O objetivo do presente estudo foi analisar os efeitos da execução prévia de exercício físico e cognitivo sobre os componentes central e periférico da fadiga neuromuscular durante um teste contrarrelógio de 4 km de ciclismo. Para tanto, oito ciclistas treinados (n = 8) participaram de três diferentes estudos. No estudo 1, os atletas realizaram o teste contrarrelógio após assistir documentário (CON) ou após tarefa cognitiva (TC). No estudo 2, o teste de 4 km de ciclismo foi realizado após 100 drop jumps (DJ), 48 horas após 100 drop jumps (48h-DJ) e sem a realização prévia de exercício (CON). No estudo 3, o teste contrarrelógio foi realizado após fadiga prévia de membros superiores (FB) e inferiores (FP) e sem fadiga prévia (CON). Em todos os estudos, parâmetros de fadiga central e periférica foram avaliados por meio da técnica de estimulação elétrica no nervo femoral em repouso, pré e pós 4km de ciclismo. Estudo 1: O desempenho foi similar (P> 0,05) entre CON (376 ± 26,9 s) e TC (376,3 ± 26 s). Do mesmo modo, não encontramos diferenças significativas (P> 0,05) para parâmetros de fadiga central e periférica entre CON e TC. Estudo 2. O desempenho foi significativamente (P< 0,05) prejudicado em DJ (-2,3%) e houve uma tendência em 48h-DJ (-1,8%). A redução no desempenho em 48h-DJ foi devido à menor potência na parte inicial da prova (P< 0,05). Em DJ a piora no desempenho foi em decorrência de menor potência (P< 0,05) na parte inicial e final da prova. Houve uma exacerbada (P< 0,05) fadiga periférica após o contrarrelógio em DJ (1Hzpot= -44,7%) comparado com CON (1Hzpot= -20,1%). Além disso, significante fadiga de baixa frequência foi observada em DJ comparado com CON. Por outro lado, parâmetros de fadiga central e periférica apresentaram valores similares entre CON e 48h-DJ (P> 0,05). No entanto, foi encontrado aumento significativo (P< 0,05) na dor muscular tardia em 48hDJ comparado com CON e DJ. Estudo 3: O desempenho foi reduzido em FP (-2,3%) e FB (-1,5%) quando comparado com CON. O menor desempenho nas condições FP e FB foi acompanhado por redução na potência (P< 0,05) na parte inicial (condição FP) e na parte final (condições FP e FB) a prova. Ao final dos 4 km de ciclismo, os participantes apresentaram menor (P< 0,05) fadiga periférica em FB (1Hzpot= -11,9%) comparado com CON (1Hzpot= -20,1%). Em FP, houve maior fadiga periférica em comparação a condição CON e FB. Em conclusão, os resultados destes estudos sugerem que apenas a execução prévia de exercício envolvendo a musculatura utilizada no ciclismo promove alterações nos componentes periféricos da fadiga neuromuscular após 4 km de ciclismo / The aim of this study was to analyze the effects of previous execution of physical exercise and cognitive on the central and peripheral components of the neuromuscular fatigue during a 4 km cycling time trial. Eight trained cyclists (n = 8) participated of three different studies. In study 1, the athletes performed the 4 km cycling time trial test after watching a documentary (CON) or after a cognitive task (CT). In study 2, the 4-km cycling test was performed after 100 drop jumps (DJ), 48 hours after 100 drop jumps (48h-DJ) and without previous exercise (CON). In study 3, the time trial was performed after pre-fatigue of the upper (FU) and lower (FL) body and without prefatigue (CON). In all studies, central and peripheral fatigue parameters were evaluated via electrical stimulation in femoral nerve at rest, before and after 4km cycling. Study 1: Performance was similar (P> 0.05) between CON (376 ± 26.9 s) and TC (376.3 ± 26 s). Likewise, we found no significant differences (P> 0.05) for parameters of central and peripheral fatigue between CON and CT. Study 2: Performance was significantly (P< 0.05) impaired in DJ (-2.3%) and there was a trend in 48h-DJ (-1.8%). This reduction in performance in 48h-DJ was due to a lower power at first part of the time trial (P< 0.05). In DJ condition, loss in performance was due to lower power (P< 0.05) at the start and end phases of the test. There was exacerbated (P <0.05) peripheral fatigue after the time trial in DJ (1Hzpot = -44.7%) compared to CON (1Hzpot = 20.1%). Furthermore, a significant low frequency fatigue was observed in DJ compared to CON. On the other hand, central and peripheral fatigue parameters showed similar values between CON and 48h-DJ (P> 0.05). However, a significant increase in delayed onset muscle soreness was found in 48h-DJ than CON and DJ. Study 3: Performance was reduced in FU (-2.3%) and FL (-1.5%) compared to CON. The lowest performance was accompanied by a reduction in power (P< 0.05) in the initial (FL) and final (FL and FU phases of the time trial. After 4 km cycling, participants had a lower (P< 0.05) peripheral fatigue in FU (1Hzpot = -11.9%) compared with CON (1Hzpot = -20.1%). In FL, there was a greater peripheral fatigue compared to CON and FB condition. In conclusion, the results of these studies suggest that only the previous execution of exercise involving the muscles used in cycling causes changes in the peripheral components of the neuromuscular fatigue after 4 km of cycling

The aim of this study was to evaluate the cyclic and torsional fatigue resistance of Nickel-Titanium rotary instruments manufactured by different thermal treatments. Were tested a total of 140 rotary instruments (n=20): Genius (GN size 25, .04 taper), Trushape (TS size 25, .06 taper), Logic (LOG size 25, .06 taper), Vortex Blue (VB size 25, .06 taper), ProTaper Gold (PTG size 25, .08 taper), Hyflex CM (HCM size 25, .06 taper) and Hyflex EDM (EDM size 25, .08 taper). Cyclic fatigue resistance testing was performed using an artificial stainless steel canal with a curvature (60° angle and 5- mm radius) located at 5 mm from the tip. The files (n=10) rotated until fracture and time was recorded in seconds. The torsional test evaluated the angular deflection and torque at failure of the instruments (n=10) at 3 mm from the tip according to ISO 3630- 1. The fractured surface of five instruments of each brand was observed by using scanning electron microscopy (SEM). Data were analysed using one-way ANOVA and Tukey tests, and the level of significance was set at 5%. The cyclic fatigue resistance value of EDM size 25, .08 taper was significantly higher than those of all instruments tested (P<0.05). The LOG size 25, .06 taper showed a higher cyclic fatigue resistance than those of GN size 25, .04 taper; TS size 25, .06 taper (P<0.05). There was no difference among the others groups. The torsional test showed that PTG size 25, .08 taper had the highest torsional strength value of all instruments tested followed by VB size 25, .06 taper and EDM size 25, .06 taper (P<0.05). The LOG size 25, .06 taper showed significant difference only with GN size 25, .04 taper (P<0.05). No difference was found among the others groups (P>0.05). In relation to angular deflection, the GN size 25, .04 taper; TS size 25, .06 taper; HCM size 25, .06 taper, and EDM size 25, .08 taper showed significantly higher values until fracture than the others groups (P<0.05). No difference was found among PTG size 25, .08 taper, LOG size 25, .06 taper, and VB size 25, .06 taper (P<0.05). The EDM size 25, .08 taper presented the highest cyclic fatigue resistance among all the tested instruments. For the torsional test, the PTG size 25, .08 taper showed highest torsional strength and lowest angular deflection values. / O objetivo deste estudo foi avaliar a resistência às fadigas cíclica e torsional de instrumentos rotatórios de Níquel - Titânio fabricados por diferentes tratamentos térmicos. Foram testados o total de 140 instrumentos (n=20): Genius (GN diâmetro 25, conicidade .04), Trushape (TS diâmetro 25, conicidade .06), Logic (LOG diâmetro 25, conicidade .06), Vortex Blue (VB diâmetro 25, conicidade .06), ProTaper Gold (PTG diâmetro 25, conicidade .08), Hyflex CM (HCM diâmetro 25, conicidade .06) e Hyflex EDM (EDM diâmetro 25, conicidade .08). O teste de resistência à fadiga cíclica foi realizado utilizando um canal artificial de aço inoxidável com curvatura (ângulo de 60° e raio de 5mm) localizada a 5 mm da ponta. Os instrumentos (n=10) foram rotacionados até a fratura e tempo foi registrado em segundos. O teste torsional avaliou a deflexão angular e torque até a falha dos instrumentos (n=10) a 3 mm da ponta de acordo com a ISO 3630-1. A superfície da fratura de 5 instrumentos de cada fabricante foi observado utilizando o microscópio eletrônico de varredura (MEV). A análise-estatística foi realizada utilizando o teste de análise de variância com um fator ANOVA e teste de Tukey, o nível de significância foi de 5%. O valor de resistência a fadiga cíclica do EDM diâmetro 25, conicidade .08 foi significantemente maior que todos os instrumentos testados (P<0.05). A LOG diâmetro 25, conicidade .06 mostrou maior resistência à fadiga cíclica que o GN diâmetro 25, conicidade .04; TS diâmetro 25, conicidade .06 (P<0.05). Não houve diferença significante entre os outros grupos. O teste torsional mostrou que PTG diâmetro 25, conicidade .08 obteve o maior valor de torque até a fratura de todos os instrumentos testados seguido por VB diâmetro 25, conicidade .06 e EDM diâmetro 25, conicidade .06 (P<0.05). O LOG diâmetro 25, conicidade .06 mostrou diferença significativa apenas com com GN diâmetro 25, conicidade .04 (P<0.05). Não houve diferença significativa entre os outros grupos (P>0.05). Em relação a deflexão angula, o GN diâmetro 25, conicidade .04; TS diâmetro 25, conicidade .06; HCM diâmetro 25, conicidade .06 e EDM diâmetro 25, conicidade .08 apresentou significantimente o maior valor até a fratura que os outros grupos (P<0.05). Nao foi encontrado diferença significativa entre PTG diâmetro 25, conicidade .08, LOG diâmetro 25, conicidade .06, e VB diâmetro 25, conicidade .06 (P<0.05). O EDM diâmetro 25, conicidade .08 apresentou a maior resistência a fadiga cíclica entre todos os instrumentos testados. Para o teste torsional, o PTG diâmetro 25, conicidade .08 apresentou o maior valor de torque e menor deflexão angular.

