Orientador : Antonio Carlos de Moraes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação Fisica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simoes_ElaineCristina_M.pdf: 5062223 bytes, checksum: e84e4c62ce7549b39167d717e7dc6312 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Os estudos eletromiográficos têm se constituído numa fonte de consulta da ação muscular em diferenciadas situações, sendo utilizado para conhecer a atividade elétrica produzida quando as unidades motoras são ativadas. Contrações musculares repetidas podem levar a uma incapacidade de produção ou manutenção da força. Atribui-se a esse fenômeno "fadiga muscular". Há vários mecanismos envolvidos neste processo, bem como alguns fatores que interferem diretamente, como por exemplo, a intensidade, duração do exercício e a musculatura envolvida. O objetivo deste estudo foi analisar a atividade eletromiográfica dos músculos Reto Femoral, Vasto Lateral e Vasto Media! Durante as ações concêntricas e excêntricas do movimento de extensão do joelho realizados em mesa extensora (Romana). Participaram do experimento 10 atletas de futebol das categorias Juvenil e Juniores, na faixa etária entre 17 e 19. Para a captação dos sinais eletromiográficos foram utilizados eletrodos de superficie descartáveis. Inicialmente foi realizada uma máxima contração voluntária isométrica de 15 segundos (MCVI-1). Posteriormente foram realizadas quatro séries de movimentos com 80% da carga máxima individual, obtida através de teste de carga máxima. Para estas séries foi determinado o tempo de 60 segundos e 12 repetições em cada série. Ao término das séries foi novamente realizada uma máxima contração isométrica (MCVI-2). Os resultados obtidos foram agrupados em valores de média e desvio-padrão. Para o tratamento estatístico empregou-se a análise de variância (ANOV A) com medidas repetidas seguido por teste de Tukey. O nível de significância foi estabelecido 5% (p<0.05). Os resultados demonstraram que os músculos estudados apresentaram potenciais de ação em todos os movimentos analisados, sendo maiores nas máximas contrações voluntárias isométricas (MCVI-1 e MCVI-2). Os potenciais de ação demonstraram que os músculos entraram em processo de fadiga a partir da terceira série de movimento. Entretanto, tendo em vista a pausa entre a terceira e a quarta série os sujeitos conseguiram iniciar a quarta série, porém não conseguiram chegar ao término do tempo previsto em 60 segundos / Abstract: The electromyography studies have been a source of consultation of muscular action in different situations it has been used to know the electric activity produced when the moving unit is activated. Muscular contractions repetition can lead to a lack of power production or power maintenance. The name of this phenomenom is Muscular Fatigue. There are many mechanisms involved in this process, as wel1 as some factors that interfere indirectly, for instance, intensity, exercise duration and involved musculature. The goal of this study is to analyze the electromyographyc activity of musc1es Rectus Femoris, Vastus Lateralis and Vastus Medialis during the centrics and eccentrics actions ofknee movements made on extension table. To be part of this experiment 10 soccer athletes of ftom Infantile and Juvenile category, aging between 17 and 19. In order to receive electromyographycs signs it was used eletrode of desposable surface. In the first time it was realized a maximum isometric voluntary contraction during 15 seconds (MCVI-l). Later four sequences of movement with 80% of maximum individual weight were accomplished it was obtained by test of maximum weight. For this sequence it was determined a time of60 seconds and 12 repetitions in each sequence. At the end ofthe sequences, a maximum isometric contraction (MCVI-2) was achieved. The results obtained were grouped together in value of standard deviation and average. In order to statistical treatment a variance analysis was used (ANOV A) with repeated meassurements fol1owed by the Tukey testo The leveI of significance was established 5% (p<0,05). The results show the studied musc1es presented action potential in ali analysed movement, being bigger in the maximum isometric voluntary contraction (MCVI-l e MCVI-2). The potential of action have demonstrated that the fatigue process of the musc1es started the 3rd movement. However, knowing the pause between 3rd and 4th sequences, the subjects could start the 4th sequence but couldn't make it to the end of the expected time in 60 seconds / Mestrado / Mestre em Educação Física

