Este trabalho tem como objetivo investigar a técnica de termografia ativa pulsada de reflexão, aplicada para detecção e dimensionamento de descontinuidades subsuperficiais em tubulações e juntas coladas tipo luva, fabricadas em material compósito ERFV (resina epóxi reforçada com fibra de vidro). Foram variados parâmetros práticos de ensaio para se estudar um possível procedimento que possa ser aplicado em campo; e estes foram discutidos em relação à base teórica da técnica, para melhoria de detectabilidade no que concerne a contraste e definição. As descontinuidades nos corpos de prova simulavam perda de espessura em tubulações de transporte de água industrial e falta de adesão/adesivo em juntas coladas dessas mesmas tubulações. O dimensionamento das descontinuidades também foi investigado, em referência a um método tradicional da bibliografia. Outro método foi proposto para se estimar o volume das descontinuidades de perda de espessura em tubos, levando em conta as curvas de resfriamento características de regiões com e sem defeito e diferenças entre elas, a partir de análise de perfil de linha dos termogramas digitalizados. A área superficial de descontinuidades planares nas juntas coladas foi calculada com auxílio de programas de processamento de imagens, de maneira simples e rápida. Tanto o método tradicional quanto o das integrais de curvas de resfriamento geram uma curva de calibração específica que se restringe ao corpo de prova e à condição única e particular do ensaio. / This work aims to investigate the technique of pulsed thermography in reflection, applied for detection and sizing of sub-surface discontinuities in pipes and adhesivebonded joints made of composite material GFRE (glass fiber reinforced epoxy). Practical parameters were tested to study a possible procedure that could be applied in in-service pipes, and these were discussed according to the theoretical basis of the technique, for detection improvement (contrast and resolution). The discontinuities in the samples simulated loss of thickness in industrial water pipes and lack of adherence/adhesive in adhesive-bonded joints. The discontinuities dimensions have been investigated in reference to a traditional method of literature. Another method was proposed to estimate the volume of the discontinuities of loss of thickness in pipes, taking into account the characteristics of cooling curves of regions with and without defects and the differences between them, from analysis of line profile of the scanned thermograms. The surface area of planar discontinuities in bonded joints was calculated using a program for image analysis, in a simple and fast way. Both the traditional method as the curves of cooling integral one generate a specific calibration curve which is limited to the sample and the unique and particular condition of test.

Pela velocidade e facilidade de inspeção, o ensaio não destrutivo de termografia ativa pulsada vem emergindo como uma nova ferramenta para avaliação da qualidade da adesão de juntas coladas de tubos confeccionados por materiais compósitos. No entanto, na indústria do petróleo pouco se conhece dessa técnica, sendo a indústria aeroespacial a maior detentora da tecnologia. Dessa forma, este trabalho tem por objetivo estudar alguns parâmetros do ensaio termográfico, avaliando os parâmetros físicos do ensaio e propondo alguns métodos de avaliação dos resultados. Neste sentido, quatro corpos de prova, com descontinuidades conhecidas, foram confeccionados em plástico reforçado por fibra de vidro e o ensaio de termografia foi realizado, avaliando a distância da câmera termográfica, tempo de estímulo térmico, forma de aplicação do estímulo térmico e parâmetros de escala de temperaturas da câmera termográfica. Foi percebido que esses parâmetros influenciam diretamente na resolução dos termogramas. Foram desenvolvidos, também, quatro métodos computacionais de tratamento de dados, com objetivo de melhorar a detectabilidade das descontinuidades presentes nos corpos de prova. Bons resultados foram obtidos com esses métodos, porém maiores desenvolvimentos devem ser feitos para a sua aplicação em inspeções no campo. / Active Pulsed Thermography has been emerging as a new technique of non destructive testing to evaluate bonded joints of pipes fabricated with composite materials. Currently, oil and gas industry has little knowledge in this field, being the aeronautic industry the largest user of this technology. Thus, this study aims to investigate some parameters of the active pulsed thermography test, in special its physical parameters and new mathematical methods to evaluate its results. Accordingly, four specimens, taken from composite pipes, were produced with known machined defects and evaluated by active pulsed thermography under different test conditions. It was observed that these parameters affect directly the quality of the results. Also, it were developed four computational methods aiming to improve the detectability of discontinuities. The new methodology show promises results, but further studies should be made prior to its application in real inspection cases.