In order to characterize mechanical components used in high responsibility applications, the knowledge of chemical composition and results from regular experiments such as traction, impact and hardness tests is important, but not sufficient. They cannot supply the necessary information that permit anticipating, in a reliable way, the components behavior in actual working conditions. As an example, there are engines cylinder head submitted to mechanical and thermal tensions that are relatively high during the in service use, and very high in same very demanding condition. During long run times and any failure in the cooling and/or lubrication the temperature may reach 300ºC. This temperature variation causes thermal shocks which may generate cracks and/or a wide ranging of plastic deformation in regions close to the pistons. Even not considering the thermal shock effects caused by failure, even so, a short number of start-up and shutdown cycles of engine, are considered the main cause of small cracks. This indicates that the generation of cracks in cylinder head may be considered as low cycle thermomechanical fatigue problem. Another problem is the microstructure heterogeneity in the component due to the casting process, leading to different physical and mechanical properties in the same piece. Besides the presence of porosity generated by gas bubbles and voids of solidification, which may be as great as short crack, reducing the nucleation life and changing the problems focus for the fatigue crack growth. The purpose of this study was to determine the isothermal and thermomechanical fatigue property through low cycle fatigue, as well as the fatigue crack growth, relaxation, microestrutural characterization and modeling of mechanical behavior by finite element for the aluminum alloy employed in the manufacture of engine cylinder head by the national automotive industry. Isothermal fatigue experiments were carried out at temperature of 120ºC and 280ºC and the thermomechanical performed in phase between the temperatures of 120ºC and 280ºC. The relaxation experiments were performed at some temperatures with trapezoidal wave loading, whereas the experiments of fatigue crack growth carried out at temperatures of 120ºC, 200ºC and 280ºC for sine and trapezoidal wave loading in displacement and load control. The microstructure analysis was also made in the specimens after the fatigue test by optical microscopy and scanning electron microscopy SEM. The results of these experiments showed that the casting defects and materials inhomogeneities, coupled long run times in high temperatures and loads, are a critical factor in the component performance. These results help us to establish accurate models for life prediction of the engine cylinder head. / Para caracterizar componentes usados em aplicações de alta responsabilidade não basta apenas conhecer a composição química e os resultados de ensaios de tração, impacto e dureza, pois estes podem não fornecer os subsídios necessários que permitam prever, de maneira confiável, o comportamento dos componentes nas condições reais de trabalho. Exemplo disto são os cabeçotes de motor automotivos, submetidos a tensões térmicas e mecânicas relativamente altas durante seu uso normal e altíssimo em condições extremas. Durante longos tempos de funcionamento e eventuais falhas na refrigeração e ou lubrificação a temperatura pode chegar a valores próximos de 300ºC. Esta variação de temperaturas provoca choques térmicos que podem gerar trincas e/ou uma grande quantidade de deformação plástica em regiões próximas aos pistões. Desconsiderando a presença de choques térmicos provocados por falhas, ainda assim, uma pequena quantidade de ciclos de acionamento e parada do motor, é considerada como os principais causadores de pequenas trincas. Isso indica que o surgimento de trincas em cabeçotes de motor deve ser considerado um problema de fadiga termomecânica de baixo ciclo. Outro problema é a heterogeneidade microestrutural no componente devido ao processo de fundição, levando a propriedades mecânicas e físicas diferentes em uma mesma peça. Além da presença de porosidade gerada por bolhas de gás e vazios de solidificação, que podem adquirir tamanho tal que se aproximem de pequenas trincas, diminuindo a vida para a nucleação e assim mudando o foco do problema para o de propagação de trinca por fadiga. A proposta deste trabalho foi a de determinar as propriedades de fadiga isotérmica e termomecânica através de ensaios de fadiga de baixo ciclo, bem como as propriedades de propagação de trinca por fadiga, relaxação, caracterização microestrutural e modelagem do comportamento mecânico por elementos finitos para a liga de alumínio utilizada na fabricação de cabeçotes de motores automotivos pela indústria nacional. Os ensaios de fadiga isotérmica foram realizados nas temperaturas de 120ºC e 280ºC e os ensaios termomecânicos foram realizados em fase entre as temperaturas de 120ºC e 280ºC. Os ensaios de relaxação foram realizados em várias temperaturas com carregamento de onda trapezoidal, enquanto que os ensaios de propagação de trinca por fadiga foram realizados nas temperaturas de 120ºC, 200ºC e 280ºC para carregamentos de onda senoidal e trapezoidal em controle de carga e de deslocamento. Foi feita também análise microestrutural nos corpos de prova, após os ensaios de fadiga, por microscopia óptica e por microscopia eletrônica de varredura MEV. Os resultados destes ensaios mostraram que os defeitos de fundição e a falta de homogeneidade no material, aliados a longos tempos de exposição a carregamentos e em altas temperaturas, constituem um fator crítico no desempenho do componente. Estes resultados ajudarão a estabelecer modelos precisos de previsão de vida para os cabeçotes de motor.

O objetivo do presente estudo foi avaliar a resistência à fadiga cíclica flexural de instrumentos rotatórios de níquel-titânio de número 25, conicidade 0,04 e 25 mm de comprimento (K3, SybronEndo), submetidos a variados torques de acionamento e repetidos ciclos de usos em canais simulados, valendo-se de dispositivo apropriado para ensaios dinâmicos. Procurou-se determinar se, além do fator de variação número de uso, há influência relacionada com o torque e, ainda, a possibilidade de interação entre número de uso e torque. Valendo-se motor elétrico acionado à velocidade de 300 rpm foram instrumentados 320 canais simulados, utilizado-se 80 instrumentos divididos em 4 grupos com 20 espécimes cada, de acordo com os torques (0,5 Ncm, 1,0 Ncm, 2,0 Ncm e 6,0 Ncm) a que seriam submetidos. Cada grupo foi subdividido em 4 subgrupos com 5 espécimes, de acordo com o número de usos (1, 3, 5 e 7 ciclos de usos). Todos os instrumentos foram submetidos a ensaio de fadiga cíclica flexural que foi realizado num dispositivo que permitia ao instrumento girar livremente, reproduzindo a instrumentação rotatória num canal curvo (40º e raio de curvatura de 5 mm), simulando o movimento de pecking, onde o instrumento deslizava pelo sulco criado no anel de aço temperado. Foi utilizada peça de mão com contra-ângulo redutor de 16:1, acionado por motor elétrico na velocidade de 300 rpm e torque idêntico ao empregado durante a fase de preparo dos canais simulados. A fratura do instrumento era facilmente detectada pelo sensor, e neste momento o contador e o temporizador paravam imediatamente. Os dados registrados no contador e no temporizador foram tranformados em segundos. Para a avaliação estatística empregou-se ANOVA e o teste t de Student (p<0,01). No que diz respeito ao fator de variação número de uso, não houve diferença estatística significante, enquanto as comparações feitas com o torque de 6,0 Ncm apresentaram valores de t calculado altamente significativo, com p < 0,01. Também não ocorreu interação significante entre os fatores de variação número de usos e torque. Baseado nos resultados deste estudo pode-se concluir que o torque afetou a resistência à fadiga cíclica flexural dos instrumentos rotatórios de NiTi, sendo menor naqueles submetidos à torque elevado, enquanto o número de usos em até 7 vezes não afetou . / The aim of the present study was to evaluate the flexural cyclic fatigue resistance of nickel-titanium rotary instruments, number 25, taper 0,04, and length of 25mm (K3, SybronEndo), when submitted to several torque values and number of uses in simulated canal blocks, by using devices appropriated for dynamic tests. It was tried to detect whether, in addition to the factor number of uses, there would be an influence related to torque, or even the possibility of an interaction between number of uses and torque. The data was collected from 320 simulated canals that were prepared, driven by an electrical motor at 300 rpm, using 80 instruments divided in 4 groups of 20 sample each, based on torque values (0,5 Ncm, 1,0 Ncm, 2,0 Ncm e 6,0 Ncm). Each group was randomly divided in 4 subgroups of 5 samples each, according to the number of uses (1, 3, 5 and 7 cycles). All files were submitted to flexural cyclic fatigue test realized in a device that allows the instrument to freely rotate, reproducing the movement of an instrument rotating in a curved canal (40º angle and 5 mm of radius), simulating the pecking movement, where the instrument slide over the groove created in the hardened steel. An electric motor hand-piece was used with a contra-angle 16:1 reduction set at 300 rpm and torque value identical to that used during preparation of simulated canals. The fracture of the instrument was easily detected at moment which the counter and the timer were immediately stopped. Data collected by the counter and the timer were converted in seconds and analysed by ANOVA and t Student test (p<0.01). In regards to the number of uses factor, there was not a statistically significant difference, while comparisons made with torque value set at 6,0 Ncm showed t values significantly high, with p<0.01. It was not seen any interaction between both variables, number of uses and torque. Based on the results of this investigation, it can be concluded that torque affected the resistance to flexural cyclic fatigue of nickel-titanium rotary instruments, being low on those tested at high torque value; while the factor number of uses up to 7 times did not affect the results.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-07-26Bitstream added on 2014-06-13T19:19:34Z : No. of bitstreams: 1 pereira_g_dr_rcla.pdf: 601547 bytes, checksum: 78fe39c887efbb78c46303cff6e30a46 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo principal desta tese foi investigar a causa e a conseqüência da fadiga em countermovement jumps realizados em diferentes razões de esforço e pausa. Esses objetivos foram testados utilizando dois estudos experimentais. O primeiro estudo comparou as causas da fadiga em protocolos de fadiga de curta (=10 min) e longa duração (=20 min), manipulando as durações da pausa entre countermovement jumps. Os resultados indicaram que, após a realização do protocolo de fadiga de curta duração, houve redução da contração isométrica voluntária máxima para extensão do joelho acompanhada por fadiga central e periférica. Por outro lado, após a realização do protocolo de fadiga de longa duração, a redução da contração isométrica voluntária máxima para extensão do joelho foi associada apenas à fadiga periférica. No segundo estudo foi utilizado um protocolo de fadiga para o sistema neuromuscular similar ao primeiro estudo, tendo como objetivo investigar o padrão de movimento sob fadiga. O tempo e a seqüência da relação inter-segmental do movimento e da ativação muscular permaneceram inalteradas sob a condição de fadiga. Entretanto, alguns ajustes no controle de countermovement jumps realizados sob a condição de fadiga foram observados, provavelmente na tentativa de manter a altura do salto vertical. Entre alguns ajustes, é possível destacar um aumento na flexão das articulações e na duração do salto vertical. Esses resultados foram similares independentemente da razão de esforço e pausa utilizada para induzir fadiga em countermovement jumps. Considerando ambos os estudos experimentais, os resultados da presente tese sugerem que a causa da fadiga em countermovement jumps é tarefa-dependente. Isso significa que dependendo do protocolo de indução de fadiga utilizado, a causa da fadiga pode ser alterada de central para periférica, por exemplo... / This thesis explored the cause of fatigue in countermovement jump performed under different intensities and its influence upon movement pattern. These aims were tested using two experimental studies. The first one aimed to compare the causes of fatigue development during a short- (=10 min) and a long-term (=20 min) countermovement jump protocols through the manipulation of resting interval. The results indicated that after short-term fatigue protocol, maximal voluntary isometric contraction reduction was accompanied by central and peripheral fatigue. On the other hand, after long-term fatigue protocol, maximal voluntary isometric contraction reduction was accompanied by peripheral fatigue. The second study used similar exercise protocol to induce fatigue on neuromuscular system. It was aimed to investigate the movement pattern of countermovement jump throughout fatigue exercise protocols. The timing and sequencing of inter-segmental movement and of muscle activation remained relatively unaltered under fatigue. However, in order to sustain required jump height, few adjustments were performed on control and on coordination of fatigued jumps, such as increased joint flexion and earlier initiation of joint extension. This result was quite similar irrespective of fatigue-induced exercise intensities. Considering both experimental studies, the results of present thesis suggest that the cause of fatigue in countermovement jump is task-dependent in which depends on what fatigue protocol is used, thereby the cause of fatigue can move from one site to another. Even with the neuromuscular system impaired, there was not change on the movement pattern of countermovement jump, irrespective of exercise duration and cause of fatigue. However, adjustments on control and coordination of countermovement jump were performed in order to compensate the force loss and to maintain the targeted jump height.

O objetivo do presente estudo foi avaliar a resistência à fadiga cíclica flexural de instrumentos rotatórios de níquel-titânio de número 25, conicidade 0,04 e 25 mm de comprimento (K3, SybronEndo), submetidos a variados torques de acionamento e repetidos ciclos de usos em canais simulados, valendo-se de dispositivo apropriado para ensaios dinâmicos. Procurou-se determinar se, além do fator de variação número de uso, há influência relacionada com o torque e, ainda, a possibilidade de interação entre número de uso e torque. Valendo-se motor elétrico acionado à velocidade de 300 rpm foram instrumentados 320 canais simulados, utilizado-se 80 instrumentos divididos em 4 grupos com 20 espécimes cada, de acordo com os torques (0,5 Ncm, 1,0 Ncm, 2,0 Ncm e 6,0 Ncm) a que seriam submetidos. Cada grupo foi subdividido em 4 subgrupos com 5 espécimes, de acordo com o número de usos (1, 3, 5 e 7 ciclos de usos). Todos os instrumentos foram submetidos a ensaio de fadiga cíclica flexural que foi realizado num dispositivo que permitia ao instrumento girar livremente, reproduzindo a instrumentação rotatória num canal curvo (40º e raio de curvatura de 5 mm), simulando o movimento de pecking, onde o instrumento deslizava pelo sulco criado no anel de aço temperado. Foi utilizada peça de mão com contra-ângulo redutor de 16:1, acionado por motor elétrico na velocidade de 300 rpm e torque idêntico ao empregado durante a fase de preparo dos canais simulados. A fratura do instrumento era facilmente detectada pelo sensor, e neste momento o contador e o temporizador paravam imediatamente. Os dados registrados no contador e no temporizador foram tranformados em segundos. Para a avaliação estatística empregou-se ANOVA e o teste t de Student (p<0,01). No que diz respeito ao fator de variação número de uso, não houve diferença estatística significante, enquanto as comparações feitas com o torque de 6,0 Ncm apresentaram valores de t calculado altamente significativo, com p < 0,01. Também não ocorreu interação significante entre os fatores de variação número de usos e torque. Baseado nos resultados deste estudo pode-se concluir que o torque afetou a resistência à fadiga cíclica flexural dos instrumentos rotatórios de NiTi, sendo menor naqueles submetidos à torque elevado, enquanto o número de usos em até 7 vezes não afetou . / The aim of the present study was to evaluate the flexural cyclic fatigue resistance of nickel-titanium rotary instruments, number 25, taper 0,04, and length of 25mm (K3, SybronEndo), when submitted to several torque values and number of uses in simulated canal blocks, by using devices appropriated for dynamic tests. It was tried to detect whether, in addition to the factor number of uses, there would be an influence related to torque, or even the possibility of an interaction between number of uses and torque. The data was collected from 320 simulated canals that were prepared, driven by an electrical motor at 300 rpm, using 80 instruments divided in 4 groups of 20 sample each, based on torque values (0,5 Ncm, 1,0 Ncm, 2,0 Ncm e 6,0 Ncm). Each group was randomly divided in 4 subgroups of 5 samples each, according to the number of uses (1, 3, 5 and 7 cycles). All files were submitted to flexural cyclic fatigue test realized in a device that allows the instrument to freely rotate, reproducing the movement of an instrument rotating in a curved canal (40º angle and 5 mm of radius), simulating the pecking movement, where the instrument slide over the groove created in the hardened steel. An electric motor hand-piece was used with a contra-angle 16:1 reduction set at 300 rpm and torque value identical to that used during preparation of simulated canals. The fracture of the instrument was easily detected at moment which the counter and the timer were immediately stopped. Data collected by the counter and the timer were converted in seconds and analysed by ANOVA and t Student test (p<0.01). In regards to the number of uses factor, there was not a statistically significant difference, while comparisons made with torque value set at 6,0 Ncm showed t values significantly high, with p<0.01. It was not seen any interaction between both variables, number of uses and torque. Based on the results of this investigation, it can be concluded that torque affected the resistance to flexural cyclic fatigue of nickel-titanium rotary instruments, being low on those tested at high torque value; while the factor number of uses up to 7 times did not affect the results.

In order to characterize mechanical components used in high responsibility applications, the knowledge of chemical composition and results from regular experiments such as traction, impact and hardness tests is important, but not sufficient. They cannot supply the necessary information that permit anticipating, in a reliable way, the components behavior in actual working conditions. As an example, there are engines cylinder head submitted to mechanical and thermal tensions that are relatively high during the in service use, and very high in same very demanding condition. During long run times and any failure in the cooling and/or lubrication the temperature may reach 300ºC. This temperature variation causes thermal shocks which may generate cracks and/or a wide ranging of plastic deformation in regions close to the pistons. Even not considering the thermal shock effects caused by failure, even so, a short number of start-up and shutdown cycles of engine, are considered the main cause of small cracks. This indicates that the generation of cracks in cylinder head may be considered as low cycle thermomechanical fatigue problem. Another problem is the microstructure heterogeneity in the component due to the casting process, leading to different physical and mechanical properties in the same piece. Besides the presence of porosity generated by gas bubbles and voids of solidification, which may be as great as short crack, reducing the nucleation life and changing the problems focus for the fatigue crack growth. The purpose of this study was to determine the isothermal and thermomechanical fatigue property through low cycle fatigue, as well as the fatigue crack growth, relaxation, microestrutural characterization and modeling of mechanical behavior by finite element for the aluminum alloy employed in the manufacture of engine cylinder head by the national automotive industry. Isothermal fatigue experiments were carried out at temperature of 120ºC and 280ºC and the thermomechanical performed in phase between the temperatures of 120ºC and 280ºC. The relaxation experiments were performed at some temperatures with trapezoidal wave loading, whereas the experiments of fatigue crack growth carried out at temperatures of 120ºC, 200ºC and 280ºC for sine and trapezoidal wave loading in displacement and load control. The microstructure analysis was also made in the specimens after the fatigue test by optical microscopy and scanning electron microscopy SEM. The results of these experiments showed that the casting defects and materials inhomogeneities, coupled long run times in high temperatures and loads, are a critical factor in the component performance. These results help us to establish accurate models for life prediction of the engine cylinder head. / Para caracterizar componentes usados em aplicações de alta responsabilidade não basta apenas conhecer a composição química e os resultados de ensaios de tração, impacto e dureza, pois estes podem não fornecer os subsídios necessários que permitam prever, de maneira confiável, o comportamento dos componentes nas condições reais de trabalho. Exemplo disto são os cabeçotes de motor automotivos, submetidos a tensões térmicas e mecânicas relativamente altas durante seu uso normal e altíssimo em condições extremas. Durante longos tempos de funcionamento e eventuais falhas na refrigeração e ou lubrificação a temperatura pode chegar a valores próximos de 300ºC. Esta variação de temperaturas provoca choques térmicos que podem gerar trincas e/ou uma grande quantidade de deformação plástica em regiões próximas aos pistões. Desconsiderando a presença de choques térmicos provocados por falhas, ainda assim, uma pequena quantidade de ciclos de acionamento e parada do motor, é considerada como os principais causadores de pequenas trincas. Isso indica que o surgimento de trincas em cabeçotes de motor deve ser considerado um problema de fadiga termomecânica de baixo ciclo. Outro problema é a heterogeneidade microestrutural no componente devido ao processo de fundição, levando a propriedades mecânicas e físicas diferentes em uma mesma peça. Além da presença de porosidade gerada por bolhas de gás e vazios de solidificação, que podem adquirir tamanho tal que se aproximem de pequenas trincas, diminuindo a vida para a nucleação e assim mudando o foco do problema para o de propagação de trinca por fadiga. A proposta deste trabalho foi a de determinar as propriedades de fadiga isotérmica e termomecânica através de ensaios de fadiga de baixo ciclo, bem como as propriedades de propagação de trinca por fadiga, relaxação, caracterização microestrutural e modelagem do comportamento mecânico por elementos finitos para a liga de alumínio utilizada na fabricação de cabeçotes de motores automotivos pela indústria nacional. Os ensaios de fadiga isotérmica foram realizados nas temperaturas de 120ºC e 280ºC e os ensaios termomecânicos foram realizados em fase entre as temperaturas de 120ºC e 280ºC. Os ensaios de relaxação foram realizados em várias temperaturas com carregamento de onda trapezoidal, enquanto que os ensaios de propagação de trinca por fadiga foram realizados nas temperaturas de 120ºC, 200ºC e 280ºC para carregamentos de onda senoidal e trapezoidal em controle de carga e de deslocamento. Foi feita também análise microestrutural nos corpos de prova, após os ensaios de fadiga, por microscopia óptica e por microscopia eletrônica de varredura MEV. Os resultados destes ensaios mostraram que os defeitos de fundição e a falta de homogeneidade no material, aliados a longos tempos de exposição a carregamentos e em altas temperaturas, constituem um fator crítico no desempenho do componente. Estes resultados ajudarão a estabelecer modelos precisos de previsão de vida para os cabeçotes de motor.

Orientador: José Elias Tomazini / Coorientador: Marcelo Sampaio Martins / Banca: Andreia Maria Pedro Salgado / Banca: Silvio Popadiuk / Resumo: Em bielas automotivas, os parafusos atuam de maneira a manter a união entre capa e haste, suportando as cargas trativas, compressivas e transversais originadas no olhal maior. Para tais componentes, o dimensionamento de juntas aparafusadas torna-se complexo, visto que a disposição dos parafusos e a geometria do mancal conduzem ao surgimento de esforços excêntricos à face de fratura, elevando a criticidade do projeto. Em vista disso, e do reduzido número de publicações sobre o assunto, o presente trabalho propôs uma "abordagem híbrida" para a análise de juntas aparafusadas em bielas anguladas, utilizando resultados obtidos a partir de um modelo de elementos finitos simplificado e as ferramentas contidas no roteiro VDI 2230 parte 1. Além disso, foi avaliada a influência do fenômeno de abertura unilateral sobre a vida em fadiga dos fixadores utilizados em bielas anguladas, analisando os resultados obtidos de modo a desenvolver um critério de avaliação para a fadiga desses componentes. A despeito das restrições, a abordagem numérico-analítica desenvolvida demostrou-se atraente, tanto pelo baixo custo computacional associado, quanto por sua precisão, principalmente na determinação da força tensora residual mínima para a prevenção de abertura, mostrando-se adequado para processos de otimização multiparamétricos, selecionando designs promissores passíveis de posterior avaliação através de modelos refinados. Já as análises de influência do fenômeno abertura não apresentaram alterações sensíveis nos níveis de força adicional dos fixadores, fato esse relacionado com a posição dos pontos de abertura em relação ao parafuso e ao mancal. Apesar disso, as simulações realizadas demonstraram que as condições de carregamento avaliadas não influenciaram no diagrama de Haigh local dos nós ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Connecting rods screws maintain the connection between cap and shank supporting the tensile, compressive and transversal loads applied on the big end. In this case, the design of bolted joints become complex since the screw's position and bearing geometry lead to eccentric forces acting on the joint split line. Due to that and the reduced number of publications on the subject, this dissertation aims to develop a "hybrid approach" for the analysis of bolted joints in angled connecting rods, using results from a simplified finite element model as input for the VDI 2230 part 1 guideline. In addition to that, this study evaluates the influence of unilateral opening phenomenon on fasteners fatigue life, analyzing the results in order to develop a criterion for fatigue analysis of connecting rod bolts. Despite the restrictions, the "hybrid approach" proved to be attractive due to the low computational cost and accuracy, especially for the calculation of minimal residual tensile force to prevent opening, being suitable for multiparametric optimization during project early phases. The opening phenomenon showed no significant changes in fastener's additional forces, fact related to the position of joint opening points. Nevertheless, the simulations showed that the loading conditions did not influence on the local Haigh diagram of critical nodes, which suggests the use of fasters fatigue tests as input variables for fatigue simulations, thus including the beneficial influences of the manufacturing process / Mestre

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de diferentes protocolos de desgaste nas características superficiais e comportamento mecânico da zircônia utilizada para confeccionar infraestruturas e pilares protéticos. Amostras em forma de barra foram obtidas e divididas em três grupos (n=21): Grupo C (controle, não recebeu nenhum tipo de modificação superficial), Grupo A (desgaste realizado com fresas diamantadas de granulação média e acabamento com fresas diamantadas de granulação fina, com caneta de alta rotação sob refrigeração abundante de água) e Grupo B (desgaste realizado com pedras diamantadas de granulação grossa e acabamento realizado com pedras diamantadas de granulação média, com peça de mão acoplada em motor de baixa rotação e sem refrigeração). A topografia e rugosidade superficial (Sa) foram obtidos por microscopia confocal a laser (n=21), o módulo de elasticidade dinâmico (n=21) foi obtido por uma técnica de excitação por impulso, a transformação de fase foi avaliada por meio de difração de raios-X (n=1) e fadiga mecânica acelerada foi realizada pelo método step stress (n=18). A análise estatística para rugosidade superficial e módulo de elasticidade foi ANOVA de um fator e teste complementar de Tukey e a resistência à fadiga foi comparada pela probabilidade de sobrevivência nos diferentes tipos de carregamento, quanto ao número de ciclos e a força. Houve diferença estatística entre os grupos para rugosidade superficial (Grupo A>Grupo B>Grupo C) (p&le;0,05)e módulo de elasticidade dinâmico (Grupo B>Grupo A=Grupo C) (p=0,003). A difração de raios-X revelou mudança de fase cristalina para os grupos desgastados, sendo que o Grupo C apresentou conteúdo cristalino somente na fase tetragonal, o Grupo A na fase tetragonal e monoclínica, e o Grupo B na fase tetragonal e cúbica. Não houve diferença estatística entre os grupos quando a taxa de sobrevivência foi comparada quanto ao número de ciclos e a força. Apesar do desgaste ter modificado as características superficiais, não houve prejuízo no comportamento mecânico da zircônia / The purpose of this study was to evaluate the effect of different grinding protocols on surface characteristics and mechanical behavior of Y-TZP used to manufacture copings and abutments. Bar-shaped specimens were obtained and divided into three groups (n=21): Group C (control, untreated), Group A (grinding was performed using medium diamond burs, finishing was performed using fine diamond burs and high-speed hand piece under constant water cooling) and Group B (grinding was performed using coarse diamond stone, finishing was performed using medium diamond stone and slow-speed hand piece without water cooling). After the specimen grinding, topography and surface roughness (n=21) were evaluated on laser confocal microscope, the Youngs modulus (n=21) was performed using the impulse excitation technique, crystallographic phase change was performed using an x-ray diffraction (n=1) and step-stress accelerated life testing (n=18) was performed. One-way ANOVA and Tukeys test were performed to analyze surface roughness and Youngs modulus, and step-stress accelerated life testing was compared by the probability of survival, considering the number of cycles and strength. There was statistically significant difference between groups considering surface roughness (Group A>Group B>Group C) (p&le;0,05) and Youngs modulus (Group B>Group A=Group C) (p=0,003). X-ray diffraction data showed that grinding leads to phase change, once Group C showed only tetragonal phase, Group A showed tetragonal and monoclinic phases and Group B showed tetragonal and cubic phases. There was no statistically significant difference among groups when the probability of survival was compared considering the number of cycles and strength. Although tested grinding protocols had modified the surface characteristics, did not damage the mechanical behavior of the zirconia

Banca: Paulo Roberto Viana Gentil / Banca: Mauro Gonçalves / Orientador: Adalgiso Coscrato Cardozo / Resumo: Diante do grande crescimento de praticantes de atividades físicas resistidas o American College of Sports Medicine (ACSM) recomenda que o treinamento resistido faça parte de um programa de aptidão física para adultos, e o levantamento terra tem sido amplamente utilizado em diversos programas, sendo ele um exercício multiarticular, que também pode ser usado em treinos de cargas submáximas e cargas máximas, em uma variedade de configurações, que necessita de maiores pesquisas e informações para ter um melhor aproveitamento nesta gama de utilidades. Portanto, esse projeto teve como objetivo analisar parâmetros biomecânicos relacionados aos músculos de indivíduos que realizaram três estilos de levantamento terra (Convencional, Sumô, Hexagonal). Nesse estudo participaram 24 voluntários, sendo 14 do sexo masculino e 10 do sexo feminino, com idade entre 18 e 35 anos, sendo que os 24 executaram todos os três tipos de levantamento terra. Como critério de inclusão, os voluntários tinham que ter pelo menos 2 anos de experiência em exercícios resistidos. Os voluntários realizaram avaliações para uma coleta de dados eletromiográficos, onde foram analisados seis músculos diferentes, sendo eles o músculo Gastrocnêmio Medial, Tibial Anterior, Bíceps Femoral, Vasto Medial, Multífido Lombar e Reto Abdominal, com e sem a inclusão da fadiga. Para avaliarmos essa fadiga, os candidatos realizaram 12 repetições máximas (12 R.M), sendo assim iremos comparar os valores da média das três primeiras rep... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Faced with the great growth of practicing resisted physical activity, the American College of Sports Medicine (ACSM) recommends that resistance training be part of a physical fitness program for adults, and the deadlift has been widely used in other programs, being a multi-joint exercise, which can also be used in training of body, submaximal and maximum loads, in a variety of requirements, which requires more research and information for a better use in this range of utilities. Therefore, this project aimed to analyze biomechanical parameters related to the muscles of individuals who performed three styles of ground survey (Conventional, Sumo, Hexagonal). In this study 24 volunteers participated, being 14 males and 10 females, aged between 18 and 35 years, all 24 of them performing all three types of soil survey. As an inclusion criterion, volunteers had to have at least 2 years of experience in resistance exercises. The volunteers performed evaluations for an electromyographic data collection, in which six different muscles were analyzed: the Medial Gastrocnemius muscle, Anterior Tibial muscle, Femoral Biceps, Vasto Medial, Lumbar Multífido and Abdominal Straight, with and without the inclusion of fatigue. To evaluate this fatigue, the candidates performed 12 maximal repetitions (12 R.M), so we will compare the values of the average of the first three repetitions with the value of the average of the last three repetitions. After checking the normality and homogeneity of the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre