Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-08Bitstream added on 2014-06-13T20:55:51Z : No. of bitstreams: 1 campos_ka_me_guara.pdf: 6227902 bytes, checksum: ee44aa7120c6145b6c7adb73f08cf527 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Superfícies de fratura expressam a seqüência de eventos de liberação de energia com a propagação de trincas, mostrando a relação entre os componentes da estrutura, campos de tensões locais e a formação de texturas típicas em seu relevo. No caso dos compósitos de matriz polimérica, a evolução das formações topográficas pode indicar as linhas de ação de carga, os efeitos de degradação pelo ambiente ou os defeitos de processamento. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é avaliar se as regiões de relevo formadas pelos diferentes mecanismos de propagação de trincas na fratura de compósitos termorrígidos, carbono/epóxi, podem ser relacionadas a diferentes valores de dimensão fractal, correspondendo à sua influência sobre a tenacidade. Os corpos-de-prova de compósito carbono/epóxi foram divididos em três grupos, sendo natural, com condicionamento higrotérmico e com condicionamento ultravioleta. As fraturas analisadas foram provenientes de ensaios DCB, em modo I de carregamento, sendo a aquisição das imagens feitas com o uso de microscópio óptico de reflexão e as topografias das superfícies obtidas pelo método de reconstrução por extensão de foco, calculando-se os valores de dimensão fractal com o uso dos mapas de elevações. A dimensão fractal foi classificada como: dimensão monofractal (Df), quando a fratura é descrita por um único valor; ou dimensão textural (Dt), que é uma análise macroscópica da fratura, combinada com a dimensão estrutural (Ds), que é uma análise microscópica. Os resultados demonstraram que não há relação entre Df e GIC, como proposto por Mecholsky, em seus trabalhos, não sendo esta medida uma propriedade do material. Quanto a Dt, esta medida não pode descrever qualquer propriedade do material, pois se restringe à descrição local do processo de fratura. Já Ds, descreve... / Fracture surfaces express the sequence of events of energy release with crack propagation, showing the relationship between the components of the structure, local stress fields and the formation of textures in his typical relief. In the case of polymer matrix composites, the evolution of topographic features may indicate the lines of action of load, the effects of degradation of the environment or processing defects. Therefore, the objective this work is to assess if the relief regions formed by different mechanisms of crack propagation in the fracture of thermosetting composites, carbon / epoxy, may be related to different values of fractal dimension, corresponding to its influence on toughness. Composite carbon / epoxy specimens were divided into three groups, namely natural, with hygrothermal conditioning and ultraviolet conditioning. The fractures were analyzed from DCB tests in mode I loading, with the acquisition of images by using an optical microscope and the surface topographies obtained by an extended depth-of-field method, calculating the values of fractal dimension with the use of elevation maps. The fractal dimension was classified as: monofractal dimension (Df), when the fracture is described by a single value, or texture dimension (Dt), which is a macroscopic fracture, combined with the structural dimension (Ds), which is a microscopic analysis. The results showed that there isn´t relationship between Df and GIC, as proposed by Mecholsky in his work, since this measure is not a material property. As for Dt, this measure cannot describe any property of the material, because it restricts the description of the process to local fracture conditions. In other way, Ds describes the micro-relief and is associated to the forces involved in the rupture of atomic bonds and, thus, to the association between micromechanics and microstructure... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Ana Paulo Rosifini Alves Claro / Banca: Durval Rodrgigues Júnior / Resumo: Superfícies de fratura apresentam a evolução entrópica durante a propagação de trincas, demonstrando relações entre componentes estruturais, campos de tensões locais e formações típicas de relevo. No caso das ligas metálicas, a evolução das formações topográficas pode indicar as linhas de ação de carga, a dinâmica do processo de fratura, falhas de uso ou de processamento, e outros. Neste trabalho, foram realizadas análises da relação entre a dimensão fractal e a variação do fator intensidade de tensão, da relação entre a dimensão fractal e a posição à frente da trinca, além do estudo da influência da espessura nos valores de dimensão fractal. Esses estudos foram efetuados a partir da topografia das superfícies fraturadas do aço 15-5PH obtidas em ensaios de propagação de trincas por fadiga, conforme ASTM E647. A investigação das fraturas foi feita por meio do método de reconstrução por extensão de foco, com o qual foi possível calcular os valores de dimensão monofractal (Df), dimensão