O uso da bicicleta tem sido difundido, tanto para atividades de lazer quanto para a prática de esportes. Este meio de transporte tem ocupado grande espaço na sociedade, principalmente naquelas mais numerosas - Índia e China, por exemplo. Da segunda metade do século XX para o presente, o estudo da fadiga ganhou relevância para buscar o entendimento/explicação para algumas falhas catastróficas que ocorreram neste período. O ciclismo não poderia ser diferente, acompanhou a evolução, tanto de técnica quanto de materiais. Apesar deste desenvolvimento algumas estruturas - quadros de bicicleta sofrem falhas durante o uso, apresentando trincas ou até mesmo entrando em colapso súbito. Os esforços gerados durante a prática do ciclismo de estrada diferem daqueles gerados durante a prática do mountain bike. Tendo como ponto de partida um quadro de bicicleta que falhou – trincou, no desenvolvimento do trabalho simula-se um carregamento capaz de avaliar a resistência da junta soldada de fácil reprodução em teste, retratando uma condição de uso. O comportamento da estrutura com o carregamento proposto foi simulado utilizando a técnica de elementos finitos. A tensão máxima localizada coincidiu com o ponto em que surgiu a falha no quadro analisado, a magnitude da tensão naquele ponto também foi avaliada. Aplicando-se o procedimento de cálculo para a vida em fadiga de uma estrutura, obteve-se um resultado de tensão que atingiu 40% do valor necessário para desencadear o processo – fadiga, naquele ponto. A análise confrontou a resistência do projeto com o carregamento proposto para verificar sua capacidade para absorver esforços da ordem ou superiores ao analisado. Sabe-se que ciclistas mais radicais poderiam valer-se da combinação deste carregamento com outras situações onde a massa do ciclista pode facilmente ser amplificada por efeitos dinâmicos, altas velocidades e obstáculos diversos. Esta condição adversa é complexa para ser reproduzida em uma simulação porque se desconhecem os valores relativos às deformações, assim como as velocidades, ângulos e movimentos que o ciclista possa estar realizando durante este tipo de uso, comumente verificado durante a prática do esporte – mountain bike. / The bicycle use has been diffused among the population in general, the people started to see it as a way of transport. It has been used both for transportation and for professional cyclists who use it as tool to reach their goals or to win bicycle races. The evolution, both on materials and cycling/bike riding techniques in the second half of last century has changed. In the other hand, fatigue cases which follow some disasters got some relevancy. The first goal was to find some explanation for what happened and how to avoid the problem – the crack, or in some cases the disaster. The cyclism followed the evolution, both on materials, on the road bikes and off-road bikes. Actually many riders know that some samples of bike frames have failed during use or even worse the crack appeared and the frame broke down suddenly. The discussion concerning the bicycle frame resistance doesn’t look finished. The cyclists demands are different. The loads encountered during cycling can be very different comparing on and off-road bikes – Road and Mountain Bike. The start point for the present work involved a sample of a Mountain Bike frame which had failed. The work development was to propose a kind of load which could test the fatigue strength of the material analyzed. The load proposed should be easy to simulate in finite element analysis – FEA, and it must reproduce a normal use condition. The the load were defined, the structure were simulated using a specific software – FEA. Finite element analysis. After the test the responses were collected. The primary goals were to find the location of the main tensile and its measurement in the frame. It coincided exactly with the crack in the real bike frame. Using the normal procedure to predict the fatigue life in the welded joint, the result reached 40% of the fatigue resistance for that joint, considering the load applied. The analysis compared the project resistance to the load to check its capacity to absorb loads igual or above the one which were used. Some riders that are more strength, those who can apply more than the load proposed or even those who are more radical in their way of riding could use the combination of these situations making the load easly amplified by dynamics effects, bumps and high speed for example. This hard condition of use is complex to be reproduced because there isn’t any information concerning strain, speed, angles and the montion that the rider could do when riding a mountain bike.

Submitted by João Arthur Martins (joao.arthur@ufpe.br) on 2015-04-16T18:52:34Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_DIEGO 05-04-2014 (1).pdf: 2779613 bytes, checksum: 742c6279e64c289d647bb2bbb3b9d135 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-16T18:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_DIEGO 05-04-2014 (1).pdf: 2779613 bytes, checksum: 742c6279e64c289d647bb2bbb3b9d135 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq / A busca na otimização dos processos construtivos para a indústria de petróleo e gás é uma preocupação sempre crescente por parte dos executores, visando principalmente ganhos em competitividade através do trinômio prazo, preço e qualidade.O objetivo destapesquisa é simular tensões residuais em juntas soldadas através do software SYSWELD e comparar os resultados com as medições obtidas em um corpo de prova de produção para qualificação de procedimento de soldagem, segundo o código ASME IX. As torres de destilação, atualmente em operação nas diversas unidades de refino de petróleo, são normalmente fabricadas em chapas de aço carbono (casco) com a aplicação de um revestimento do tipo “lining”, utilizando-se chapa de aço inoxidável, unidas através de cordões de soldas contínuos. Após um determinado período de operação de umaunidade surgem trincas na zona termicamente afetada (ZTA) neste revestimento. Experimentos realizados em outros trabalhos acadêmicos, onde foiutilizado um aço inoxidável AISI 317L como “lining” ao invés do aço inoxidável 316L, então usado, têm apresentado bons resultados para as juntas soldadas sem a ocorrência de trincas na ZTA ou no MS. A metodologia aplicada para a solução do problema foi realizar a soldagem de um corpo de prova (CP) com revestimento “lining”, usando osprocessos de soldagem FCAW-G e SMAW, em posição de soldagem equivalente ao casco da torre de destilação, e coletar as variáveis essências do procedimento (corrente, tensão e velocidade de soldagem médias), afim de constituir os inputs para a simulação computacional. Após realizar a soldagem do CP simular um ensaio de fadiga térmica no CP com temperaturas variando de 400°C (673 K) a 300°C (505 K) por um período de 0,5 hora, durante 3 ciclos, constituindo uma batelada e resfriar no forno até atingir a temperatura ambiente. Realizar uma inspeção visual nas juntas e aplicar um ensaio por líquido penetrante, com a finalidade de detectar trincas na ZAT e no MS. Os resultados obtidos pela simulação computacional, utilizando o aporte térmico induzido pelo processo de soldagem, mostraram-se satisfatórios e coerentes com os resultados experimentais. Desta forma foi demonstrada a eficiência da metodologia para obtenção das propriedades mecânicas na soldagem desses revestimentos “lining” com a alteração proposta. Assim, a simulação computacional pode seruma ferramenta importante para o projeto de juntas soldadas, podendo antecipar resultados de possíveis descontinuidades neste tipo de revestimento para equipamentos da indústria de Petróleo e Gás.

Orientador : Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T22:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zampolli_DaniellaMachado_M.pdf: 8042922 bytes, checksum: 53f345f393039164e10eb600d4054058 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho, procurou-se encontrar as melhores junções soldadas, de alumínio e cobre, por ultra-som e por resistência a ponto, através de uma otimização destes processos, com o emprego de um planejamento fatorial completo e do método estatístico da superficie de respo_ Posteriormente, realizou-se uma comparação entre as propriedades especificadas para a peça, resistência ao cisalhamento, resistência ao arrancamento e resistência elétrica. Os materiais utilizados foram as ligas de alumínio AA1100-0e de cobre C1O200, a partir das quais soldou-se as junções alumínio/alumínio, cobre/cobre e alumínio/cobre, utilizadas em um mancal porta-escovas, fabricado pela empresa Robert Bosch do Brasil. Os resultados obtidos mostraram que, de um modo geral, o processo de ultra-som gerou as junções mais apropriadas para aplicação na peça, além de outras vantagens mais específicas complementares, como maior facilidade, rapidez de soldagem e condições de trabalho menos severas ao operador. As junções alumínio/alumínio foram soldadas por ambos os processos, tendo-se obtido resultados bastante próximos. Quanto às junções cobre/cobre e alumínio/cobre, a soldagem mostrou-se válida através do processo de ultra-so_ enquanto que o processo por resistência não foi apropriado para os tipos de materiais utilizados. Para todas as soldagens, as ferramentas estatísticas utilizadas trouxeram resultados confiáveis, já que apresentaram embasamento teórico / Abstract: In this work, the objective was to find the best junctions welded by the ultrasound and the spot resistance welding processes, through an optimization of their main parameters, employing a complete factorial planning and the statistic method of the surface response. Lately, it was performed a comparison among the specified properties for the unions, shear resistance, peel resistance and electric resistance. The utilized materials were the alluminum AAII00-0 and the copper CI0200 alloys, with which the unions alluminumlalluminum, copper/copper and alluminumlcopper were welded, and