CHARLES UNIVERSITY IN PRAGUE Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmaceutical technology Name of the student: Anna Hánová Title of diploma thesis: Rheological properties of White Soft Paraffin Consultant: PharmDr. Eva Šnejdrová, Ph.D. This diploma thesis deals with the evaluation of consistency and rheological properties of the Soft Paraffin after viscosity modification by either Liquid or Solid Paraffin. The theoretical part focuses the characteristics and application of the hydrocarbon excipients, their use in pharmacy and comparison with other substances, rheological properties of semisolids and their consistency. Consistency by penetrometry according the Czech Pharmacopoeia 2009 and rheological properties using Kinexus rheometer were measured. Consistency of Soft Paraffin was significantly influenced with 5 % of Liquid Paraffin and 10 % of Solid Paraffin. The result of consistency assessment is significantly influenced by the method of the samples preparation. Rheograms and viscosity curves was constructed. Plastic systems were described in detail by the parameters of power law model and yield stress value. The addition of 5 % of Liquid Paraffin to the Soft White Paraffin caused the decrease of the coefficient of consistency and the flow index. A further addition of Liquid...

Esta tese trata do desenvolvimento de um laboratório remoto didático para estudos na área da Conformação Mecânica, chamado de Laboratório Online de Conformação Mecânica (LABCONM), o qual visa proporcionar a aprendizagem da Conformação Mecânica usando experimentos reais operados remotamente. Este laboratório é formado por duas partes principais: A primeira parte é um Sistema de Gerenciamento de Aprendizagem (SGA) contendo todos os menus, atividades e tarefas, agenda e painel de acesso e controle aos experimentos. A segunda parte é a parte física, ou seja, o experimento remoto, que nesta primeira versão do LABCONM é a “Máquina Didática Teleoperada de Ensaio de Compressão” (MDTEC). No painel de controle da MDTEC o estudante controla e visualiza remotamente um ensaio de compressão real e exporta os dados. Uma atividade de aprendizagem experimental foi desenvolvida para guiar os estudantes na busca da solução do problema, gerando assim a aprendizagem da curva de escoamento. Para validar o laboratório, foram feitos dois tipos de testes: O primeiro é funcional e técnico, que analisa os resultados do experimento remoto, avaliando a similaridade e a repetibilidade para fins didáticos. E o segundo teste é uma validação acadêmica, que foi dividida em duas partes. A primeira, foi direta, e feita por um grupo de estudantes da disciplina de Conformação Mecânica, onde responderam questionários após uso do laboratório. A segunda etapa foi indireta, feita pela comparação das notas da prova entre os estudantes que "usaram" com aqueles que "não usaram" o laboratório, visando obter a influência do uso do laboratório na aprendizagem. Os resultados dos testes técnicos e funcionais mostram que a MDTEC é um experimento que tem condições de realizar ensaios de compressão reais, fornecendo dados com boa repetibilidade para levantamento de curvas de escoamento. Na avaliação dos estudantes o LABCONM demonstrou ter cumprido com o objetivo de ensino aprendizagem. Em relação à avaliação da prova aplicada com ambos os grupos de estudantes com e sem acesso ao LABCONM, observou-se que houve uma influencia positiva nos resultados da turma que acessou o laboratório, visto que nenhum destes estudantes do grupo teve nota insatisfatória no exercício de cálculo. / This thesis deals with the development of a remote didactic laboratory for studies in the area of Metal Forming, called the Online Laboratory of Metal Forming (LABCONM), which aims to provide the learning of the Metal Forming using real remotely operated experiments. This lab consists of two main parts: The first part is a Learning Management System (SGA) containing all the menus, activities and tasks, agenda and access panel and control to the experiments. The second part is the physical part, that is, the remote experiment, which in this first version of LABCONM is the "Teleoperated Testing Machine for Compression Testing" (MDTEC). In the MDTEC control panel the student remotely controls and visualizes a real compression test and exports the data. An experimental learning activity was developed to guide the students in the search of the solution of the problem, thus generating learning the flow curve. To validate the laboratory, two types of tests were performed: The first one is functional and technical, which analyzes the results of the remote experiment, evaluating similarity and repeatability for didactic purposes. And the second test is an academic validation, which was divided into two parts. The first one was direct, and made by a group of students of the discipline of Mechanical Conformation, where they answered questionnaires after using the laboratory. The second stage was indirect, made by comparing test scores among students who "used" those who "did not use" the laboratory, in order to obtain the influence of the use of the laboratory in learning. The results of the technical and functional tests show that the MDTEC is an experiment that is able to perform real compression tests, providing data with good repeatability for survey of flow curves. In the evaluation of the students the LABCONM has demonstrated to have fulfilled with the objective of teaching-learning. Regarding the evaluation of the test applied with both groups of students with and without access to LABCONM, it was observed that there was a positive influence on the results of the group that visited the laboratory, since none of these students of the group had an unsatisfactory grade in the calculation.