textural (Dt) e dimensão estrutural (Ds), utilizando os mapas de elevações gerados pelo método. Os resultados das análises mostraram que os valores de Ds foram sensíveis à mudança dos micromecanismos de fratura, sendo que eles aumentaram até a transição do estágio II para o estágio III, sofrendo uma leve queda quando a trinca se propagava de forma instável e, em seguida, voltaram a aumentar quando a trinca estava perto de atingir seu tamanho crítico. Também foi observado que os valores de Ds e Dt se comportaram de forma inversa com o aumento da velocidade de propagação da trinca, em que os valores de Ds aumentaram e os de Dt decresceram em relação à evolução de K. Sendo, então, a dimensão estrutural responsável por descrever o comportamento anisotrópico do relevo, devido à evolução... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Fracture surfaces present the entropic evolution during the crack propagation, demonstrating relationship between structural components, local stress fields and typical relief formation. Regarding metallic alloys, the evolution of topographical formations may indicate the load action lines, the dynamism of the fracture process, during the processing or in use failures. In this work, it was performed the analysis of the relation between the fractal dimension and the stress intensity factor deviation, the relation between the fractal dimension and the crack tip position and also the study of the thickness influence in the fractal dimension values. These studies were performed by means of the topography of the 15-5PH steel fracture surfaces obtained throughout the fatigue crack propagation tests, in accordance with ASTM E647. The fractures investigation was executed using the 3-D reconstruction by extended depth of field method, allowing the possibility to calculate the values of the monofractal dimension (Df), textural dimension (Dt) and structural dimension (Ds), using of the elevation maps generated by the method. The analysis results showed that Ds was sensitive to changes on fracture micromechanisms, once they have increased up to the stage II to stage III transition, appearing a smooth reduction during the crack propagation at the unstable region and, after this, the values turned back to increase when the crack was near to achieve the critical length. It was also observed the Ds and Dt values presented an inverse behavior due the increase of the crack propagation velocity, while Ds raised the Dt values diminished related to the K evolution. Hence, the structural dimension is the responsible to describe the anisotropic behavior of the relief due the stress fields evolution in the crack tip... (Complete abstract click eletronic access below) / Mestre

Orientador: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Miguel Justino Ribeiro Barboza / Resumo: No presente trabalho foi feita a analise quantitativa das superfícies de fratura obtidas através da propagação de trinca em fadiga. As trincas em fadiga são o modo de falha que ocorre por uma carga cíclica e repetida aplicada a um corpo de prova, o que irá causar a nucleação, propagação da trinca até a sua ruptura. Utilizou-se a ferramente da dimensão fractal para analisarmos correlações com a propagação de trincas. Os materiais que foram ensaiados são: liga de alumínio AA7475 e aço 300M, ambos materiais de uso aeronáutico. Foram realizados ensaios de propagação de trinca em fadiga em corpos de prova do tipo C(T) para a obtenção da superfície de fratura para análise. Posteriormente as superfícies foram analisadas em microscopio óptico e em microscópio eletrônico de varredura. Foi realizada a medição da dimensão monofractal (DF), quando a superfície é descrita por um único valor, também os valores de dimensão textural (DT), quando temos macroescalas e a dimensão estrutural (DS), quando temos microescalas. Com os resultados obtidos podemos analisar que o DS é quem melhor representa o comportamento das superfícies de fratura, já que este indica os micromecanismos de fratura presentes. Os valores de DS são menos dispersos na identificação das regiões de fadiga (pré-trinca, propagação estável e propagação instável da trinca),possibilitando a comparação com as imagens obtidas de cada etapa do mecanismo de fratura. Os valores de DT são melhores representados pelas reconstruções em microscópio óptico, pois estas permitem descrição mais precisa da topografia do material, considerando que o DT é característico em macroescalas. Já os valores de DS são melhores descritos em análises de microscopia eletrônica de varredura, já que esta apresenta melhor definição para a observação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this paper we make quantitative analysis of fracture surfaces obtained through from fatigue crack propagation. The fatigue cracks are in the mode of failure that occurs for a repetead cycling loading and applied to a specimen, which will cause the nucleation, crack propagation until rupture. We will use the tool of fractal dimension to analyze correlations with the crack propagation. The materials that were tasted are: AA7475 aluminum alloy and 300M steel, both materials for aeronautical use. Tested were performed in fatigue crack propagation inspecimens of type C(T) to obtain the fracture surface for analysis. Subsequently the surfaces were examines in optical microscope and scanning electron microscope. Was performed to measure the monofractal dimension (DF), when the surface is described by a single value, so the textural dimension values (DT), and when we involved macroescale and finally structural dimension (DS) when was presente microscale. With the results we can analyze the DS is who represents the best value for the fractal fracture surface, as this indicates the micromechanics of fracture surfaces. The DS values are less dispersed in the identification of regions of fatigue (pre-crack propagation stable and unstable crack propagation), allowing comparison with the images obtained from each step of the mechanism of fracture. The values of DT are better represented when we do analysis in an optical microscope, because it a achieves the best results of the topography of the material, whereas the DT is characteristic macroscale. The values of DS are best described in the analysis of scanning electron microscopy, since it show better the micromechanics of fracture. So we can say the the DS would be the best representative of the fractal dimension to the analysis of micromechanics of fracture surfaces to their good representation at the microscale / Mestre

Orientador: Ricardo Enrique Medrano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:41:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 QuilodranAlarcon_OscarEduardo_D.pdf: 15548788 bytes, checksum: 4505ace06d773524a32cc732adb31371 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Os ferros fundidos cinzentos se classificam conforme sua resistência à tração, mas o ensaio de tração dos corpos de prova é lento e inadequado para ser utilizado no controle da produção. A resistência à compressão entre cunhas, mais fácil e rápida de avaliar, está relacionada com a resistência à tração dos ferros fundidos cinzentos por meio de uma equação linear, permitindo a determinação indireta desta última. O objetivo deste trabalho é retomar a pesquisa das características mecânicas dos ferros fundidos cinzentos, mediante a utilização dos ensaios de tração e compressão entre cunhas. Os resultados conseguiram-se s através da fabricação, ensaio e análise metalográfica e de fratura de materiais das classes NBR FC150 a FC300, não ligados (com diversos teores de fósforo e tratamentos térmicos de recozido) e levemente ligados no estado bruto de fusão (fundidos em condições diversas). O ensaio de compressão entre cunhas aplica-se para verificar a qualidade de mancais de FC200. Discute-se a influência das fases no comportamento mecânico, define-se a curva de compressão entre cunhas, o significado das regiões das curvas de tração e de compressão entre cunhas, e verifica-se a relação entre ambas resistências. Demonstra-se que a curva de compressão entre cunhas pode ser utilizada no controle estatístico de processos. Os ensaios de tração realizados com ciclos de carregamento e descarregamento sucessivos conduzem a curvas de tensão de tração relativa versus deformações recuperáveis e permanentes, utilizáveis na melhoria do projeto mecânico. Propõe-se a aplicação da curva de compressão entre cunhas na avaliação da tenacidade à fratura / Abstract: Grey cast irons are classified based on of their tensile strength, but tensile test is slow to perform and inadequate to be used for online quality control. The wedge srength is easer and faster to perform and it is related with the tensile strength of grey cast irons trhough a linear equation. This equation allows the indirect determination of the tensile strength. The aim of the present work is to address the research of the mechanical characteristics of grey cast irons, by focusing the study on the use of tensile and wedge penetration tests. The results were obtained by casting, tensile and wedge penetration testings, and through metallographic and fracture analysis on NBR- FC150 to FC300 no alloyed (several phosphor levels and annealing heat treatments) and as-cast low alloyed materials (using different casting conditions). The wedge penetration test is used for verifying the quality of structural bearings ofNBR-FC200 cast iron. It is discussed influence of phases on the mechanical behavior. It is defined the meaning of each region of tensile and wedge penetration curves and verified the relationship between tensile and wedge penetration strengths. It is shown that the wedge penetration curve can be used on statistical process control. The loading and unloading tensile test lead to curves of relative tension versus recoverable and permanent deformation which enhance mechanical projets. It is proposed to evaluate the fracture toughness of grey cast irons by the wedge compression curve / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Élson de Campos / Coorientador: Francisco Cristóvão Lourenço de Melo / Banca: Miguel Angel Ramirez Gil / Banca: José Vitor Candido de Souza / Banca: Luis Antonio Genova / Banca: Sebastião Ribeiro / Resumo: O objetivo deste trabalho foi a produção e caracterização microestrutural, mecânica e fractografica de rochas sintéticas, obtidas por fabricação, a partir da mistura de resíduos dos pós de granito e vidro comercial. Esta pesquisa foi dividida em duas etapas. Na primeira etapa, a meta foi determinar a composição a ser utilizada na mistura e a temperatura de sinterização que produzisse uma rocha sintética com maior resistência mecânica e menor consumo de energia. Nesta fase foram definidas duas composições para produção das amostras: a primeira com massa de 1/3 de pó de granito, 1/3 de pó de vidro âmbar e 1/3 de pó de vidro transparente e uma segunda composição, com 60% de pó de granito, 30% de pó de vidro âmbar e 10% de pó de vidro transparente. Tais amostras foram sinterizadas em temperaturas que variaram de 800ºC a 1100ºC, e com base nos resultados obtidos pelo ensaio de flexão de três pontos, foi determinada para primeira composição, uma temperatura de sinterização de 850ºC e para a segunda 1050ºC. Na segunda etapa da pesquisa, aprofundou-se os estudos com relação às rochas sintéticas obtidas, realizando-se medidas de rugosidade, resistência a flexão, tenacidade a fratura pelo método SEVNB (Single-edge V-notch Beam), microdureza, molhabilidade e porosidade aparente. Além de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e análise termogravimétrica e calorimetria diferencial de varredura. Os resultados obtidos nesta segunda etapa foram comparados com o granito comercial "andorinha" e mostraram que as rochas sintéticas obtidas são altamente promissoras e viáveis. As rochas sintéticas produzidas a partir das duas composições, apresentam menores valores de molhabilidade e porosidade e maiores valores de tensão de ruptura à flexão e microdureza, quando comparados as amostras do gra... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper was intended to produce and characterize synthetic rocks in a microstructural, mechanical and fractographic way. Such rocks were obtained from the mixture of commercial glass waste and granite powder. This research was divided in two steps: in the first one it was to determined the amount of materials used in the mixture and the sintering temperature in order to produce synthetic rocks with higher mechanical strength and lower energy consumption, while in the second the synthetic rocks were submited to some tests, such as roughness measurement, flexural strength, fracture toughness by the SEVNB method, hardness, wettability and apparent porosity. In this first step two compositions were defined in order to produce the samples. The first composition contained 1/3 of granite powder, 1/3 of ambar glass waste and 1/3 of transparent glass waste; the second one contained 60% of granite powder, 30% of ambar glass waste and 10% of transparent glass waste. It was also determined the sintering temperature: 850ºC for the first composition and 1050ºC for the second one. Other tests, such as: X-ray diffraction, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry were also performed. The results of the experiments in the second step were compared to "andorinha", an ordinary kind of Brazilian gray granite and showed that synthetic rocks are very promising and viable. Synthetic rocks presented lower wettability and porosity values and higher flexural strength and hardness values, when compared to the samples of "andorinha". It could be concluded that the first composition was the most relevant from the commercial point of view (1/3 of granite powder, 1/3 of ambar glass waste and 1/3 of transparent glass waste) for it presents higher flexural strength value and lower sintiring temperature value. This represents a considerable economic gain / Doutor

Orientador: Luis Rogerio de Oliveira Hein / Coorientadora: Kamila Amato de Campos / Banca: Peterson Luiz Ferrandini / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: A morfologia de superfícies de fratura contém informações importantes do processo de fratura, tais como, o tipo de carregamento e a energia envolvida. Neste contexto, a fractografia quantitativa é uma ferramenta que permite caracterizar superfícies de fratura de forma qualitativa e quantitativa. O objetivo foi avaliar a sensibilidade da dimensão fractal na caracterização de diferentes micromecanismos de fratura, e correlacionar com a energia envolvida no processo de fratura, foram reproduzidas três condições de tratamento térmico do aço SAE 4340, visando obter micromecanismos de fratura característicos da ruptura dúctil e frágil. As superfícies de fratura foram geradas pelo ensaio de impacto charpy, ASTM A370, a temperatura ambiente. Com isso, através do método de reconstrução por extensão de foco na microscopia óptica, as superfícies de fratura foram reconstruídas, como resultado, foram obtidos mapas topográficos do relevo. A caracterização quantitativa da topografia foi realizada por meio da dimensão fractal, utilizando a abordagem monofractal, auto-similaridade, e bifractal que é calcada no conceito da auto-afinidade. As três condições de tratamento térmico foram eficazes, produzindo micromecanismos de fratura característicos da fratura dúctil, isto é, predominância de microvazios e da fratura frágil com predominância de clivagem. A abordagem monofractal se mostrou sensível a mudança de morfologia da superfície de fratura, no entanto, a sensibilidade foi pequena para morfo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The fracture surface morphology contains important information about the fracture process, such as the type of loading and the energy involved. In this context, quantitative fractography is a tool that allows qualitative and quantitative characterization of fracture surfaces. In order to evaluate the sensitivity of the fractal dimension in the characterization of different fracture micromechanisms and to correlate with the energy involved in the fracture process, three thermal treatment conditions of the steel SAE 4340 were reproduced in order to obtain fracture micromechanisms characteristic of the ductile and fragile fracture. The fracture surfaces were generated by the charpy impact test, ASTM A370, at room temperature. Thus, through the method of reconstruction by extension of focus in optical microscopy, the fracture surfaces were reconstructed, as a result, topographic maps of the relief were obtained. The quantitative characterization of the topography was performed through the fractal dimension, using the monofractal, selfsimilarity, and bifractal approach that is based on the concept of self-affinity. The three heat treatment conditions were effective, producing fracture micromechanisms characteristic of the ductile fracture, that is, predominance of microvoids and fragile fracture with predominance of cleavage. The monofractal approach was shown to be sensitive to change in fracture morphology, however, sensitivity was small for similar morphologies, in the distinction between quasi-cleavage and cleavage. On the other hand, in the bifractal approach the sensitivity of the fractal textural dimension was more expressive, evidencing the difference between quasi-cleavage and cleavage / Mestre

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T08:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:55:12Z : No. of bitstreams: 1 148945.pdf: 64301901 bytes, checksum: 927bfadb89e5c8060026be439b68325e (MD5) / Neste trabalho estuda-se o efeito de cinco diferentes composições da atmosfera de tratamento de nitretação por plasma sobre a microestrutura e o perfil de microdureza de três ligas ferrosas sinterizadas de amplo emprego comercial: o ferro puro, a liga Fe-1,5%Mo e o aço estrutural pré-ligado Fe-1,5%Mo-0,5%C. No ferro e no aço investiga-se também o efeito de três dessas misturas gasosas, com composições típicas de uso industrial, sobre a microtextura superficial e o comportamento mecânico em tração monotônica e em fadiga flexional, sob os pontos de vista quantitativo e fractográfico. Constata-se que os tratamentos por plasma ocasionam um aumento moderado na resistência e um deoréscimo na ductilidade à tração, bem como um inoremento significativo na resistência à fadiga dos materiais estudados, sobretudo no caso do tratamento com mistura gasosa contendo carbono. Tais alterações de propriedades mecânicas estão associadas à atuação de micromecanismos de fratura frágil na camada nitretada. Adicionalmente e para fins de comparação, descrevem-se as alterações causadas por tratamentos similares de nitretação por plasma na microestrutura e no comportamento à fadiga de um aço estrutural convencional altamente nitretável.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-16Bitstream added on 2015-05-14T16:59:07Z : No. of bitstreams: 1 000825266_20200120.pdf: 98338 bytes, checksum: f0dba0164d777f3f784873a6a5b2aadb (MD5) / O objetivo deste trabalho foi a produção e caracterização microestrutural, mecânica e fractografica de rochas sintéticas, obtidas por fabricação, a partir da mistura de resíduos dos pós de granito e vidro comercial. Esta pesquisa foi dividida em duas etapas. Na primeira etapa, a meta foi determinar a composição a ser utilizada na mistura e a temperatura de sinterização que produzisse uma rocha sintética com maior resistência mecânica e menor consumo de energia. Nesta fase foram definidas duas composições para produção das amostras: a primeira com massa de 1/3 de pó de granito, 1/3 de pó de vidro âmbar e 1/3 de pó de vidro transparente e uma segunda composição, com 60% de pó de granito, 30% de pó de vidro âmbar e 10% de pó de vidro transparente. Tais amostras foram sinterizadas em temperaturas que variaram de 800ºC a 1100ºC, e com base nos resultados obtidos pelo ensaio de flexão de três pontos, foi determinada para primeira composição, uma temperatura de sinterização de 850ºC e para a segunda 1050ºC. Na segunda etapa da pesquisa, aprofundou-se os estudos com relação às rochas sintéticas obtidas, realizando-se medidas de rugosidade, resistência a flexão, tenacidade a fratura pelo método SEVNB (Single-edge V-notch Beam), microdureza, molhabilidade e porosidade aparente. Além de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e análise termogravimétrica e calorimetria diferencial de varredura. Os resultados obtidos nesta segunda etapa foram comparados com o granito comercial andorinha e mostraram que as rochas sintéticas obtidas são altamente promissoras e viáveis. As rochas sintéticas produzidas a partir das duas composições, apresentam menores valores de molhabilidade e porosidade e maiores valores de tensão de ruptura à flexão e microdureza, quando comparados as amostras do gra... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / This paper was intended to produce and characterize synthetic rocks in a microstructural, mechanical and fractographic way. Such rocks were obtained from the mixture of commercial glass waste and granite powder. This research was divided in two steps: in the first one it was to determined the amount of materials used in the mixture and the sintering temperature in order to produce synthetic rocks with higher mechanical strength and lower energy consumption, while in the second the synthetic rocks were submited to some tests, such as roughness measurement, flexural strength, fracture toughness by the SEVNB method, hardness, wettability and apparent porosity. In this first step two compositions were defined in order to produce the samples. The first composition contained 1/3 of granite powder, 1/3 of ambar glass waste and 1/3 of transparent glass waste; the second one contained 60% of granite powder, 30% of ambar glass waste and 10% of transparent glass waste. It was also determined the sintering temperature: 850ºC for the first composition and 1050ºC for the second one. Other tests, such as: X-ray diffraction, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry were also performed. The results of the experiments in the second step were compared to andorinha, an ordinary kind of Brazilian gray granite and showed that synthetic rocks are very promising and viable. Synthetic rocks presented lower wettability and porosity values and higher flexural strength and hardness values, when compared to the samples of andorinha. It could be concluded that the first composition was the most relevant from the commercial point of view (1/3 of granite powder, 1/3 of ambar glass waste and 1/3 of transparent glass waste) for it presents higher flexural strength value and lower sintiring temperature value. This represents a considerable economic gain

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-06-03Bitstream added on 2014-12-02T11:21:15Z : No. of bitstreams: 1 000791854.pdf: 9070204 bytes, checksum: 5cd1c5066c13f232910db6eb9b15b825 (MD5) / A fractografia quantitativa é considerada uma importante ferramenta de investigação de falhas em materiais, pois proporciona uma série de informações relevantes a partir das superfícies de fratura, considerando as características microestruturais e os mecanismos de falha que governam a fratura do material. Por meio da análise quantitativa, buscam-se processos investigativos dinamizados e resultados mais precisos. Muitos autores têm proposto o uso de fractais na análise quantitativa de falhas estruturais. Dentro deste contexto, a superfície de fratura seria um fractal misto ou multifractal, porque a formação de sua topografia depende de variações microestruturais e do campo de tensões atuantes na ponta da trinca. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho é avaliar as relações entre tenacidade à fratura (modos I e II) e o comportamento fractal de materiais de diversas classes, avaliando a associação entre a ação de micromecanismos de fratura e a formação do relevo das superfícies de fratura. Os materiais utilizados foram compósito carbono/epóxi, resina fenol-formaldeído, titânia e aço 15-5PH, que foram ensaiados em diferentes modos de carregamento (ensaio DCB, ENF, SCB e KC) e em diferentes condições. A aquisição das imagens das superfícies de fratura foi feita com o uso de um microscópio óptico de reflexão e as topografias obtidas pelo método de reconstrução por extensão de foco. A dimensão fractal foi calculada usando-se o método box-counting, sendo, posteriormente, classificada como dimensão textural (Dt), que descreve um processo físico que controla a rugosidade da superfície, e dimensão estrutural (Ds), onde as características estruturais do material se emergem. Os resultados demonstraram que quando comparados os valores de tenacidade à fratura, nos modos I ou II de carregamento, com as ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Quantitative fractography is considered an important tool for investigating flaws in materials; it provides a lot of relevant information from the fracture surfaces, considering the microstructural characteristics and failure mechanisms that govern the fracture of the material. Through quantitative analysis, investigative processes can be more accurate, with justified conclusions. Many authors have proposed the use of fractals in quantitative analysis of structural failures. Within this context, the fracture surface would be a mixed fractal or multifractal, because the formation of its topography depends on microstructural variations and the field stresses acting at the crack tip. Thus, the main objective of this work is to evaluate the relationship between fracture toughness (mode I and II) and fractal behavior of various classes of materials, evaluating the association between the action of fracture micromechanisms and the relief formation of fracture surfaces. The materials used were carbon/epoxy composite, phenol formaldehyde resin, titania and 15-5PH steel, which were tested in different loading modes (test DCB, ENF, SCB and KC) and in different conditions. The acquisition of images of the fracture surfaces was performed using an optical microscope and reflection topographies obtained by extended depth from focus reconstruction method. The fractal dimension was calculated using the box-counting method, and subsequently classified as textural dimension (Dt), which describes a physical process which controls surface roughness, and structural dimension (Ds), where the structural characteristics of ... (Complete abstract click eletronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-14Bitstream added on 2014-06-13T20:13:01Z : No. of bitstreams: 1 barros_ra_me_guara.pdf: 2937652 bytes, checksum: 96299966d6e5455c90aa1ad1de8bdfc8 (MD5) / O presente trabalho estuda os mecanismos de desgaste envolvidos no deslizamento entre o par aço AISI/SAE 4340 com diferentes condições microestruturais e a liga bronze-alumínio 630. Além da aplicação geral na indístria, o estudo do desgaste proposto torna-se relevante por ser utilizado em trens de pouso de aeronaves. Neste estudo foi escolhido o ensaio tipo pino-disco para simular a situação real de desgaste. Os discos foram confeccionados a partir do aço AISI/SAE 4340 e os pinos foram feitos da liga bronze-alumínio 630. Para avaliar a influência da microestrutura do aço sobre o desgaste do pino, os discos foram tratados termicamente para a formação das estruturas martensítica e bainítica, que foram comparadas à estrutura ferrítica-perlítica, presente no material em sua condição como fornecido. As curvas de perda de volume em função da distância percorrida foram levantadas para três diferentes velocidades de ensaio: 0,5; 1,0 e 1,5 m/s. Nestas curvas foi selecionada a região de desgaste moderado (linear) para as análises comparativas entre as diferentes condições de microestrutura e velocidade. A partir destas curvas foi possível o cálculo da taxa de desgaste para cada par estudado. A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia eletrônica de varredura, por análise de EDS e por microscopia óptica. Os mecanismos de desgaste detectados são semelhantes para todas as condições microestruturais do disco. As imagens mostram que partículas do pino são deformadas sobre o disco, em forma de camadas, evidenciando o mecanismo de adesão. Para a maior velocidade de ensaio (1,5 m/s), surgiram trincas características de fadiga e evidências de delaminação. A taxa de desgaste por deslizamento foi ligeiramente mais acentuada no ensaio do pino em contato com o disco de microestrutura bainítica. Comparando a... / The present work studies the wear mechanisms involved in sliding between the pair AISI 4340 steel with different micro-structural conditions and 630 aluminium-bronze alloy. In addition to the general application in industry, the study proposed becomes relevant because of use of these materials in aircraft landing gears. For this study the test pin-on-disc was chosen to simulate the real situation of wear. The discs were made from AISI 4340 steel and pins were made of 630 aluminium-bronze alloy. To evaluate the influence of steel microstructure on wear of the pin, the discs were thermal-treated to obtain Martensitic and bainitic structures, which were compared to ferritic-pearlitic structure structure, present in the material in its condition as delivered. Curves of volume loss versus distance were raised for three different test speeds: 0.5; 1.0 and 1.5 m/s. In these curves was selected the region of moderate wear (linear) to the comparative analysis between the various conditions of microstructure and speed. From these curves it was possible to calculate the wear rate for each pair. The microstructural characterization was performed by scanning electron microscopy, EDS analysis and optical microscopy. The detected wear mechanisms are similar for all studied micro-structural conditions of the discs. The images show that particles of the pin are deformed on the disc surface, in form of layers, showing the mechanism of adhesion. For the higher test speed (1.5 m/s), there were cracks as characteristic of fatigue and evidences of delamination. The sliding wear rate was slightly higher for the pin in contact to the bainitic microstructure. By comparing the rate of wear for the three speeds, the test performed at a speed of 1.0 m/s showed a more critical condition, with higher values for the different disc structures