas que permitem associar valores de deformação com valores de integral J e Δa. Essas expressões são válidas para qualquer uma das três distintas regiões da junta soldada e permitem determinar com sucesso a curva J-R a partir da evolução da deformação durante o ensaio de um único corpo de prova. / The use of fracture mechanics has become increasingly popular in damage tolerance analysis or during determination of load limits in engineering components and structures. Nevertheless, the success of applying the concepts of fracture mechanics to investigate structural integrity assessment is highly dependent upon the correct determination of fracture mechanics material properties. The accurate prediction of ductile fracture behavior plays an important role in structural integrity assessment of critical engineering structures, including nuclear reactors, petrochemical vessels and tanks, pipelines in oil and gas industries and aircraft structures. J-R curve has become the most popular material parameters in elastic-plastic fracture mechanics and has been applied widely in practical engineering. There are procedures to determine J-R curves and they are widely presented in books and international standards. However, these procedures sometimes present some practical limitations or restrictions which have prompted research effort to develop alternative methods. In this work the hypothesis that is possible to develop a methodology to determinate J-R curve to materials with elastic-plastic behavior from analysis of near crack tip strain field was verified. For this purpose, an optical strain measurement system (OSMS) was used in order to monitor strains on surface of SE(B) specimens during fracture toughness testing. The methodology was applied to a laser welded joint of API X65 steel. The measurements successfully evaluate the strain field during testing. Besides of this, the methodology proposed allowed the determination of mathematical expressions to associate strain values with values of J-integral and crack extension (Δa). These expressions are valid to characterize these fracture toughness parameters to any one of the three distinct regions of the weld joint and made possible to determine J-R curve by monitoring the surface strain field evolution during a testing of a single specimen.

Ensaios de mecânica da fratura utilizando corpos de prova padronizados apresentam alto nível de restrição à deformação plástica na ponta da trinca, devido a esforços de flexão e a trincas profundas. Em decorrência do emprego desses corpos de prova, há um alto conservadorismo nos resultados obtidos por esses ensaios, quando aplicados em materiais de boa tenacidade. Aplicações cujos defeitos estão submetidos a baixos níveis de constricção e a pequenas margens de segurança fazem com que sejam necessários corpos de prova mais próximos do estado de tensão submetido pela estrutura para realizar adequadamente a análise crítica de engenharia (Engineering Critical Analysis - ECA). Este trabalho visa analisar a influência da geometria de corpos de prova e do tamanho da trinca na tenacidade à fratura do aço API 5DP Tool Joint. Este estudo constitui-se da realização de ensaios de tenacidade à fratura com duas geometrias de corpos de prova (SE(B) e SE(T)) e quatro tamanhos de trinca normalizados (a0/W = 0,40; 0,50; 0,60; e 0,70) com a técnica da flexibilidade no descarregamento (unloading compliance). Foi utilizado o projeto de experimentos (DOE) para obter resultados referentes aos efeitos principais dos dois fatores e de suas interações. Foram calculadas, a partir de triplicatas para cada condição, curvas de resistência e valores únicos de tenacidade à fratura (Integral J e CTOD), sendo que o último foi utilizado para o cálculo da análise de variância (ANOVA). Com base nos resultados obtidos, conclui-se que a geometria de corpo de prova, tamanho da trinca e a interação entre os dois fatores possuem efeito significativo sobre as variáveis resposta (CTOD e Integral J) com nível de significância de 5%. Além disso, obtiveram-se os valores de JIC e δi através das curvas de resistência, mostrando que esses valores independem da geometria e do tamanho da trinca. / Fracture mechanics testing using standardized specimens have a high level of restriction to plastic deformation at the crack tip, due the bending stresses and deep crack lengths. Due to the use of these specimens geometry, there is a high conservatism on the obtained results of fracture toughness testing when applied on high toughness materials. The application of specimens closely modeling to the actual stress conditions in the component under consideration are necessary to evaluate structures containing defects with low levels of constraint and small safety margins to perform appropriately the engineering critical analysis (ECA). This work aims to analyze the influence of specimen geometry and crack length on the fracture toughness of API 5DP Tool Joint steel. This study consists in the execution of fracture toughness testing on two specimen geometries (SE(B) e SE(T)) and four normalized crack lengths (a0/W = 0,40; 0,50; 0,60; and 0,70) with the unloading compliance method. Design of experiments (DOE) was applied to obtain results regarding to the main factors effects and their interactions. From triplicates of each condition, resistance curves and unique values of fracture toughness (J integral and CTOD) were calculated, and the latter result was used to calculate the analysis of variance (ANOVA). The obtained outcomes show that the specimen geometry, crack length and the interaction between these factors have significant effect on the response variables (CTOD and J integral) on a significance level of 5%. In addition, there were obtained the values of JIC e δi through the resistance curves, showing that these values do not depend on the geometry and crack length.