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:16:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9066_1.pdf: 2430323 bytes, checksum: 47cc66c060a3b1e44bd28a5a5fda3003 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Este trabalho tem como principal objetivo quantificar as variações da geração de energia e dos carregamentos extremos e de fadiga atuantes em uma turbina eólica operando em regimes de vento que apresentam a distribuição de ocorrência da velocidade com grande concentração em torno de sua média. Esta característica climática é comumente encontrada na região Nordeste do Brasil. A modelagem da distribuição de ocorrência da velocidade do vento é feita através da função estatística de Weibull, que admite o ajuste de sua dispersão através do fator de forma k. A turbina eólica utilizada como referência para as simulações realizadas foi a OWW- 250, instalada na Área de Testes do Centro Brasileiro de Energia Eólica UFPE, em Olinda, que opera com controle de potência por estol, velocidade constante e conexão direta com a rede elétrica local. Os esforços que contribuem para a fadiga da estrutura são apresentados na forma de carregamento equivalente e utilizam séries sintéticas de vento para representar a turbulência incidente na máquina. Os carregamentos extremos são simulados em regime estacionário, considerando a incidência da rajada máxima de 3 segundos, que ocorre, em média, uma vez a cada cinqüenta anos. A estimativa da geração anual de energia é calculada levando-se em conta a curva de potência da turbina eólica e a distribuição de ocorrência das velocidades de vento. Os resultados encontrados para o efeito dos carregamentos que contribuem para a fadiga dos componentes da turbina foram desfavoráveis para as distribuições de vento com menor variância, sendo bastante dependentes dos parâmetros adotados. A geração de energia apresentou uma pequena redução com o aumento do k de Weibull para velocidades médias anuais de vento mais baixas. Já os resultados obtidos para os carregamentos extremos apresentaram uma grande variação, inversamente proporcional ao valor do fator de forma k, o que favorece o projeto de máquinas para operar em regimes de vento semelhantes aos do Nordeste do Brasil

Tese (livre-docencia) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:45:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CorrerSobrinho_Lourenco_LD.pdf: 2684391 bytes, checksum: 23bda3dc9540185b8d4f1f521cc36aa9 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O propósito deste estudo foi investigar a influência das resistências à fratura e à fadiga (a seco e em água destilada) das cerâmicas In Ceram, OPC¿e IPS Empress, fixadas com os cimentos de fosfato de zinco e ionômero de vidro. Cinqüenta e dois corpos-de-prova com 8 mm de diâmetro por 8,5 mm de altura foram confeccionados para cada tipo de cerâmica. Após aplicação do glaze, as coroas foram fixadas sobre os troqueis de metal com os cimentos de fosfato de zinco e ionômero de vidro. Em seguida, os corpos-de-prova foram armazenados em água destilada por 24 horas em temperatura ambiente antes dos ensaios. Para cada sistema e cimento (fosfato de zinco ou ionômero de vidro), dez corpos-de-prova foram submetidos ao teste de fratura a uma velocidade de 1,0 mm/min.. O segundo grupo foi submetido ao teste de fadiga por 10.000 ciclos, com carga mínima e máxima de 20 e 300 N, aplicada com força em forma sinosoidal com 1 HZ, seguido pelo de fratura em água destilada (8 corpos-de-prova para cada tipo de cimento e cerâmica) e o terceiro grupo em ambiente seco (8 corpos-de-prova para cada tipo de cimento e cerâmica), usando uma máquina Instron. Os resultados foram estatisticamente analisados pelo teste de Mann-Whitney. Os resultados indicaram que (1) - a resistência à fratura para a cerâmica In Ceram com os dois tipos de cimentos foi significantemente superior em relação às OPC¿ e IPS Empress (p<0,05); e nenhuma diferença foi encontrada entre OPC¿ e IPS Empress (2) - quando submetida à fadiga em ambiente seco, In Ceram fixada com inômero de vidro foi significantemente superior em relação à OPC¿ e IPS Empress (p<0,05); e as mesmas diferenças estatísticas foram encontradas quando os corpos-de-prova foram submetidos à fadiga em água destilada; (3) - para os fixados com fosfato de zinco e submetidos à fadiga, In Ceram e OPC¿ a seco foram estatisticamente superiores em relação à IPS Empress (p<0,05); e nenhuma diferença foi encontrada entre In Ceram e OPC¿; (4) -houve uma significante diminuição de resistência para In Ceram e IPS Empress submetidas ao teste de fadiga em água destilada, fixadas com ionômero de vidro, quando comparadas com o teste de fratura; nenhuma diferença foi encontrada quando comparada a seco; e nenhuma diferença foi encontrada para o sistema OPC¿; (5) - nos três sistemas fixados com o cimento de fosfato de zinco houve uma significante diminuição de resistência após o teste de fadiga a seco e em água destilada, quando comparada com o teste de fratura (p<0,05); e para os corpos-de-prova submetidos ao teste de fadiga, o ambiente seco apresentou valores superiores em relação às imersas em água destilada, mas nenhuma diferença estatística foi encontrada / Abstract: The aims of this paper was to investigate the influencia of fatigue, on the fracture strength of In ceram, OPC¿ and IPS Empress in both wet and dry environments, luted with zinc phosphate and glass ionomer cements. Fifty two crowns shapes with 8mm in diameter and 8.5mm height were fabricated for each ceramic system. After glazing, the crown shapes were cemented onto identical brass dies with zinc phosphate and glass ionomer cements. After, the specimens were then stored in distilled water at room temperature for 24 hours before testing. For each ceramic system luted with zinc phosphate and glass ionomer cement, ten specimens were tested for fracture strength without fatiguing at a crosshead speed of 1.0 mm per minute. The second group was submitted to a fatigue for 10,000 cycles, with minimum and maximum load of 20 and 300 N applied with the force profile in the form of a sine wave at 1 HZ, and fracture test in wet (8 specimens for each kind of ceramics and cement) and third group in a dry (8 specimens for each kind of ceramics and cement) environment; using a an Instron testing machine. The results were statistically analysed using a Mann-Whitney. The results indicated that (1) - the fracture strength for In ceram using luted zinc phosphate and glass ionomer was significantly stronger than OPC¿ and IPS Empress (p<0.05); (2) - when fatigued in a dry environment, In ceram crown shapes, luted with glass ionomer, were significantly stronger than OPC¿ and IPS Empress (p<0.05). The same statistical differences were found when fatigued in a wet environment; (3) - for luted with zinc phosphate, when fatigued in a dry environment, In ceram and OPC¿ were significantly stronger than IPS Empress (p<0.05); (4) - fatinguing and fracture testing showed a significant decrease in the frature strength for In ceram e IPS Empress in wet environment and no difference was found in dry environment. No difference was found for OPC¿; (5) -the strength of the three ceramic systems, luted with zinc phosphate, decreased significantly after fatiguing in both dry and wet environments, compared with non fatigued. No difference was found between fatiguing in dry and wet environments / Tese (livre-docencia) - Univer / Materiais Dentarios / Livre-Docente em Odontologia

Orientador : Mauro Gonçalves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-01T00:25:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gauglitz_AugustoCesarFerreira_M.pdf: 3624878 bytes, checksum: 88a730a479fa9f9f6cd14766dedf2339 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O presente estudo tem por objetivo desenvolver um protocolo para determinar o limiar de fadiga eletromiográfico do músculo eretor da espinha dos lados direito e esquerdo, quando submetidos a contrações isotônicas resistidos mecanicamente e o efeito do uso ou não de um cinto pélvico neste índice, instrumentalizando assim uma metodologia de diagnóstico da capacidade física daqueles que têm o levantamento e abaixamento de carga como atividades de trabalho e colaborar assim com a prevenção de lesões por esforços repetitivos ao elevar e abaixar uma carga. Para tanto foram analisados 10 voluntários do sexo feminino com idade variando entre 18 a 21 anos (20,1 :t0,737), sem antecedentes de doenças músculo-esquelética. Utilizou-se de 15%, 25% e 50% da carga máxima individual obtida segundo protocolo proposto por BITTERCOURT (1994) e oferecida por um sistema de polias duplas. A voluntária foi posicionando com o tronco ereto e quadril estendido a partir da qual realizou a flexão do quadril até 45°, no equipamento denominado de M.A. Isostation 2.000. Utilizou-se eletrodos de superfície (Meditrace) posicionados sobre o músculo eretor da espinha bilateralmente segundo KUMAR (1997) os quais foram conectados num módulo de aquisição de sinais biológicos (Lynx), de quatro canais. A frequência de amostragem foi de 1000 Hz. Em cada registro foi realizada uma análise numérica obtendo-se o valor de RMS (Root Mean Square) do sinal. Com o objetivo de determinar o limiar de fadiga eletromiográfico, utilizou-se a metodologia proposta por DeVries (1982). Baseado nos resultados obtidos conclui-se que o protocolo proposto para determinação do limiar de fadiga eletromiográfico dos músculos eretores da espinha direito e esquerdo, durante o levantamento e abaixamento de 15%, 25% e 50% da carga máxima, efetiva-se como uma ferramenta que permite uma avaliação da capacidade de rendimento neste padrão de movimento. O uso do cinto pélvico durante o teste proposto para determinação do limiar de fadiga eletromiográfico dos músculos eretores da espinha direito e esquerdo, durante o levantamento e abaixamento de 15%, 25% e 50% de carga, não apresentou efeito sobre os índices de fadiga eletromiográfico encontrados. Outras quantidades de carga que geraram os coeficientes de inclinação e que permitiram o desenvolvimento das curvas para determinação do limiar de fadiga e nos períodos de duração do teste devem ser investigadas no sentido de otimizar o teste proposto. Quanto ao comportamento cinesiológico os músculos eretores da espinha do lado direito e esquerdo em todas as fases apresentaram aumento da atividade eletromiográfica a medida que se aumenta a concentração da carga independente do uso ou não do cinto pélvico. A fase de levantamento é aquela que desenvolve maior atividade eletromiográfica nos músculos eretores da espinha direito e esquerdo em relação ao abaixamento / Abstract: The subject of the present study aims to develop a protocol in order to determine the threshold of electromyographic fatigue of the left and right sides of the spine erecting muscle when subject to mechanically resisted isotonic contractions and the effects in using or not a pelvic belt in such index, therefore implementing a methodology for physical capacity diagnosis for those who raise and lower loads as working tasks therefore collaborating in the prevention of injuries caused by repetitive efforts in raising and lowering loads. Ten female volunteers aged between 18 and 21 years old (20,1 +/- 0,737) with no history of skeletal muscular iIIness have been analyzed. According to a protocol suggested by BITTERCOURT (1994) 15%, 25%, and 50% of individual maximum load obtained have been used and offered by a double pulley system. The volunteer was positioned with erect trunk / torso and stretched hips. The hips were inflected up to 450 in the equipment named M.A. Isostation 2000. Surface electrode (Meditrace) were placed over both sides of the spine erecting muscle according to KUMAR (1997) and then connected to a four-channel biological sign acquisition mode (Lynx). The sample frequency was 1000 HZ. A numerical analysis was performed on each register to obtain the RMS (Root Mean Square) signal value. In order to determine the threshold of electromyographic fatigue a methodology proposed by DeVries (1982) was used. According to the achieved results it was concluded that the protocol proposed to determine the threshold of electromyographic fatigue of the left and right sides of the spine erecting muscles, during raising and lowering of 15%, 25% and 50% of maximum load is carried out as a tool for the evaluation of the output capacity in that movement pattern. The use of the pelvic belt during the test designed to determine the threshold of electromyographic fatigue of the left and right sides of the spine erecting muscles, during the raising and lowering of 15%, 25% and 50% of the load had no effect on the electromyographic fatigue index found. Other load quantities which generated the leaning factors which allowed for the development of the bends to determine the threshold of fatigue and during the test must be investigated in order to improve the proposed test. The electromyography of the left and right sides of the spine erecting muscles presented an increase in the electromyographic activity in ali stages as the concentration of the load was increased in spite of the use or not of the pelvic belt. The raising stage develops a higher electromyographic activity on the left and right spine erecting muscles in relation to the lowering one. The use of the belt has no effect on the electromyographic activity on the left and right sides of the spine erecting muscle during the raising and lowering of 15%, 25%, and 50% of the maximum load / Mestrado / Mestre em Biologia e Patologia Buco-Dental

Orientadores : Darcy de Oliveira Tosello, Mauro Gonçalves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-01T00:18:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parada_Kleber_M.pdf: 1969337 bytes, checksum: 364a89fd40f217a6c9893e1766a783d4 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O presente estudo teve por objetivo analisar por meio da eletromiografia, um protocolo de teste de um minuto de contrações isométricas, dos músculos semitendíneo, bíceps da coxa (cabeça longa) e gastrocnêmio (cabeça lateral) a 90 graus de flexão de joelho. Foram submetidos a este experimento dez (10) voluntários, do sexo feminino com idade variando de 18 a 29 anos, sem antecedentes de doenças músculo-esqueléticas, todos universitários e ex-universitários do curso de educação física, não sedentários, de antropometria semelhante. Previamente ao teste proposto, foi realizado um teste da carga máxima (1-RM) onde se utilizou 50%, 60% e 70% da mesma, na perna dominante. O voluntário estava posicionado em decúbito ventral numa mesa denominada "Leg Curl" (Body Solid® , com o joelho flexionado a 90°, onde permaneceu em contração isométrica durante 1 minuto, sendo que a cada 5 segundos, um registro eletromiográfico era coletado. Para cada teste, em cada carga foi realizado um sorteio desta para garantir a aleatoriedade da carga inicial e das próximas que seriam sustentadas. O teste consistiu na contração isométrica durante 1 minuto, contra uma carga de 50%, 60% e 70% da máxima obtida. Houve um intervalo de repouso entre os três testes de 30 minutos e todos os testes foram realizados no mesmo dia. Por meio dos resultados obtidos verificou-se a relação crescente da atividade dos músculos semitendíneo, bíceps da coxa (cabeça longa), e gastrocnêmio (cabeça lateral) em função do tempo, o que permitiu concluir que o teste proposto, apresentou-se confiável como modelo para o desenvolvimento da fadiga e para sua interpretação por meio da eletromiografia / Abstract: The aim of the present study was to analyze electromyographycally a one minute test protocol of isometric contractions of the following muscles semitendineous, biceps femuris (long head) and gastrocnemius (lateral head) at 90° of knee flection. Ten female volunteers aged 18 to 29 have been tested. Ali volunteers had no signs of muscular-skeletal diseases and ali reported regular physical activity. Ali volunteers had similar anthropometry. Prior to the proposed test, a maximalload (1-RM) test was performed, where it was used 50%,60% and 70% of it, on the dominant leg. The volunteer was in a ventral decubital position on a "Leg Curl" table (Body Solid®) ,with the knee at 90° inclination, and remained in isometric contraction for one minute where at every 5 seconds an electromyographic register was made. A random selection of loads was used for each test. The test consisted of an isometric contraction during 1 minute with a 50%, 60% and 70% load of the maximal obtained. There was a rest interval of 30 minutes among the 3 tests and ali them were done on the same day. Based on the results obtained it was verified a gradually increasing of the muscular activity of the semitendineous, biceps femuris (long head) and gastrocnemius (lateral head) due to the time, it can be concluded that the proposed test is reliable as a model for the development of fatigue and its interpretation by means of electromyography / Mestrado / Mestre em Biologia Buco-Dental

O desenvolvimento de trabalhos relacionados à compreensão do fenômeno de limiar de fadiga ou fator de intensidade de tensão limite (&#916K0), tem possibilitado a aplicação de medidas de segurança para evitar acidentes ou perdas. Estas medidas vão desde a avaliação e substituição de peças contendo falhas até o estabelecimento de prazos entre inspeções. O conhecimento mais aprofundado dos mecanismos que induzem ou promovem o fechamento de trinca por fadiga, auxilia na avaliação dos resultados obtidos para &#916K0 e permite o conhecimento mais preciso deste valor, introduzindo o parâmetro &#916K0,ef. Estudou-se o crescimento de trinca por fadiga para a liga aeronáutica 7050-T73651 com decaimento de &#916K para determinação de &#916K0. Foi considerado o efeito de fechamento de trinca para se verificar o valor de &#916K0,ef para a orientação de laminação LT. Foi verificada a eficiência das equações de Priddle e de Donahue para se prever o comportamento da curva da/dN versus &#916K em função dos parâmetros da equação de Paris e características do material. / The recent development of works on the fatigue threshold phenomenon has provided powerful knowledge applicable to reliability practices such as the replacement of parts or the establishment of periods between inspections. A better understanding of the mechanisms leading to fatigue crack closure has permitted investigators to describe more accurately &#916K0 values, thus introducing a new &#916K0,eff parameter. In this work, fatigue crack growth was carried out on the aeronautics aluminum alloy 7050-T73651 with &#916K decreasing in order to determine &#916K0. Fatigue crack closure effects were considered as to verify the &#916K0,eff value for the LT direction. The ability of the equation of Priddle and that of Donahue to predict the behaviour of da/dN versus &#916K curves based on the parameters m and C from Paris equation and on the materials characteristics was verified.

Orientador: Valdir Alves Guimarães / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Gilbert Silva / Resumo: A influência do Shot-Peening e da anodização na resistência à fadiga vem sendo estudada ao longo dos anos, pois são processos amplamente utilizados nas indústrias, em especial na aeronáutica. A análise desse comportamento é extremamente necessária, pois as peças de aeronaves sofrem esforços cíclicos e são expostas ao ambiente corrosivo, que além de reduzir o ciclo de vida, são também prejudiciais à segurança de voo. Em função disso os materiais devem ter boa resistência à fadiga e à corrosão. Para melhorar essas propriedades são aplicados os processos de Shot-Peening e anodização, contudo é essencial que os parâmetros e materiais sejam estudados e ensaiados a fim de se obter um resultado efetivo. Em vista disso, esta pesquisa tem por objetivo avaliar a influência do Shot-Peening e da anodização crômica na resistência à fadiga do alumínio 7475-T7351. O ensaio de fadiga foi realizado com carga axial, frequência de 20 Hz e razão de carga 0,1. A intensidade Almen foi de 0.006 A - 0.010 A e as esferas do jateamento foram de aço. Os resultados dos ensaios das amostras com Shot-Peening seguido de anodização crômica apresentaram redução na resistência à fadiga. Essa redução foi atribuída às tensões residuais de tração e as características da camada de óxido geradas pela anodização e aos parâmetros do Shot-Peening que não induziu tensão residual de compressão o suficiente para retardar a propagação das trincas. O aumento da rugosidade, que é inerente ao processo de Shot-Peening, traba... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The influence of Shot-Peening and anodization on the fatigue strength has been studied over the years because these processes are broadly used in industries, especially in aeronautics. The analysis of this behavior is extremely necessary due the cyclic loading of the parts and exposure to corrosive environment, which in addition to reducing the life cycle of an aircraft are also detrimental to flight safety. Due to this, the materials must have good fatigue strength and corrosion resistance. To improve these properties, the Shot-Peening and anodization processes are applied, however it is essential that the parameters and materials be studied and tested in order to obtain an effective result. Therefore, this research has the objective of evaluating the influence of Shot-Peening and chromic anodization on the fatigue strength of 7475-T7351 aluminum alloy. The fatigue test was performed with axial load, frequency of 20 Hz and load ratio 0.1. The Almen intensity was 0.006 A - 0.010 A and the material of spheres was steel. The results of the Shot-Peening specimens followed by chromic anodization treatment show a reduction of the fatigue strength. This reduction is due to residual tensile stress and the characteristics of the oxide layer generated by the anodization treatment and to the Shot-Peening parameters that did not induce residual compression stress enough to delay the crack propagation. The increased roughness, which is inherent in the process, has worked as a stress conc... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento em fadiga de um gancho reduzido do tipo empregado como conector/desconector para plataformas flutuantes de extração de petróleo. Ganchos são componentes mecânicos muito utilizados em aplicações industriais e dimensionados segundo os critérios da mecânica estática. A sua utilização em estruturas offshore é recente e requer a avaliação de seu desempenho em fadiga. A influência de tensões residuais compressivas na seção mais solicitada do gancho foi avaliada nos ensaios. Estas tensões foram geradas por um teste de carga que implica em um esforço de tração que ultrapassa o limite elástico do material. A região da superfície do gancho que sofreu deformação plástica fica comprimida pelo restante do material do gancho carregado no regime elástico que tenta retornar. O mesmo efeito é observado na autofretagem de tubos ou shot peening de componentes aeronáuticos. Foram utilizados ganchos DIN 0.12, que apresentam dimensões reduzidas, para a caracterização mecânica através de ensaios de fadiga e a determinação da curva de Wöhler. Esses ensaios envolveram a comparação entre os ganchos que sofreram a carga de pré-teste (com tensões residuais) e os que não sofreram. Também foi avaliada a influência de defeitos de fundição na vida em fadiga dos ganchos. Os ganchos foram caracterizados metalurgicamente através de análise microestrutural e tamanho de grão ASTM utilizando-se Microscopia Óptica e Eletrônica de Varredura. Foram efetuadas medições de tensões residuais através do Método do Furo em ganchos instrumentados com extensômetros resistivos elétricos. As tensões residuais compressivas induzidas pelo teste de carga tiveram grande influência nos testes de fadiga, aumentando a performance dos ganchos e assegurando sua integridade estrutural.

Os risers rígidos, utilizados na indústria offshore para a exploração e transporte de óleo e gás, estão sujeitos a diversus fenômenos de degradação. A fadiga e a corrosãofadiga são uma das causas mais comuns de falhas em serviço destas tubulações. Estas falhas geralmente são encontradas nas regiões submetidas a processos de soldagem. Para uma operação que alie produtividade e segurança os fenômenos de fadiga e corrosão-fadiga devem ser estudados e entendidos a fim de evitá-los ou minimizá-los. Na indústria de exploração de óleo e gás, os ensaios de fadiga e corrosão-fadiga tornam-se necessários para a obtenção de dados que auxiliem no projeto das estruturas de produção. Aliado a isto, com a descoberta de novos campos de exploração de óleo e gás, novas condições operacionais são encontradas e carecem de dados. Deste modo, este trabalho tem o objetivo de determinar o comportamento frente aos fenômenos de fadiga e corrosão-fadiga do aço API 5L X60, para uma condição com elevada pressão de CO2, na presença de água com alta concentração de cloretos, inovando na aplicação de pressão elevada e abrindo caminho para a obtenção de resultados em altíssimas pressões, as quais frequentemente são encontradas em campo. Para a obtenção dos resultados esperados, foi construído um sistema específico para o controle dos parâmetros do ensaio, sendo destacável a robustez do sistema e o baixo custo, quando comparado aos tradicionais equipamentos servomecânicos. Foram realizados ensaios de fadiga e corrosão-fadiga ao ar e no meio agressivo, respectivamente. Os ensaios foram realizados em flexão a quatro pontos em uma frequência de 1 Hz, sob razão de carregamento de R=0,1. Os dados finais são apresentados em uma curva de Wöhler. Como resultado do trabalho, foi sugerida a existência de uma competição entre os fatores de dissolução do material pela corrosão e o mecanismo de propagação de trincas, levando o material a exibir, para alguns casos, um comportamento em corrosão-fadiga até seis vezes maior do que somente em fadiga, ou seja, no meio agressivo para algumas condições o material resistiu até seis vezes mais ciclos do que nos ensaios realizados ao ar. Com isso, o trabalho fornece indícios de que, no meio/material estudados em escala laboratorial, a abordagem tradicional para o fenômeno de corrosão-fadiga pode levar a erros, sendo que em alguns casos o meio não age reduzindo a vida do material e pelo contrário sendo até benéfico para as características de fadiga em algumas situações. / Steel rigid risers applied for oil exploration and transportation on offshore industry are subjected to several degradation phenomena. Fatigue and corrosion are the most commons in service pipeline failure sources, mainly for the welded risers. In order to achieve productive and safety operation conditions, fatigue and corrosion fatigue phenomena shall be well studied in order to minimize or even avoid them. In oil and gas industry fatigue and corrosion fatigue testing become necessary to provide helpful data for production structure design. Besides, there are shortage data for new operational conditions found on new oil and gas field discoveries. Thus, this work aims to determine the fatigue and corrosion fatigue behaviour of the API 5L X60 steel for high CO2 pressure condition in presence of water with high chloride content, innovating on the higher pressures aplication and opening the way to much higher pressures tests wich are often found on the field. A specific system for test parameters control was assembled to achieve the expected results, being detected its robustness and low cost when compared to traditional servo mechanical equipments. Fatigue and corrosion fatigue test were performed in air and in aggressive environment, respectively. The experiments were conducted using four point bend test and a frequency of 1Hz. All final data are presented on a Wöhler curve. The results suggest the existence of a competition between corrosion anodic dissolution and crack propagation mechanisms leading to an exhibition, for some cases, of a six times better behavior on corrosion fatigue condition then in air fatigue for this material. Thereby this work supplies evidences that for this specific material / medium tested on laboratory scale the traditional approach for corrosion fatigue phenomenon could lead to mistakes since that in some cases the environment does not act as a reduce factor for fatigue life, but actually could even be benefit for fatigue characteristics at some situations.