O presente trabalho tem como objetivo investigar o comportamento elasto-plástico em baixas deformações do fio máquina laminado em aço AISI 1045 destinado a trefilação e processos subsequentes de beneficiamento. Inicialmente, foi obtido material de quatro diferentes lotes de fabricação, sendo todas as amostras retiradas após a etapa de pré-endireitamento do processo de trefilação. O material foi caracterizado através de análise da composição química, metalográfica, determinação de tamanho de grão e segregação. Além disso, o comportamento elasto-plástico do material em ciclos de tração e compressão foi investigado, identificando-se o efeito Bauschinger para três diferentes temperaturas. Os modelos numéricos de Ramberg-Osgood e Ludwig-Hollomon foram utilizados para a definição de uma modelo numérico da curva para utilização em trabalhos futuros de simulação computacional. O modelo de Ludwig-Hollomon foi avaliado como mais satisfatório para baixas deformações e foi então utilizado para o cálculo da curva média de quatro lotes. A partir de curvas de escoamento de aço similar obtidas da literatura, foi possível obter-se uma extrapolação da curva para diferentes taxas de deformação, além da taxa de 0.05s-1, original dos ensaios: 1.6 s-1, 8 s-1, e 40 s-1. / The purpose of this work is to investigate the elastic-plastic behavior at low strains of steel rolled coil AISI 1045 intended for cold-drawing and subsequent processes. First, the material was withdrawn from four different manufacturing batches and all samples were taken from the pre-straightening process step. The material was characterized by means of chemical and metallography analysis, grain size and segregation. Furthermore, the elastic-plastic behavior in tension and compression cycles was investigated and the Bauschinger effect was identified for three different temperatures. The numerical models Ramberg-Osgood and Ludwig-Hollomon were the models used in this work to define the flow curve which can be used in future computer simulation works. The analysis showed that the Ludwig-Hollomon model is more adequate for low strains ranges. Ludwig-Hollomin was used to calculate the average flow curve based on the curves of the four batches. By using literature flow curves of similar steels, it was possible to make an extrapolation and to obtain flow curves at different strain rates beyond the experimental one: 1.6 s-1, 8 s-1, e 40 s-1.

Esta tese trata do desenvolvimento de um laboratório remoto didático para estudos na área da Conformação Mecânica, chamado de Laboratório Online de Conformação Mecânica (LABCONM), o qual visa proporcionar a aprendizagem da Conformação Mecânica usando experimentos reais operados remotamente. Este laboratório é formado por duas partes principais: A primeira parte é um Sistema de Gerenciamento de Aprendizagem (SGA) contendo todos os menus, atividades e tarefas, agenda e painel de acesso e controle aos experimentos. A segunda parte é a parte física, ou seja, o experimento remoto, que nesta primeira versão do LABCONM é a “Máquina Didática Teleoperada de Ensaio de Compressão” (MDTEC). No painel de controle da MDTEC o estudante controla e visualiza remotamente um ensaio de compressão real e exporta os dados. Uma atividade de aprendizagem experimental foi desenvolvida para guiar os estudantes na busca da solução do problema, gerando assim a aprendizagem da curva de escoamento. Para validar o laboratório, foram feitos dois tipos de testes: O primeiro é funcional e técnico, que analisa os resultados do experimento remoto, avaliando a similaridade e a repetibilidade para fins didáticos. E o segundo teste é uma validação acadêmica, que foi dividida em duas partes. A primeira, foi direta, e feita por um grupo de estudantes da disciplina de Conformação Mecânica, onde responderam questionários após uso do laboratório. A segunda etapa foi indireta, feita pela comparação das notas da prova entre os estudantes que "usaram" com aqueles que "não usaram" o laboratório, visando obter a influência do uso do laboratório na aprendizagem. Os resultados dos testes técnicos e funcionais mostram que a MDTEC é um experimento que tem condições de realizar ensaios de compressão reais, fornecendo dados com boa repetibilidade para levantamento de curvas de escoamento. Na avaliação dos estudantes o LABCONM demonstrou ter cumprido com o objetivo de ensino aprendizagem. Em relação à avaliação da prova aplicada com ambos os grupos de estudantes com e sem acesso ao LABCONM, observou-se que houve uma influencia positiva nos resultados da turma que acessou o laboratório, visto que nenhum destes estudantes do grupo teve nota insatisfatória no exercício de cálculo. / This thesis deals with the development of a remote didactic laboratory for studies in the area of Metal Forming, called the Online Laboratory of Metal Forming (LABCONM), which aims to provide the learning of the Metal Forming using real remotely operated experiments. This lab consists of two main parts: The first part is a Learning Management System (SGA) containing all the menus, activities and tasks, agenda and access panel and control to the experiments. The second part is the physical part, that is, the remote experiment, which in this first version of LABCONM is the "Teleoperated Testing Machine for Compression Testing" (MDTEC). In the MDTEC control panel the student remotely controls and visualizes a real compression test and exports the data. An experimental learning activity was developed to guide the students in the search of the solution of the problem, thus generating learning the flow curve. To validate the laboratory, two types of tests were performed: The first one is functional and technical, which analyzes the results of the remote experiment, evaluating similarity and repeatability for didactic purposes. And the second test is an academic validation, which was divided into two parts. The first one was direct, and made by a group of students of the discipline of Mechanical Conformation, where they answered questionnaires after using the laboratory. The second stage was indirect, made by comparing test scores among students who "used" those who "did not use" the laboratory, in order to obtain the influence of the use of the laboratory in learning. The results of the technical and functional tests show that the MDTEC is an experiment that is able to perform real compression tests, providing data with good repeatability for survey of flow curves. In the evaluation of the students the LABCONM has demonstrated to have fulfilled with the objective of teaching-learning. Regarding the evaluation of the test applied with both groups of students with and without access to LABCONM, it was observed that there was a positive influence on the results of the group that visited the laboratory, since none of these students of the group had an unsatisfactory grade in the calculation.

O presente trabalho tem como objetivo investigar o comportamento elasto-plástico em baixas deformações do fio máquina laminado em aço AISI 1045 destinado a trefilação e processos subsequentes de beneficiamento. Inicialmente, foi obtido material de quatro diferentes lotes de fabricação, sendo todas as amostras retiradas após a etapa de pré-endireitamento do processo de trefilação. O material foi caracterizado através de análise da composição química, metalográfica, determinação de tamanho de grão e segregação. Além disso, o comportamento elasto-plástico do material em ciclos de tração e compressão foi investigado, identificando-se o efeito Bauschinger para três diferentes temperaturas. Os modelos numéricos de Ramberg-Osgood e Ludwig-Hollomon foram utilizados para a definição de uma modelo numérico da curva para utilização em trabalhos futuros de simulação computacional. O modelo de Ludwig-Hollomon foi avaliado como mais satisfatório para baixas deformações e foi então utilizado para o cálculo da curva média de quatro lotes. A partir de curvas de escoamento de aço similar obtidas da literatura, foi possível obter-se uma extrapolação da curva para diferentes taxas de deformação, além da taxa de 0.05s-1, original dos ensaios: 1.6 s-1, 8 s-1, e 40 s-1. / The purpose of this work is to investigate the elastic-plastic behavior at low strains of steel rolled coil AISI 1045 intended for cold-drawing and subsequent processes. First, the material was withdrawn from four different manufacturing batches and all samples were taken from the pre-straightening process step. The material was characterized by means of chemical and metallography analysis, grain size and segregation. Furthermore, the elastic-plastic behavior in tension and compression cycles was investigated and the Bauschinger effect was identified for three different temperatures. The numerical models Ramberg-Osgood and Ludwig-Hollomon were the models used in this work to define the flow curve which can be used in future computer simulation works. The analysis showed that the Ludwig-Hollomon model is more adequate for low strains ranges. Ludwig-Hollomin was used to calculate the average flow curve based on the curves of the four batches. By using literature flow curves of similar steels, it was possible to make an extrapolation and to obtain flow curves at different strain rates beyond the experimental one: 1.6 s-1, 8 s-1, e 40 s-1.

Esta tese trata do desenvolvimento de um laboratório remoto didático para estudos na área da Conformação Mecânica, chamado de Laboratório Online de Conformação Mecânica (LABCONM), o qual visa proporcionar a aprendizagem da Conformação Mecânica usando experimentos reais operados remotamente. Este laboratório é formado por duas partes principais: A primeira parte é um Sistema de Gerenciamento de Aprendizagem (SGA) contendo todos os menus, atividades e tarefas, agenda e painel de acesso e controle aos experimentos. A segunda parte é a parte física, ou seja, o experimento remoto, que nesta primeira versão do LABCONM é a “Máquina Didática Teleoperada de Ensaio de Compressão” (MDTEC). No painel de controle da MDTEC o estudante controla e visualiza remotamente um ensaio de compressão real e exporta os dados. Uma atividade de aprendizagem experimental foi desenvolvida para guiar os estudantes na busca da solução do problema, gerando assim a aprendizagem da curva de escoamento. Para validar o laboratório, foram feitos dois tipos de testes: O primeiro é funcional e técnico, que analisa os resultados do experimento remoto, avaliando a similaridade e a repetibilidade para fins didáticos. E o segundo teste é uma validação acadêmica, que foi dividida em duas partes. A primeira, foi direta, e feita por um grupo de estudantes da disciplina de Conformação Mecânica, onde responderam questionários após uso do laboratório. A segunda etapa foi indireta, feita pela comparação das notas da prova entre os estudantes que "usaram" com aqueles que "não usaram" o laboratório, visando obter a influência do uso do laboratório na aprendizagem. Os resultados dos testes técnicos e funcionais mostram que a MDTEC é um experimento que tem condições de realizar ensaios de compressão reais, fornecendo dados com boa repetibilidade para levantamento de curvas de escoamento. Na avaliação dos estudantes o LABCONM demonstrou ter cumprido com o objetivo de ensino aprendizagem. Em relação à avaliação da prova aplicada com ambos os grupos de estudantes com e sem acesso ao LABCONM, observou-se que houve uma influencia positiva nos resultados da turma que acessou o laboratório, visto que nenhum destes estudantes do grupo teve nota insatisfatória no exercício de cálculo. / This thesis deals with the development of a remote didactic laboratory for studies in the area of Metal Forming, called the Online Laboratory of Metal Forming (LABCONM), which aims to provide the learning of the Metal Forming using real remotely operated experiments. This lab consists of two main parts: The first part is a Learning Management System (SGA) containing all the menus, activities and tasks, agenda and access panel and control to the experiments. The second part is the physical part, that is, the remote experiment, which in this first version of LABCONM is the "Teleoperated Testing Machine for Compression Testing" (MDTEC). In the MDTEC control panel the student remotely controls and visualizes a real compression test and exports the data. An experimental learning activity was developed to guide the students in the search of the solution of the problem, thus generating learning the flow curve. To validate the laboratory, two types of tests were performed: The first one is functional and technical, which analyzes the results of the remote experiment, evaluating similarity and repeatability for didactic purposes. And the second test is an academic validation, which was divided into two parts. The first one was direct, and made by a group of students of the discipline of Mechanical Conformation, where they answered questionnaires after using the laboratory. The second stage was indirect, made by comparing test scores among students who "used" those who "did not use" the laboratory, in order to obtain the influence of the use of the laboratory in learning. The results of the technical and functional tests show that the MDTEC is an experiment that is able to perform real compression tests, providing data with good repeatability for survey of flow curves. In the evaluation of the students the LABCONM has demonstrated to have fulfilled with the objective of teaching-learning. Regarding the evaluation of the test applied with both groups of students with and without access to LABCONM, it was observed that there was a positive influence on the results of the group that visited the laboratory, since none of these students of the group had an unsatisfactory grade in the calculation.

O presente trabalho tem como objetivo investigar o comportamento elasto-plástico em baixas deformações do fio máquina laminado em aço AISI 1045 destinado a trefilação e processos subsequentes de beneficiamento. Inicialmente, foi obtido material de quatro diferentes lotes de fabricação, sendo todas as amostras retiradas após a etapa de pré-endireitamento do processo de trefilação. O material foi caracterizado através de análise da composição química, metalográfica, determinação de tamanho de grão e segregação. Além disso, o comportamento elasto-plástico do material em ciclos de tração e compressão foi investigado, identificando-se o efeito Bauschinger para três diferentes temperaturas. Os modelos numéricos de Ramberg-Osgood e Ludwig-Hollomon foram utilizados para a definição de uma modelo numérico da curva para utilização em trabalhos futuros de simulação computacional. O modelo de Ludwig-Hollomon foi avaliado como mais satisfatório para baixas deformações e foi então utilizado para o cálculo da curva média de quatro lotes. A partir de curvas de escoamento de aço similar obtidas da literatura, foi possível obter-se uma extrapolação da curva para diferentes taxas de deformação, além da taxa de 0.05s-1, original dos ensaios: 1.6 s-1, 8 s-1, e 40 s-1. / The purpose of this work is to investigate the elastic-plastic behavior at low strains of steel rolled coil AISI 1045 intended for cold-drawing and subsequent processes. First, the material was withdrawn from four different manufacturing batches and all samples were taken from the pre-straightening process step. The material was characterized by means of chemical and metallography analysis, grain size and segregation. Furthermore, the elastic-plastic behavior in tension and compression cycles was investigated and the Bauschinger effect was identified for three different temperatures. The numerical models Ramberg-Osgood and Ludwig-Hollomon were the models used in this work to define the flow curve which can be used in future computer simulation works. The analysis showed that the Ludwig-Hollomon model is more adequate for low strains ranges. Ludwig-Hollomin was used to calculate the average flow curve based on the curves of the four batches. By using literature flow curves of similar steels, it was possible to make an extrapolation and to obtain flow curves at different strain rates beyond the experimental one: 1.6 s-1, 8 s-1, e 40 s-1.

Disertační práce se zabývá studiem reologického chování materiálů na bázi cementu. Úvodní část obsahuje teoretické poznatky týkající se reologie a zkoumaných materiálů (cement, samozhutnitelný beton, superplastifikátory). Poté následuje detailní popis reologických vlastností čerstvých cementových materiálů. Kromě toho je dále uvedena hydratace cementu, kalorimetrie, Vicatův test, rentgenová difrakční analýza a elektronová mikroskopie. Experimentální část práce je rozdělena do dvou částí. První část se zabývá základní charakterizací, reologickým měřením a studiem statické meze toku směsí samozhutnitelných betonů a jejich matric. Druhá část se týká cementových past, které byly podrobeny testování pomocí reometru, Vicatova přístroje, isoperibolického a modulárního kalorimetru, rentgenového difraktometru a elektronového mikroskopu.

Este trabalho apresenta uma avaliaÃÃo da influÃncia das diferentes formas de deposiÃÃo da massa assoreada em reservatÃrios do Estado do CearÃ, e os seus impactos na vazÃo regularizada. Foram investigadas trÃs formas distintas de assoreamento, denominadas neste trabalho de alfa 1 1), alfa 2 () e alfa 3 (3). ApÃs definiÃÃo dessas formas, foram construÃdas Curvas Cota x Ãrea x Volume (CAVs) dos reservatÃrios. Com o uso do programa Simres para simulaÃÃo hidrolÃgica de reservatÃrios foi possÃvel comparar as informaÃÃes de projeto com a situaÃÃo atual dos reservatÃrios, e avaliar quanto os mesmos perderam em oferta de vazÃo regularizada. Apresenta-se tambÃm uma avaliaÃÃo do assoreamento e de seus impactos para condiÃÃes futuras (50 e 100 anos), de forma a se promover um planejamento mais preciso na gestÃo dos recursos hÃdricos. Selecionou-se cinco reservatÃrios estratÃgicos do Estado do Cearà Ãros, BanabuiÃ, Cedro, Fogareiro e Pedras Brancas, destes, existe reservatÃrios com mais de cem anos de concluÃdo. Obteve-se para os modelos alfa 1 e alfa 2 resultados semelhantes, mostrando pouca diferenÃa entre estes dois modelos, porÃm para o modelo alfa 3 os resultados sÃo bastante diferentes dos outros dois, e com impactos significativos em termos de perda de vazÃo regularizada. Os resultados mostram a importÃncia de acompanhar os reservatÃrios e ver como os mesmos estÃo assoreando. / This paper presents an evaluation of the influence of different forms of deposition silted mass of Cearà reservoirs, and their impact on the regulated flow. We investigated three different forms of silting, called this work of alpha 1 1), alpha 2 () and alpha 3 (3). After defining these forms, curves were constructed Cota x Area x Volume (VACs) reservoirs. Using the Simres program for hydrological reservoir simulation was possible to compare project information with the current situation of the reservoirs, and assess how much they lost in supply of regulated flow. Furthermore, it presents an evaluation of silting and its impact on future conditions (50 to 100 years) in order to promote a more accurate planning in the management of water resources. Was selected five strategic reservoirs of Cearà State Ãros, BanabuiÃ, Cedar, Cooker and White Stones, of whom there Shells of more than a hundred years completed. Was obtained for alpha 1 and alpha 2 models similar results, showing little difference between these two models, but for the alpha 3 model the results are quite different from the other two and with significant impact in terms of loss of regulated flow. The results show the importance of monitoring the tanks and see how they are silting.

The issue of ductile damage prediction can be generally divided in two types of tasks. The first one is to preventing the initiation of ductile damage with is most common group of calculation today. The second task can be described as aimed damaging, such as machining, cutting, etc. The significant development of this issue occurred in recent decades by help of development and access to powerful computational techniques and new experimental possibilities. However, the behaviour of ductile damage at multiaxial proportional and non-proportional loading is insufficiently described. This thesis helped to clarify some of the unknown this topic. It contributed to the understanding of selected materials behaviour at room temperature and quasistatic loading. Austenitic stainless steel AISI 316L was selected for detail study of ductile damage. A large number of experiments were performed on this material, such as uniaxial tensile tests of smooth and notched specimens, upsetting tests of smooth cylinder and special cylinder with dimple, butterfly specimens, notched tube specimens and penetration tests. Experimental results is used for calibration of five so-called simple criteria, taking into account fracture strain and stress triaxiality (Equivalent fracture strain, Johnson-Cook, simplify Bao-Wierzbicki, RT, RTCL) and universal criteria (Bai-Wierzbicki, Xue-Wierzbicki, EMC, LOU, KHPS). SPT potentially enable the determination of actual mechanical behaviour using only a fraction of specimen volume compared to standard specimen. It is promising tool to improve accuracy when assessing working life of components in operation. The inverse numerical simulation loop of SPT was designed using program OptiSLang on the basis of detailed sensitivity analysis. It was achieved 2% deviation of yield strength and 6% deviation of ultimate strength obtained from tensile tests. A several modification of SPT specimen was suggested for universal criteria calibration of small material volume. The 3D numerical model was built for numerical simulation with ductile damage simulation. The criteria KHPS and EMC gave the most accurate results.