which are employed in an automotive electric part, produced by the Robert Bosch do Brasil company. The obtained results showed that, in a general way, the ultrasound process produced the most applicable junctions for the part, and also other more specific complementary advantages, like an easier, cleaner and faster welding and some less severe work conditions for the worker. The junctions alluminumlalluminum were welded by both processes, being the results very close one to the other. For the junctions copper/copper and alluminumlcopper, the welding was successful through the ultrasound process, while through the resistance process, the results with the employed materials were not satisfactory. The studied statistical tools brought trustful results for all the experiments, since they were based in theoretical concepts / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Nilson Tadeu Mascia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-29T04:15:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nicolas_EliasAntonio_M.pdf: 5113157 bytes, checksum: 73d7e5037dae31c089dc45c81e9645ff (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Esta pesquisa se refere ao estudo do comportamento mecânico de conectores empregados em estruturas mistas de concreto e madeira, estruturas estas normalmente utilizadas em construções civis tais como pontes, pisos e coberturas residenciais. Neste sentido, foi realizado um estudo teórico-experimental sobre os conectores onde se determinou o valor do módulo de deslizamento (K) através de curvas cargas x deslizamentos obtidas a partir ensaios de laboratório. Os corpos-de-prova foram moldados simetricamente, com um elemento central de concreto unido por meio de conectores a dois elementos laterais de madeira. Foram utilizados pregos e parafusos como conectores discretos e cola epóxi como conector contínuo. A partir da análise dos resultados obtidos, pode-se constatar que as ligações com pregos e parafusos apresentaram deslocamentos relativos entre as partes de concreto e madeira bastante significativos, enquanto que na ligação por epóxi, estes deslocamentos foram pequenos. Neste contexto, o comportamento mecânico das ligações pregadas ou parafusadas pode ser considerado como flexível e das ligações coladas como rígido / Abstract: This research is related to the study of the mechanical behavior of connectors used in concrete-timber composed structures, that are normally used in civil buildings such as bridges, floors and coverings. In this direction, a theorical-experimental study was carried out on the connectors where it was determined the value of the slip modulus (K) by means of load-slip curves obtained from laboratory tests. The specimens were molded simmetricaly, with a central element of concrete joined by connectors to two lateral elements of timber. Nails and screws were used as discrete connectors and epoxi glue as continuos ones. From the analysis of the obtained results it can be evidenced that connection with nails and screws were presented relative slip between the parts of concrete and timber sufficient1y significant, while that in the connection epoxi, these slips were small. Is this context, the mechanical behavior of nailed or screwed connection can be considered as flexible and of glued one as rigid / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador : Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:46:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CooperOrdonez_RobertEduardo_M.pdf: 1839449 bytes, checksum: ccdd9f96d5d2ddcbef7403955ddfdcff (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:43:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SantosNeto_NorivalFerreirados_M.pdf: 8510396 bytes, checksum: 996d637fbee05ccb396d0ad27de58d76 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:44:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrino_MarcilioHaddad_M.pdf: 20444190 bytes, checksum: 7b3a4428e7e6b444d2952dbdcca75497 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Técnicas com geração de ondas ultra-sônicas são não destrutivas e são baseadas na dependência da velocidade destas ondas em relação a variação da deformação elástica do material na direção em que elas se propagam ou perpendicular a esta. O presente estudo investigou a possibilidade de aplicação do método ultra-sônico para a avaliação de tensões em juntas soldadas de placas de Aço API 5L X65 e Aço API 5L X70, e para a determinação da relaxação em placas de aço API 5L X70. Para a medição destas tensões foram utilizadas Ondas Longitudinais Criticamente Refratadas (Ler). A sensibilidade dessas ondas é maior quando a tensão de interesse é uniaxial e é aplicada paralelamente à direção de propagação. Dez placas de aço API 5L X65 e vinte placas de API 5L X70 foram ensaiadas para a determinação das tensões longitudinais nas juntas soldadas. Essas placas foram soldadas duas a duas e foram medidas após soldagem e após o alívio de tensões. A diferença foi atribuída às tensões pré-existentes. Os resultados mostram um perfil de tensão residual coerente com a literatura, mostrando uma área de tração na região da solda, tendendo ao valor nulo longe desta. A investigação da relaxação para chapas de aço API 5L X70 mostrou um decréscimo médio da tensão residual ge cerca 350 MPa depois de dezoito dias. Ambas as aplicações mostraram que o método ultra-sônico pode ser utilizado na avaliação de tensões, atendendo plenamente aos objetivos do trabalho / Abstract: Techniques with generation of ultrasonic waves are non destructive and are based on the dependence of the speed of these waves in relation to the variation of the elastic deformation of the material in the direction of their propagation or perpendicular to it. The present study investigated the possibility of application of the ultrasonic method to evaluate stresses in welded joints in plates of Steel API 5L X65 and Steel API 5L X70, and to determina te of the stress relaxation in plates of steel API 5L X70. Longitudinal Critically Reftacted Waves (Lcr) were used to measure the stresses. The sensibility of those waves is larger when the stress of interest is uniaxial and the 1000 is applied parallel to the propagation direction. T en plates of steel API 5L X65 and twenty plates of API 5L X70 were tested for the determination of the longitudinal stresses in the welded joints. Those plates were welded in pairs and they were measured after welding and after the stresses relief the difference was attributed to the residual stress. The results show a profile of residual stress coherent with the literature, showing a traction area in the area of the welding, tending to the null value far away ftom this. The investigation of the relaxation for steel plates of API 5L X70 showed a decrease - of the residual stresses of about 350 MPa after eighteen days. Both applications showed that the ultrasonic method can be used in the evaluation of stress, fully assisting to the objectives of the work / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Engenharia Mecanica

Orientador: Itamar Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T17:22:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LombelloNeto_Amador_M.pdf: 13040046 bytes, checksum: 21ff8ae12a614e317c6ef784acbe59d8 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Barras de Si3N4 foram brasadas com liga de Ag-Cu-Ti em vácuo à temperatura de 855°C. por 10 min. Variou-se a espessura da camada de liga de brasagem entre 50 e 100um. Foram feitos, análise semi-quantitativa da região de junção para levantamento da distribuição dos elementos após brasagem, imagens de raio-X para mapeamento dos elementos, ensaio de flexão em 4 pontos e fractografia. Notou-se urna descontinuidade entre as camadas interfaciais metálicas na espessura de 100um. Observou-se que o cobre e a prata não reagem com a cerâmica, mas o metal ativo, neste caso o titânio, difunde-se quase por completo na região da interface metal/cerâmica, com brusca queda de concentração para distâncias maiores de 10um. da cerâmica, comprovando a eficiência do titânio na molhabilidade do substrato cerâmico. A existência de titânio em pontos distantes da interface, mesmo que em pequenas concentrações, leva a crer que o tempo de brasagem não foi suficiente para a difusão completa do elemento para a região da interface. Os ensaios de flexão foram realizados à temperatura ambiente e sem preparação dos corpos de prova pós-brasagem. Os níveis de resistência à flexão do material brasado foram da ordem de 50% da resistência da cerâmica monolítica. Partículas alongadas de nitreto de silício foram encontradas na região metálica da junção metal/cerâmica, estas partículas podem ser atribuídas a destacamentos na interface cerâmica no processo de brasagem, ou ainda, ao processo de polimento pós-brasagem. Imagens de raio-X mostram que a concentração de Ti nestas partículas é pronunciada / Abstract: Hot-pressed Si3N4 was joined using an active metal brazing filler metal at 1128 K (855°C) for 1O min. in vacuum for 2 different widths of metallic layer, 50 and 100um. A semi-quantitative analysis of joint region, X-ray images for mapping of elements, four-bend test and fractography have been done. The strength of the monolithic ceramic tested in the same apparatus of four-bend test has demonstrated values up to 200MPa at room temperature. The joint region was examined on a SEM on EDX mode. A discontinuity observed throughout the metallic layers suggests that pressure required to contact parts to be joined becomes very important when the process is based in a multi-layer metallic brazing filler. The 4 point bending tests were done without surface preparation. The copper and silver alloys do not react with the ceramic, but the active metal, titanium in this particular case, diffuse almost completely in the metal/ceramic interface region, varying greatly the concentration beyond 10um. of the ceramic interface within the metallic filler, evidencing the wettability of this element on the ceramic substrate. The existence of titanium in distant sites of the metal/ceramic interface, even in small concentrations, make believe brazing time was not enough to complete diffusion of the element to the interface's region. The results indicate a final joint strength values up to 50% of the monolithic one. Elongated particles of silicon nitride were found in the metallic region of the metal/ceramic joint. These particles could be attributed to detachment of Si3N4 from the ceramic interface in the brazing processo X-ray images show concentrations of Ti in these particles / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica