Apesar da vida em fadiga de risers flexíveis ser de grande importância na explotação “off-shore”, os dados disponíveis são bastante restritos. A interação entre as suas várias camadas, as inúmeras combinações realizadas entre elas para se obter diferentes características e os recentes avanços em termos de materiais, nos obrigam a estudá-los constantemente. Este trabalho tinha como objetivo principal a construção de um equipamento para possibilitar o estudo da vida em fadiga de risers, através de movimentos de tração combinada com flexão, referentes ao teste “a” da classe II da norma API 17B, bem como todos os outros testes da classe I da referida norma. Foram projetadas a estrutura e todos os demais componentes, que posteriormente foram redimensionados pelos resultados obtidos em simulações numéricas (elementos finitos). Posteriormente, de posse de todos os componentes, realizou-se a montagem do equipamento, seguida de um teste final, que foi acompanhado por uma análise extensométrica dos principais pontos da estrutura. A conclusão básica deste trabalho foi obtida através da comparação das análises por elementos finitos e extensométrica, onde foi constatado que o equipamento estava apto a entrar em operação para a realização de ensaios estáticos ou dinâmicos, observando-se apenas algumas restrições comentadas.

Este trabalho tem por objetivo desenvolver um equipamento de ensaios para avaliar a vida de juntas soldadas, provenientes de tubulações para extração de petróleo, submetidas à corrosão-fadiga. Para atingir este objetivo foi estudado em que condições de corrosãofadiga uma tubulação esta exposta em alto mar sendo então definidos os parâmetros mais relevantes para serem reproduzidos em laboratório em corpos de prova menores. Nesta etapa foram definidos quais seriam os parâmetros de ensaio que o equipamento deveria atender. O equipamento foi construído para ensaiar uma junta soldada circunferencial por flexão a quatro pontos através de um sistema hidráulico com controle de carga com uma freqüência de 0,2 Hz e razão de carregamento, R=0,1. Para validar o equipamento foi usado um corpo de prova instrumentado com extensômetros resistivos para comparar o a carga calculada com a experimental e determinar se o nível de carregamento se mantêm constante ao longo dos ensaios. Foi levantada uma curva de fadiga com o equipamento desenvolvido e comparada com uma curva de fadiga feita ao ar do mesmo material em uma máquina servo hidráulica MTS.

Neste trabalho, aplicando-se metodologia da mecânica da fratura dependente do tempo, analisa-se o comportamento de corpos de prova pré-trincados do aço API P22 de tubulação petroquímica, na forma usada (1 20.000 horas de trabalho a 538OC e a 115 Kgf/cm2 de pressão de vapor), e nova (sem uso), em testes de fadiga, fadiga-fluência em ondas trapezoidais de carregamento, e fluência com carga constante, aplicada por meio de pesos mortos, todos realizados a 538OC. Nas diversas condições de ensaio planejadas, pôde-se comparar o desempenho do material novo com o usado. Concluiu-se que o material usado tem melhor desempenho nas condições de fadiga testadas. Nas condições de fluência o material novo mostrou-se com melhor desempenho. E nas condições de fadigafluência, dependendo do tempo de espera (ou de aplicação do carregamento) observou-se a existência de um tempo de transição além do qual as condições de fadiga-fluência aumentam o tempo de ruptura, tornando a fluência simples mais prejudicial. Conclui-se então que numa situação de análise de integridade estrutural, das três situações de carregamento analisadas (fadiga, fadiga-fluência e fluência), fadiga pura é mais danosa, sendo o fator limitante de vida (em tempos de espera curtos ou altas frequências). E, dependendo do tempo de espera, ou de aplicação de carga, a interação entre a fadiga e a fluência pode ser o fator limitante, sendo mais perigosa que a fluência simples. / In this work the time dependent fracture mechanics methodology is applied to the analysis of the behavior of pre-cracked specimens of API P22 steel pipe used in a petrochemical industry. Samples of new material and specimens extracted from a pipe in service for 120000 hours at a pressure of 115 Kgf/cm2 of steam at 538OC, were tested. Fatigue tests, fatigue-creep interaction tests with trapezoidal loading, and creep tests at constant load were performed at 538OC. The results showed that for all the conditions of the fatigue test, the used material had the best performance. However, the creep resistance of the new material was superior. In the fatigue-creep tests it was observed the existence of a hold time transition above which the time for rupture grows rapidly a simple creep for the same load is more critical. Overall we conclude that for the structural integrity analysis, for short hold times, fatigue is the most important factor and should be considered for the lifetime evaluation. When comparing creep with fatigue-creep behavior a threshold was observed, for long hold times simple creep was dominant, while the interaction fatigue-creep was more important for shorter periods.

O ferro fundido vermicular é um material de destaque para aplicações em componentes que estão sujeitos a choques e variações térmicas. O mesmo apresenta boa combinação de propriedades tipo condutividade térmica, resistência e tenacidade. Desta forma, a disponibilidade de informações sobre a influência de diferentes composições químicas sobre o comportamento diante de exigências térmicas, vem contribuir para consolidar o uso deste material em componentes automotivos. No caso do ferro vermicular, a resistência ao surgimento de trincas por solicitações térmicas pode ser melhorada com adições de elementos de liga como: cromo, molibdênio, vanádio e outros. Ferros fundidos vermiculares com diferentes teores de molibdênio e silício são investigados neste trabalho. Corpos de prova na forma de discos finos (4mm) foram submetidos a três diferentes gradientes de temperatura (50 à 450, 500, e 550"C). Investigou-se, ainda, a influência de cantos vivos deixados pela usinagem dos corpos de prova. Para os ensaios de ciclagem térmica foi desenvolvido um ensaio que consiste em aquecer uma das faces do corpo de prova por chama, submetendo a outra face ao resfriamento por jato d'água até a temperatura de 50°C. Resultados mostram que o método desenvolvido para a realização do ensaio foi eficiente para avaliar as variáveis em questão. Pode-se concluir a partir dos resultados que o molibdênio aumenta a resistência à fadiga térmica. A temperatura máxima do ensaio é determinante para a vida em fadiga térmica e materiais ensaiados em ciclos com temperatura até 450°C resistiram duas vezes mais que materiais ensaiados em ciclos com temperatura até 550°C, e por fim, corpos de prova com o canto vivo amenizado tiveram um desempenho de 1,5 à 2,6 vezes melhor que os com o canto vivo pronunciado. / The compacted grapite iron is a suitable material for application on components subject to thermal shock and thermal variation. This material shows a good combination o f properties like thermal conductivity, strength and toughness. By this way, the availability o f information about the influence o f chemical composition over performance under thermal conditions, contributes to consolidate the use of this material in automotive components. In case of compacted graphite iron, the resistance to crack initiation due to thermal solicitation can be improved by the addition of alloying elements like: chromium, molybdenum, vanadium and others. Compacted graphite irons with different contents of molybdenum and silicon were investigatted in this work. The specimens in shape of thin disks (4mm) were submitted to three different thermal gradients, from 50 to 450, 500 and 550°C. Also, · the influence of the sharp edges left after machining of specimens was investigated. A procedure was developed for the thermal cyclic tests, consisting in warming one of the faces of the specimen with a heating flame while keeping the other (face) cooled by a water jet to a temperature of 50°C. The results show that the method devoloped for the execution of the test was efficient to evaluate the variables in question. The results indicate that the molybdenum improves thermal fatigue resistance. The maximum temperature of the test is decisive for life in thermal fatigue, and material tested on temperatures up to 450°C resisted twice more than the material tested on temperatures up to 550°C. Finaly, specimens wih smooth edges had a performance 1,5-2,6 times better than specimens with sharp edges.

Neste trabalho, apresenta-se um programa de computador criado para automatizar os procedimentos para a verificação à fadiga de seções de concreto armado, submetidas a solicitações normais, conforme as recomendações do Projeto de revisão da NBR 6118/2001 (Texto conclusivo). o programa calcula as tensões e as variações de tensões, necessárias para as verificações, no regime elástico (estádio 11),qualquer que seja a solicitação (reta ou desviada) e qualquer que seja a seção transversal da barra (suposta poligonal). Este programa tem grande utilidade prática na verificação de lajes, vigas e pilares de concreto armado. Devido à sua simplicidade e à quantidade de conhecimentos básicos, de cálculo diferencial e integral, cálculo numérico, geometria das massas, resistência dos materiais e concreto armado, envolvidos no seu desenvolvimento, pode ser usado também para fins didáticos.

O presente trabalho foi desenvolvido em várias etapas envolvendo desde o estudo do desempenho em fadiga de tubos utilizados em risers rígidos até a avaliação do comportamento em fratura dos mesmos. Inicialmente foi desenvolvido um sistema de ensaios de fadiga de tubos por ressonância. Este sistema constava de cabeças de apoio, sendo o tubo submetido a carregamento cíclico por uma massa excêntrica acionada por um motor elétrico. Com este sistema foram realizados ensaios de fadiga em tubos que continham uma emenda produzida por solda helicoidal. Foram testadas duas séries de tubos, sendo uma sem simulação de bobinamento e outra com simulação de bobinamento. Devido ao fato de que os ensaios de fadiga nestes tubos eram interrompidos quando a trinca se tornava passante, alguns tubos foram submetidos a um carregamento em tração até a ruptura. Assim foi possível avaliar a resistência remanescente e com estes dados comparar com aqueles utilizando-se os ensaios a partir da previsão do comportamento em fratura obtida com corpos de prova da mecânica da fratura. Foram, também, ensaiados por tração tubos com defeitos produzidos por usinagem para comparação do comportamento na fratura com aqueles que possuíam defeitos gerados por fadiga. Com o objetivo de avaliar a possibilidade de utilização de corpos de prova normalizados do tipo SE(B), foram realizados em laboratório, ensaios de tenacidade à fratura em corpos de prova retirados dos tubos. No intuito de avaliar a correspondência de técnicas de simulação numérica foram utilizadas técnicas analíticas por método de elementos finitos para simular o comportamento de trincas em tubos. Estes resultados foram comparados com os obtidos nos ensaios de tração. Também foi realizada a simulação do corpo de prova testado em laboratório com o mesmo objetivo. Foi verificado que o sistema de ensaio sob carregamento cíclico permite a execução de testes de fadiga em tubos. Os tubos testados apresentaram ótimo desempenho em fadiga, sendo os resultados superiores àqueles especificados em norma. Os ensaios de tração nos tubos trincados por fadiga mostram que estes apresentam resistência próxima das do tubo íntegro, mesmo possuindo trinca da ordem de 60 mm de comprimento. Entretanto, os ensaios de laboratório revelaram que os corpos de prova de dimensões reduzidas utilizados para avaliação do comportamento em fratura destes componentes são inadequados. A simulação numérica mostrou-se eficiente na reprodução do comportamento de tubos com trinca não passante e para os corpos de prova de laboratório,não tendo, entretanto, o mesmo sucesso na previsão do comportamento de tubos com trincas passantes. / This work was developed in multiple steps, from the fatigue behavior to fracture evaluation of rigid risers’ pipes. First was developed a resonant fatigue test rig, which consisted of two support heads, with the pipe being submitted to cyclic load by a rotating eccentric mass that was driven by an electric motor. With this rig full-scale fatigue tests were carried out in two sets of middle bias weld pipes. One set was subjected to plastic deformation simulating reeling operation, while the other was not. Since the tests were interrupted when there was a trough the wall crack, some pipes were tested in tension to fracture to evaluate the load capacity of the remaining pipe sections. Pipes with machined defects were also tested, in order to compare their behavior to that of the pipes that had fatigue defects. With the goal of evaluating the possibility of using standard SE(B) specimens, some fracture toughness tests were done in laboratory with specimens extracted from the pipes. In order to evaluate the correspondence of numeric simulation methods to reality, a commercial software was used to simulate the load capacity of the fractured pipe segments and the results were compared with those obtained in the tension to fracture tests. A simulation of the laboratory tested specimen was also done with the same objective. It was evidenced that the resonance fatigue test rig was capable of executing fatigue tests in full-scale pipes. The tested pipes presented good performance under fatigue, being superior to the specified by the standard. The tension to fracture tests done on the cracked pipe segments showed that they have a resistance that is close to that of the non-cracked pipes, even with cracks with lengths of around 60 mm. The laboratory tests proved that the small standard specimens are inadequate to measure the fracture properties of the pipe's material. The numeric simulation showed itself to be efficient in the reproduction of the behavior of pipes with non-trough the wall cracks and of standard specimens, but showed poor agreement with the behavior presented by the pipes with trough-wall cracks.

Este estudo foi realizado para detectar os efeitos de um programa de relaxamento muscular na incidência e intensidade da lombalgia associada com fadiga muscular de jovens atletas de Ginástica Rítmica Desportiva (GRD). A amostra foi constituída por 9 atletas, sendo a média de idades de 8,8 anos. Um grupo experimental (n=6) foi submetido a um programa de relaxamento muscular (Técnica de L. Michaux) inserido na prática regular do desporto. Este programa consistiu de doze semanas de tratamento, sendo duas sessões por semana de 45 minutos cada. O grupo controle também de jovens atletas de GRD (n=3) foi restrito a prática regular do desporto. Os efeitos do programa de relaxamento foram analisados usando um questionário de dor e sinais EMG gravados de quatro músculos extensores lombares. O sinal EMG em bruto foi convertido para o domínio da freqüência e a mediana da freqüência (MF) foi calculada para cada 3 segundos dos 35 segundos do teste de 70% da contração voluntária máxima (CVM). A inclinação definida pela MF obtida nos 3 segundos iniciais e 3 segundos finais do teste foi usada como um índice de fadiga. Os resultados obtidos com o questionário de dor mostraram que a incidência e intensidade da lombalgia foi reduzida significativamente após o tratamento de relaxamento (α <= 0,05). Os resultados obtidos na avaliação EMG mostraram que a inclinação da MF de todos os músculos foi reduzida significativamente após o tratamento (α <= 0,05), quando as médias de todos os sujeitos dos grupos controle e experimental foram comparados. Especula-se que a redução da inclinação da MF refletiu os efeitos do tratamento. Assim, a EMG no domínio da freqüência parece ser sensível a um programa de relaxamento muscular. / This study was aimed to detect the effects of a muscle relaxation program on the incidence and intensity of low back pain associated with muscle fatigue of young female rithmic gymnastics. The research sample consist of 9 athletes and the mean age was 8,8 years. A experimental group (n = 6) was submetted to a muscle relaxation program (L. Michaux Technique) in addition to regular practice. This 12 week program consisted of 45 minute sessions and took place twice a week. A control group comprised also of young rithmic gymnastics athletes (n=3) was restricted to regular practice. The effects of the relaxation program was assessed using a pain questionaire and was and electromyographic (EMG) signals recorded from four spine extensor muscles.The raw signals were converted to the frequency domain and the midian frequency(MF) was calculated for every 3 seconds of a 35second test at 70% of the maximal voluntary contraction (MVC). The slope detined by the MF obtained for the 3 initial seconds and 3 [mal seconds of the test was used as na index of fatigue. The results obtained from the pain questionaire showed that the incidence-intensity of the low back pain was siginificanthyreduced after the relaxation treatment (α <= 0,05) the results obtained from the EMG evaluation showed that de slope of the MF of all muscles were significanthyreduced after treatment (α <= 0,05), when the means of all subjects for the control and experimental groups were compared. It is speculated that the reduction of the slopes of the MF reflected the effects of treatment. Therefore, EMG in the frequency domain appears to be sensitive to a muscle relaxation program.

Estudou-se neste trabalho o comportamento à fadiga e à corrosão-fadiga de juntas soldadas de Inconel 625 que poderiam ser empregadas em plataformas off-shore em alimentadores ("risers"). Um dos pontos mais susceptíveis a sofrer esses processos de degradação é a solda circunferencial entre os tubos, uma vez que são geradas tensões devido ao processo de soldagem, e fluem no interior destes; soluções contendo elementos agressivos como cloretos, gás carbônico, entre outros. Os testes utilizados para avaliação desses fenômenos consistiram em curvas de polarização para caracterização do comportamento à corrosão, ensaios de tração ao ar e em presença do meio corrosivo, ensaios de fadiga e corrosão fadiga em máquinas tipo excêntrica, sendo os ensaios monitorados com sistema da aquisição de dados adequado. Esta liga demonstrou uma boa resistência a corrosão com um potencial de pite de 0,6 V, e uma boa durabilidade frente a fadiga e corrosão-fadiga, resistindo mesmo em tensões superiores às de trabalho a mais de 5 milhões de ciclos. / It was studied the fatigue and corrosion fatigue behavior of welded specimens of a nickel base alloy, namely Inconel 625, that may be used in oil and gas production in off-shore plants like risers. One of the most susceptible regions, to suffer these processes of degradation, are the circumferential welds between pipes due to stress concentration from the welding process. The environment inside these pipes may contain aggressive elements like carbonic gas and chlorides among others and low pH. The tests used, in this work, to evaluate these phenomena, were polarization curves, slow strain rate technique, in air and in the presence of corrosive medium and fatigue and corrosion-fatigue tests using an eccentric type machine and an data acquisition system. This alloy shows a good corrosion resistance and a good behavior considering fatigue and corrosion fatigue tests, where even in stress levels higher than the ones used in service conditions, the number of cycles to failure of the specimens surpassed 5 million cycles.

Este trabalho teve como objetivo geral avaliar a influência do sistema de cura da borracha natural utilizada na fabricação de compostos elastoméricos nas propriedades mecânicas, dinâmicas e de fadiga aplicados em coxins de motor. A avaliação comparativa entre um composto de referência já utilizado comercialmente e os demais visou basicamente variar a densidade de reticulação e o tipo de ligações cruzadas através do teor de enxofre e acelerador. Foram investigados ao total nove compostos elastoméricos, sendo oito à base de enxofre e sulfenamida e um à base de peróxido. Para os compostos elastoméricos reticulados por enxofre variou-se a razão enxofre/acelerador a fim de se promover diferentes tipos de ligações cruzadas, bem como diferentes densidades de reticulação do elastômero. Os ensaios utilizados para avaliação dos compostos elastoméricos foram aqueles de maior interesse na caracterização do comportamento e característica de compostos de borracha aplicados em coxins de motor de automóveis. As propriedades mecânicas como dureza, tensão de ruptura, alongamento à ruptura, deformação permanente, etc. foram determinadas através de ensaios laboratoriais normatizados. As propriedades dinâmico-mecânicas (rigidez dinâmica, ângulo de perda, coeficiente de amortecimento, módulos e energias de armazenamento e de perda) e de fadiga foram caracterizadas através de ensaios de MTS e DMA. Os compostos de NR também foram avaliados quanto à cura (análise reológica), estabilidade térmica (ensaio de TGA), geração de calor, dureza e propriedades mecânicas antes e após envelhecimento térmico. Os resultados obtidos mostraram que a quantidade de enxofre e a variação da razão enxofre/acelerador, que determinam a densidade e o tipo de ligações cruzadas possuem forte influência nas propriedades mecânicas dos compostos elastoméricos. A resposta dinâmico-mecânica dos compostos de NR também foi muito sensível às alterações do sistema de cura dos compostos elastoméricos, bem como a resistência à fadiga destes materiais onde, por exemplo, o sistema de cura convencional apresentou melhor performance. A variação das quantidades relativas dos componentes da formulação mostrou ser parâmetro importante na performance do produto final. / The aim of this work was to evaluate the cure system influence on the mechanical and dynamic properties and the fatigue life of the natural rubber compounds applied on engine cushions. For that relative quantities of the sulphur and accelerator were varied and so the crosslinking type and density. A commercially NR compound already used for engine cushions was comparatively evaluated as a compound reference. The tests used for evaluation of the NR compounds were those of interest in the behavior characterization of rubber compounds applied on automobiles engine cushions. The mechanical properties as hardness, tensile strength, elongation at rupture, permanent deformation and so one were determined through standardized laboratorials assays. The dynamic-mechanical properties (dynamic stiffness, phase angle, damping coefficient, storage and loss modules and energies) and fatigue life had been characterized through MTS and DMA tests. The NR compounds had been also evaluated regarding their rheology (rheological analysis), thermal stability (TGA analisys), heat build up, and thermal aging effects on the hardness and mechanical properties. The gotten results had shown that the amount of sulphur and the variation of the sulphur/accelerator rate, that determine the density and crosslink type have had influence on the mechanical properties of elastomeric compounds. The dynamic-mechanic properties and the fatigue resistance of the NR composites were very dependent on the cure system of the elastomeric compounds, where the conventional cure system presented better performance. The variation of the relative components amounts showed to be an important parameter for the final product performance.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Odontologia. / Made available in DSpace on 2012-10-24T10:56:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263789.pdf: 14257614 bytes, checksum: 38197f55e0af3909d96fec80c8fdbdb1 (MD5) / O desenho da interface implante-pilar e as propriedades retentivas das junções parafusadas afetam o comportamento mecânico dos implantes. O objetivo deste estudo foi comparar três interfaces implante-pilar (hexágono externo, hexágono interno e cone em cone) em relação à resistência à fadiga, avaliar o correspondente modo de falha e comparar os resultados deste estudo com dados obtidos em estudos prévios sobre conectores Nobel Biocare e Straumann. Para duplicar os padrões da carga intra-oral alternantes e multivetoriais, as amostras foram submetidas a um teste rotacional em cantilever. As amostras giravam ao redor do seu longo eixo enquanto uma força perpendicular era aplicada à porção terminal. A interface hexagonal externa apresentou resultado superior comparado com as interfaces cone-morse e hexagonal interna. Não houve diferença estatística entre as interfaces internas.