O concreto é um material de comportamento quase-frágil na ruptura, desenvolvendo uma zona de processo de fratura relativamente grande na ponta de uma fissura principal, na qual ocorrem fenômenos complexos. Modelos de fratura discretos são adequados para estudar tais fenômenos. Neste contexto, o presente trabalho estuda diferentes modelos de fratura discreta em concreto simples, em situação de modo I puro e modo misto (modo I e modo II, simultaneamente) empregando dois modelos constitutivos da zona coesiva, um acoplado e outro desacoplado. Considerando que a malha de elementos finitos não é adaptada durante a análise, fissuras não coincidem exatamente com as superfícies reais de fratura, resultando em componentes de tração e corte nas interfaces coesivas da frente de fissuração, as quais também não coincidem com os valores reais. Tais componentes devem diminuir com a abertura da fissura. Neste trabalho é demonstrado que apenas o modelo acoplado é capaz de lidar com as componentes espúrias do vetor tensões, e que a variável-chave é o potencial plástico empregado na integração deste vetor. Os modelos apresentados são comprovados por estudos experimentais, no caso de fratura em modo I puro com testes de flexão de vigas a 3 pontos e no caso do modo misto com testes em viga com 1 entalhe e dois entalhes a 4 pontos, viga com entalhe excêntrico ensaiada a 3 pontos e placa com duplo entalhe. Parâmetros do modo II podem ser alterados em uma faixa grande sem alterar visivelmente os resultados, pelo menos nos exemplos testados. Por outro lado, a lei coesiva para metodologia das interfaces coesivas necessita de uma lei de pré e pós-pico. Para o pós-pico, três leis são utilizadas, a saber: lei linear, bi-linear e exponencial. A escolha da lei interfere tanto no comportamento de pós-pico, como no valor de carga máxima a ser alcançado. A região de pré-pico define aberturas e deslizamentos elásticos fictícios, porém necessários para metodologia das interfaces coesivas. Neste trabalho, uma equação é proposta para determinar a lei constitutiva de pré-pico, que elimina efeitos de malha tornando a análise objetiva. / Plain concrete behaves as a quasi-brittle material in rupture, developing a relatively large process zone at the crack tip. Complex phenomena occur in this zone. Discrete fracture models are indicated to study such rupture process. In this context, the present work studies different plain concrete fracture models for mode I and mixed mode (coupled mode I and II) using two constitutive models for the cohesive zone: one is a coupled model and the other is uncoupled. Considering that the finite element mesh is not adapted during the analysis, cracks do not coincide exactly with the real fracture surfaces, resulting in components of the traction vector at the cohesive zone that are not coincident with the real values either. Such components must decrease with crack opening. In this work it is demonstrated that only the coupled model is able to deal with the spurious components of the traction vector and that the key variable in this regard is the plastic-potential used in the tractions integration. The presented models are verified by experimental tests. In the case of the pure mode I, threepoint beams are used and in the case of the mixed mode three-point and four-point beams as well as double-notched plates are used. Mode II parameters can be changed in a large range without a noticeable change in results, at least for the tested examples. On the other side, the cohesive law used in the methodology needs a pre-peak and a post-peak relation. For the postpeak, three different shapes are used: linear, bi-linear and exponential. The shape has influence in the overall post-peak behavior of the body, as well as in the peak loading reached. Pre-peak relation defines the fictitious elastic opening and the sliding necessary to complete the description of the cohesive interface methodology. In this work an equation is proposed for the pre-peak constitutive law that eliminates mesh effect problems, turning the analysis objective.

Neste trabalho foi avaliado o desempenho mecânico de um compósito formado por massa cerâmica de porcelanato sendo a matriz e fios de aço o reforço, visando a utilização como cerâmica de revestimento. Com a inserção do fio metálico, teve-se por objetivo aumentar a tenacidade elevando a resistência mecânica ao impacto, proporcionando maior segurança em caso de ruptura acidental. O estudo laboratorial avaliou o comportamento mecânico de corpos de prova sem fios e com a adição de fios. Os fios foram distribuídos longitudinalmente em três configurações. Os corpos possuíam 1600 mm2 de superfície e receberam os fios distribuídos em uma, duas e três camadas perfazendo comprimento respectivamente de 325 mm, 650 mm e 975 mm. Foram realizadas as caracterizações padrões para a cerâmica, expansão após prensagem, retração de secagem, densidade a seco, retração de queima, absorção de água e resistência mecânica à flexão. E adicionalmente foram avaliados: resistência mecânica ao impacto, índice de deformação piroplástica, resistência mecânica à tração e análise da microestrutura. O compósito proporcionou redução de aproximadamente 61% na deformação piroplástica e um acréscimo de aproximadamente de oito vezes na resistência ao impacto. Na análise do compósito, a tensão no fio ficou constante em torno de 800 MPa, mantendo aproximadamente 35% ao seu valor ao natural que era de 2000 MPa. O fio teve grandes perdas em suas características individuais, no entanto sua aplicação na cerâmica em forma de reforço do compósito enriqueceu as propriedades do porcelanato o que proporciona oportunidade de novas aplicações. / This study evaluated the mechanical performance of a composite ceramic body of porcelain with a matrix of steel fibers, for use as a ceramic coating. With the insertion of metallic fiber account was intended to increase the toughness for increasing the mechanical impact resistance, providing greater safety in case of accidental rupture. The study assessed the mechanical behavior of the specimen without fibers and with the addition of fiber. The fibers were distributed longitudinally in three configurations. The bodies had 1600 mm2 and received fibers distributed in one, two or three layers with total length of 325 mm, 650 mm and 975 mm respectively. Characterizations patterns for ceramic, expansion after pressing, drying shrinkage, dry apparent density, firing shrinkage, water absorption and mechanical flexural strength were performed. And we’ve checked also: mechanical impact, index pyroplastic deformation, mechanical tensile strength and microstructural analysis. We found that the composite material gave approximately 61% reduction in pyroplastic deformation and an increase of approximately eight times the impact resistance. In the analysis of the composite stress in the fiber was constant around 800 MPa, holding approximately 35 % of their value to the natural which was 2000 MPa. The fiber had big losses on their individual characteristics, however its application in ceramic composite as increased porcelain ceramic properties which provides opportunity for new applications.

Uma das regiões produtoras de petróleo offshore que representa um papel importante na vanguarda dos desafios de extração em altas profundidades é a província do Pré-Sal, situada na costa brasileira, composta por grandes acumulações de óleo leve de excelente qualidade. O óleo proveniente dos poços do Pré-Sal brasileiro contém CO2 dissolvido, e após as separações de óleo e gases liberar o CO2 na atmosfera não condiz com as tentativas da indústria mundial em reduzir a emissão de gases do efeito estufa. Uma alternativa econômica e ecologicamente viável é a injeção do dióxido de carbono nos reservatórios para aumentar o fator de recuperação de óleo e, ao mesmo tempo, garantir a captura e armazenamento geológico deste gás. Caso haja uma descompressão repentina devido a uma falha nas linhas de transporte do CO2, uma abrupta redução de temperatura é observada nas paredes do vaso próximas ao vazamento. Uma vez que diretrizes de projeto indicam a utilização de materiais com boa tenacidade em baixas temperaturas, a utilização de aços ligados ao níquel se faz uma boa alternativa no transporte de CO2. O presente estudo visa avaliar a influência do tratamento térmico de têmpera e revenido na tenacidade à fratura de aços ligados ao níquel, conhecidos como 5,5Ni e 9Ni, em temperatura ambiente e também a -100 °C, bem como avaliar a ação do hidrogênio nestes aços quando em baixa temperatura. Foram utilizados corpos de prova do tipo SE(B) da mecânica da fratura sem e com tratamento térmico. Foi possível observar que os tratamentos térmicos de têmpera e revenido foram muito eficientes para manter a tenacidade original do aço 5,5Ni na temperatura de -100 °C. De fato, na condição de bruto de laminação, os valores de CTOD para esse aço nessa temperatura foram muito inferiores daqueles encontrados na temperatura ambiente, indicando que esse material experimenta uma transição muito importante do comportamento em fratura em baixas temperaturas. Já o aço 9Ni sem tratamentos térmicos apresentou valores praticamente constantes de CTOD nas condições de ensaio, com um leve aumento nos valores médios após a têmpera e revenido, principalmente em baixa temperatura. Não foi verificada grande influência do carregamento de hidrogênio nos resultados da tenacidade à fratura dos aços 5,5Ni e 9Ni na temperatura de -100 °C, uma vez que os valores de CTOD nestas condições apresentaram uma leve redução em relação aos valores para os aços sem hidrogenação e ensaiados na temperatura de -100 °C. / One of the regions offshore where the oil production performs an important role in the forefront of the challenges in deep-water extractions is the Pre-salt region, located in Brazilian coast, containing big concentrations of light oil with an excellent quality. The oil from Brazilian Pre-salt oilfields contains dissolved CO2, and after the oil and gases separation, simply release the CO2 in the atmosphere does not match the efforts of the global industries to reduce the greenhouse gases emissions. A viable economic and ecological alternative is the carbon dioxide injection into the reservoirs to enhance the oil recovery factor, meanwhile ensuring geological capture and storage of that gas. In case of a suddenly depressurization in the CO2 pipelines, a temperature drop is observed in the walls near the leakage. Since project guidelines indicates the use of materials with good low temperature toughness, the use of nickel alloyed steels are a good alternative for the CO2 transportation. This work aims to evaluate the influence of the heat treatment on fracture toughness of nickel alloyed steels, nominated 5.5Ni and 9Ni, at room temperature and also at -100 °C, as well as evaluating the hydrogen effect on fracture toughness of these steels in low temperature. SE(B) fracture mechanic samples were evaluated with and without quench and temper heat treatments. It was possible to observe that the quench and temper heat treatments were so much efficient to maintain the original toughness of 5.5Ni steel at temperature of -100 °C. Indeed, in as rolled condition, CTOD values for this steel at that temperature were much lower than those found at room temperature, indicating that this material faces a very important transition in fracture behavior at low temperatures. 9Ni steel without heat treatments showed CTOD values practically constants for the tests conditions, barely increasing the medium CTOD values after the quench and temper, mainly at low temperature. A major influence of hydrogen charging on fracture toughness of 5.5Ni and 9Ni steel at -100 °C temperature was not observed, since the CTOD values on these conditions showed a slightly reduction when related to values calculated for steels with no hydrogen charging and tested in temperature of -100 °C.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-07-19T14:03:24Z No. of bitstreams: 1 Paulo Roberto Soares de Goes Filho.pdf: 2065876 bytes, checksum: 66621844e9066623229e05142e75fead (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-19T14:03:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Roberto Soares de Goes Filho.pdf: 2065876 bytes, checksum: 66621844e9066623229e05142e75fead (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 / The objective of this work the production and biomechanical evaluation of structural orthopedic implants for fracture fixation in bioresorbable polymer, poly (lactide L) (PLLA) using a printing technique 3D deposition of layers of polymer melt for further experimental application in femur rabbit. For the production of implants, i.e. orthopedic plates curved section and locking screws it was taken as base femurs anatomy rabbits slaughtered for consumption which have had their dimensions and measured shapes as a reference for computer aided design (CAD) in specific program. The project was suitable for a three-dimensional modeling program controller of a printer in 3 dimensions printed, by deposition of layers, plates and orthopedic screws. The models were subjected to mechanical strength tests, three models of plates 4 and 6 holes with locking screw, and a plate anatomically optimized addition of a suitable screw type blocked plates. In the bending strength test with 4 points of support for 6 holes plate obtained values of 748 ± 62 N while the blocked plate 4 holes obtained values of 374 ± 42 N. The screw was subjected to peel strength testing in a polyurethane foam which simulates the cortical bone, the average value was 33 ± 6 N. the optimized anatomically plate obtained in the bending test after 662 ± 220N and irradiated with 40 kGy 193 ± 20N. From the point of view of mechanical resistance to bending test work showed the viability of producing structural orthopedic implants for fracture receiving little mechanical load although necessary in vivo tests that prove the effectiveness of the production technique and the material used. / Objetivou-se com este trabalho a produção e avaliação biomecânica de implantes ortopédicos estruturais para fixação de fraturas em polímero biorreabsorvível, o poli ( L- ácido lático) (PLLA) usando a técnica de impressão 3D por deposição de camadas de polímero fundido, para posterior aplicação experimental em fêmur de coelho. Para a produção dos implantes, isto é, placas ortopédicas de secção curva e parafusos bloqueados, foi tomada como base a anatomia de fêmures de coelhos abatidos para consumo que tiveram suas dimensões e formas aferidas como referência para um desenho assistido por computador em programa específico (CAD). O projeto foi adequado para um programa de modelagem tridimensional controlador de uma impressora em 3 dimensões que imprimiu, pela deposição de camadas, as placas e parafusos ortopédicos. Os modelos obtidos foram submetidos a testes mecânicos de resistência, sendo três modelos de placas, de 4 e 6 furos, com bloqueio de parafuso, e uma placa otimizada anatomicamente além de um modelo de parafuso adequado as placas bloqueadas. Em ensaio de resistência a flexão com 4 pontos de apoio a placa de 6 furos obteve valores de 748±62 N enquanto a placa bloqueada de 4 furos obteve valores de 374±29 N. O parafuso foi submetido a teste de força de arrancamento em uma espuma de poliuretano que simula osso cortical, o valor médio obtido foi de 33±6 N. A placa otimizada anatomicamente obteve no ensaio de flexão 662±220N e após irradiada com 40 KGy 193±20N. Do ponto de vista da resistência mecânica ao ensaio de flexão o trabalho mostrou a viabilidade de produzir implantes ortopédicos estruturais para fraturas que recebam pouca carga mecânica embora sejam necessários ensaios in vivo que comprovem a eficácia da técnica de produção e do material usado.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-08-11T14:12:27Z No. of bitstreams: 1 Bernardo Kemper.pdf: 1187822 bytes, checksum: eeb6ceddcced6f684718bb9b85545454 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-11T14:12:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bernardo Kemper.pdf: 1187822 bytes, checksum: eeb6ceddcced6f684718bb9b85545454 (MD5) Previous issue date: 2008-07-22 / Fractures of the pelvis, relatively common in dogs, have recommendation of conservative treatment or surgery and may be accompanied by injuries to vital structures and permanent functional disorders. We aim to evaluate the consequences of pelvic trauma in dogs and the results of treatment (clinical and surgical) through orthopedic, functional and radiographic examinations, (up to 90 days after surgery). We used 20 animals with fracture of the pelvis, where the implementation of a treatment plan, surgical or conservative, was based primarily on the type of fracture, extent of injuries and availability of resources. In 80% of the cases (16 animals) was bilateral pelvic fracture; 85% of the animals showed iliac fracture; 40% there was ischiatic fracture and 35% showed fracture of the pubis, and observed several concurrent disorders such as skin lesions (50%); dyschesia (33%), death (25%); limb fracture (16%); perforation of the colon, rupture of the urinary tract or fracture of column (10%); diaphragmatic hernia head trauma (5 %). In patients who underwent surgery there was recovery of ambulation, previously showing full recovery of orthopedic function after 90 days in all of them. This result was not repeated in patients with conservative treatment, being observed persistent limping after 90 days. The surgical stabilization of bone segments provided clear reduction of pain after seven days, raising the quality of life and reducing the need for nursing, while 5/9 (55%) of the animals that were not operated on died, two showed persistent limping until ninety days of initial care and the other two had to be operated to correct complications (constipation and neuropraxia) as a result of the lack of previous surgical correction. The results indicate that in dogs with pelvic trauma surgical resolution should be sought primarily and the presence of other concomitant organic disabling injuries or with the potential to lead to death should be verified. / As fraturas da pelve são relativamente comuns em cães, e têm recomendação de tratamento conservador ou cirúrgico. Elas podem estar acompanhadas de lesões em estruturas vitais e transtornos funcionais permanentes. Objetivou-se avaliar por meio de exames ortopédicos, funcionais e radiográficos (até 90 dias após a cirurgia) as conseqüências do trauma pélvico em cães e os resultados do tratamento clínico e cirúrgico. Foram utilizados 20 animais com fratura na pelve, nos quais a implantação do plano de tratamento, cirúrgico ou conservador, se baseou primariamente no tipo de fratura, extensão das lesões e disponibilidade de recursos. Em 80% dos casos (16 animais) houve fratura pélvica bilateral; 85% dos animais apresentaram fratura ilíaca; 40% tiveram fratura isquiática e 35% apresentaram fratura púbica, sendo observados vários transtornos concomitantes, tais como, lesões cutâneas (50%); disquesia (33%); óbito (25%); fratura em membros (16%); perfuração de cólon, ruptura de vias urinárias ou fratura de coluna (10%); hérnia diafragmática ou trauma crânio encefálico (5%). Nos pacientes operados houve um retorno a deambulação mais precocemente sendo verificada recuperação total da função ortopédica após noventa dias em todos eles. Resultado que não se repetiu nos pacientes tratados conservativamente, sendo observada claudicação persistente, após 90 dias. A estabilização cirúrgica dos segmentos ósseos proporcionou redução evidente da dor após sete dias, elevando a qualidade de vida e reduzindo as necessidades de enfermagem, enquanto que 5/9 (55%) dos não operados vieram a óbito, dois apresentaram claudicação persistente até noventa dias do atendimento inicial e os dois restantes tiveram que ser operados para corrigir complicações (obstipação e neuropraxia) em conseqüência da falta de correção cirúrgica prévia. Os resultados observados assinalam que em cães com trauma pélvico deve-se procurar primariamente a resolução cirúrgica e a presença de outras lesões orgânicas concomitantes incapacitantes ou com potencial de induzir ao óbito.

Orientador: Paulo Sollero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T23:26:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ozelo_RenanRodriguesdeMello_M.pdf: 8786462 bytes, checksum: f15af86fe1aa3bc94191d9d7de8b51dd (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho visa o estudo da propagação de trincas interfaciais em materiais liiperelãs-ticos submetidos a envelhecimento. O método dos elementos finitos foi aplicado utilizando o software Abaqus para realizar a análise global do modelo de propagação e determinar as distribuições de tensões e deformações no corpo. Foram desenvolvidas duas técnicas, aplicadas a materiais com comportamento não linear, para a determinação do percurso de propagação. Ambas as técnicas baseiam-se na integral J e no critério da máxima taxa de liberação de energia. Para a análise do tipo de propagação e estimativa da vida em fadiga, uma metodologia foi desenvolvida para obter os parâmetros críticos de fratura e os coeficientes da Lei de Paris. Os parâmetros críticos de fratura são responsáveis por determinar se a trinca propagará de forma estável, instável ou se não haverá propagação, enquanto que os coeficientes da Lei de Paris são utilizados na integração da equação de Paris, de modo a estimar a vida em fadiga do modelo. Para a verificação do modelo de fratura foi utilizada a técnica de correlação de imagem digital. As validações das técnicas para determinar o percurso de propagação foram realizadas a partir de análises comparativas com resultados publicados na literatura e resultados experimentais próprios / Abstract: This work aims the study of interfacial crack propagation in hyperelastic materials with aging. The finite element method was applied using software Abaqus to perform the global analyses of the propagation model and evaluate the stress and strains fields. Two techniques, applied to nonlinear materials, were developed to evaluate the crack propagation path. Both techniques are based on J-integral and maximum energy release rate. To analyze the propagation type and estimation of fatigue life, a methodology was developed to obtain the critical fracture parameters and the Paris coefficients. The critical fracture parameters are responsible to determine the propagation type, while the Paris coefficients are used in the integration of the Paris Law equation, in order to estimate the fatigue life. To verify the fracture model the digital image correlation was used. The validations of the techniques to evaluate the crack propagation path were made from comparative analysis with results published in the literature and own experimental results / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Antonio José Ramírez Londoño / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T12:50:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UnfriedSilgado_Jimy_D.pdf: 31862670 bytes, checksum: f798572d3f744b9a4460a24f795ffa4d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A fratura por queda de ductilidade (FQD) é um tipo de falha que ocorre em temperatura elevada e que afeta adversamente diversos materiais metálicos com estrutura cristalina cúbica de faces centradas (CFC), tais como, ligas de Níquel, Cobre e aços inoxidáveis. Na FQD é observada uma forte redução da ductilidade e a ocorrência de fratura intergranular no intervalo de temperatura homologa entre 0,4 e 0,8, e sob aplicação de esforços de tensão. Diversos autores têm proposto alguns fenômenos metalúrgicos, tais como o escorregamento ao longo dos contornos de grão e a precipitação de carbonitretos e carbonetos, como fatores que influenciam o comportamento da FQD em estrutura bruta de solidificação de ligas de Níquel. Não obstante, o mecanismo fundamental operante neste tipo de fratura ainda não está totalmente esclarecido. Neste trabalho é estudado o mecanismo operante na FQD em função do papel da precipitação de carbonitretos e das características microestruturais na estrutura bruta de solidificação de ligas Ni-Cr-Fe endurecidas por solução sólida. Foram fabricadas e avaliadas cinco ligas experimentais baseadas na composição da liga 690 com e sem adições de Nb, Mo e Hf, as quais foram projetadas com o suporte do método Calphad. A avaliação da FQD foi realizada a través da aplicação iterativa de técnicas de caracterização baseadas em microscopia eletrônica, combinada com a determinação experimental da energia de falha de empilhamento (EFE) usando radiação sincrotron e o uso de ensaio termomecânico in situ em temperatura elevada acoplado a um microscópio eletrônico de varredura (MEV), cujos resultados permitiram realizar mapeamento da deformação a partir de imagens digitais. O teste in situ facilitou o acompanhamento, em tempo real, do fenômeno de FQD dentro do intervalo de temperaturas entre 500 °C e 1000 °C, evidenciando a ocorrência de escorregamento ao longo dos contornos de grão, o que por sua vez permitiu a identificação das etapas do fenômeno com suas respectivas características. Nas ligas experimentais com adições de Nb e Hf foram obtidos contornos de grão fortemente ondulados devido à alta freqüência de precipitados primários intergranulares finos. A adição de Mo nas ligas experimentais juntamente com as adições de Nb e Hf contribuíram para uma forte diminuição da EFE. Os contornos de grão ondulados foram relacionados com o bloqueio mecânico do escorregamento que ocorre ao longo dos mesmos, como sugerido por diversos autores. A presença de Mo na rede cristalina e a baixa EFE contribuíram na restrição da mobilidade de discordâncias em temperaturas elevadas. As características anteriores foram relacionadas com o aumento da resistência a FQD. Finalmente, baseado na evidencia experimental obtida neste trabalho é proposto um mecanismo fundamental de ocorrência da FQD em estruturas brutas de solidificação por soldagem de ligas Ni-Cr-Fe similar ao mecanismo de fluência sem domínio da difusão com escorregamento ao longo dos contornos de grão proposto por Rachinger. / Abstract: Ductility-dip cracking (DDC) is a high temperature fracture phenomenon, which affects several face centered cubic (FCC) metallic materials, such as Nickel alloys, Copper alloys, and stainless steels. DDC is observed as a drastic reduction of ductility that leads to intergranular fracture at homologous temperature range between 0,4 and 0,8 under tensile stress. Diverse theories related to the grain boundary sliding and to carbides and carbonitrides precipitation were proposed to describe DDC behavior in Ni-alloys; however, the fundamental mechanism of DDC is not clear yet. In this work is investigated the fundamental mechanism of DDC, as well as the role of carbonitride precipitates and metallurgical characteristics on this phenomenon in aswelded solid-solution strengthened Ni-Cr-Fe alloys. Experimental alloys were designed by means of Calphad methodology using the alloy 690 chemical composition as the start point. Five compositions with Nb, Mo and Hf additions were subsequently fabricated and evaluated. The DDC evaluation was performed using electron microscopy characterization techniques, experimental measurements of stacking fault energy (SFE) using synchrotron radiation, and a scanning electron microscopy thermo-mechanical in situ test that allows a strain mapping from digital images. The in situ test has allowed obtaining at real time information about of DDC phenomenon on the temperature range between 500 °C and 1000 °C. Evidences of grain boundary sliding (GBS) were obtained through high temperature experiments, consequently allowing the recognition of DDC stages characteristics. Wavy grain boundaries were obtained in Ni-Cr-Fe alloys with Nb and Hf additions due to the high frequency and homogeneous distribution of fine intergranular primary precipitates. Mo, Nb, and Hf additions contributed for a perceptible SFE reduction. Several authors suggested that wavy grain boundaries block GBS, while the Mo presence in the crystal lattice leads to SFE reduction, which is related to the restriction of dislocations mobility at high temperature and to the increase of DDC resistance. Finally, a new fundamental mechanism of DDC is proposed based on experimental evidences for as-welded structures of Ni-Cr-Fe alloys, which is similar to the creep mechanism without diffusion, involving grain boundary sliding mechanism proposed by Rachinger. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo Sollero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T01:30:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MaulerNeto_Martim_M.pdf: 3658926 bytes, checksum: 5af8623a52c25a0cdc8290fd6bac9bcb (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo deste trabalho é desenvolver uma ferramenta computacional para a análise dinâmica de chapas trincadas com reparos de material compósito colados. O método numérico a ser empregado para a modelagem do problema de mecânica da fratura da chapa, é o Método Dual de Elementos de Contorno (DMEC), que permite modelar a chapa em uma única região aplicando uma equação integral de deslocamentos em uma das faces da trinca, e uma equação integral de forças de superfície na outra face da trinca. As forças de corpo devido às massas da chapa e do reparo sob solicitação dinâmica serão modeladas através da técnica do Método de Dupla Reciprocidade de Elementos de Contorno (DRMEC), que permite a utilização de soluções fundamentais da elastoestática para a análise de problemas da elastodinâmica. O acoplamento entre a chapa metálica isotrópica e a chapa de laminado compósito anisotrópico, será modelado pela técnica do DRMEC para a análise de esforços devidos ao cisalhamento no adesivo. A tensão de cisalhamento no adesivo será calculada pela diferença de deslocamentos entre a chapa metálica e o compósito. Os efeitos dinâmicos de intensidade de tensão serão calculados por técnicas baseadas no deslocamento relativo das faces da trinca e por integrais de energia de domínio (EDI) / Abstract: The aim of this paper is to present the formulation and matrix implementation of a dynamic analysis of cracked sheets repaired with adhesively bonded composite patches. The numerical method that is used for modelling the problem of fracture mechanics is the dual boundary elements method (DBEM), which allows the modelling of a cracked sheet in a single region. This method uses a displacement integral equation in one of the sides of the crack surface and a traction integral equation in the other side of the crack surface. The body forces, due to the inertial effects of the sheet and the repair, and the interaction effect between the sheet and the anisotropic patch, are modelled using the dual reciprocity boundary elements method (DRBEM) technique, which allows the use of fundamental solutions from the elastostatics into problems of elastodynamics. The coupling between the isotropic metallic sheet and the anisotropic composite repair is modelled by the DBEM technique, in order to obtain the shear stress distribution in the adhesive layer. The shear stresses in the adhesive layer are obtained by the difference of nodal displacements between the sheet and the repair. The dynamic effects on the stress intensity factors are calculated by techniques based on the relative displacement of the crack faces and energy domain integration (EDI) / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Denis Jose Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-04T20:30:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MunozMazo_EduinOrlando_M.pdf: 718696 bytes, checksum: 5cc7fbb1e3956c2224d96e2eefb9448c (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: As características diferenciadas dos reservatórios naturalmente fraturados fazem com que o estudo e a previsão do comportamento desses reservatórios tenham-se convertido em temas de estudos freqüentes na indústria do petróleo. Nesse trabalho, apresenta-se um estudo que visa à formulação de regras gerais de escolha inicial de estratégias de produção para reservatórios naturalmente fraturados, considerando diferentes características de reservatórios assim como o estudo de um processo de otimização das estratégias propostas. Para a realização deste trabalho, foi feita uma revisão bibliográfica dos principais aspectos dos reservatórios naturalmente fraturados e foi proposta uma metodologia que avalia, através de simulação numérica, os impactos de vários fatores na previsão do comportamento. Os resultados mostram que o comportamento desse tipo de reservatório é fortemente influenciado pela estratégia selecionada. Também se observa que a seleção da estratégia inicial está condicionada principalmente por parâmetros como as permeabilidades de matriz e de fratura, a inclinação do reservatório e a orientação das fraturas. Finalmente, é ressaltada a importância dos processos de otimização para melhorar os indicadores de desempenho do reservatório, tanto de produção quanto econômicos / Abstract: Due to the differentiated characteristics of naturally fractured reservoirs, the forecast of the behavior of these reservoirs has been subject of frequent studies in the oil industry. This work presents a study that aims to formulate mIes for selection of initial recovery strategy for naturally fractured reservoirs considering different reservoir properties and to study an optimization process for the proposed strategies. For the accomplishment of thi"swork, a literature review about the main aspects of naturally fractured reservoirs was made, and it was proposed a methodology to evaluate, through numerical simulation, the impact of some reservoir parameters and production strategies on the production forecast. The results demonstrate that the reservoir behavior is strongly influenced by the selected strategy. AIso, it can be observed that the selection of the initial strategy is a function of reservoir parameters such as matrix and fracture permeability, reservoir inc1ination and fracture orientation. Finally, is demonstrated the importance and usefulness of optimization processes for increasing the production and economic performance indicators / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientadores: Ana Maria Martinez Nazar e Jean Jacques Ammann / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T02:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hein_LuisRogeriodeOliveira_D.pdf: 26678950 bytes, checksum: 210f2815f8a6929d74730d86f2becb68 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O estudo das relações entre a zona de estiramento e a tenacidade à fratura dos materiais para uso em estruturas mecânicas tem encontrado grande interesse no meio científico e tecnológico. Entretanto, grandes restrições vêm sendo encontradas quanto à adoção de técnicas para sua avaliação, o que tem implicado em uma pequena quantidade de trabalhos sobre a geometria dessa região. Desta forma, este trabalho visa o desenvolvimento de um método para análise da superfície da zona de estiramento, baseado nos conceitos das medições de paralaxe e em técnicas de processamento digital de imagens, buscando estabelecer critérios mais precisos para a definição de seus limites naturais e estudar a evolução de sua geometria, através da análise de perfis. O algoritmo para reconstrução tridimensional foi inteiramente desenvolvido dentro do ambiente gráfico do programa KHOROS, criado por pesquisadores da New Mexico University. Empregando-se técnicas de observação em microscópio eletrônico de varredura especialmente adaptadas para este trabalho, foram fotografados pares estereoscópicos de zonas de estiramento formadas em superfícies de fratura de amostras da liga AI 7050, obtidas em ensaios mecânicos para determinação do CTOD crítico, seguindo orientações do método EGF PI-87-D. Assim, foram obtidos perfis de elevação que permitiram realizar medições de parâmetros como a largura e a altura da zona de estiramento, bem como estudar a evolução de sua geometria. A zona de estiramento apresenta relevo muito acidentado, o que provoca uma dispersão natural dos resultados, apesar do emprego de uma definição consistente para a identificação de seus limites. Conclui-se que os perfis da região, desde que sob estado de deformação plana, podem ter sua geometria média descrita pela forma de uma semi-parábola. Esses resultados levaram a concluir que a metodologia e o algoritmo desenvolvidos têm aplicação viável na fractografia quantitativa / Abstract: The study about stretch zone and materiaIs fracture toughness behaviour has been found remarkable interest in the science and technology field. Moreover, there are many restrictions about the use of measurement techniques, noted by a low number of published works related to stretch zone geometry. The goal of this research is to develop a method for stretch zone surface analysis, based on parallax measurement theory using digital image processing techniques, to stablish accurated criteria for its natural boundaries detinition and to study its geometrical evolution, by profilometric analysis. The three-dimensional reconstruction algorithm has been fully developed using the graphic interface of KHOROS program, created by New Mexico University researchers. By means of particular scanning electron microscopy techniques, stretch zone stereo pairs of AI 7050 alloy fracture surfaces were photographed as indicated by EGF Pl-87-D method. These fracture surfaces were obtained from CTOD testing. The reconstructed surfaces were analysed by means of profiles, to measure width and heigth parameters of the stretch zone and to study its geometry. Because the complex stretch zone surface topographies, it was observed a large but natural dispersion of size data, despite the use of a reliable definition for region boundaries identification. So, it is concluded that stretch zone profiles mean geometry, under plane strain, can be described by the semi-parabolic shape. Finally, the results let to conclude that developed methodology and algorithm has viable use for quantitative fractographic analysis / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica