Submitted by Victor Hugo Albuquerque Rizzo (victor.rizzo@ufpe.br) on 2015-04-14T14:03:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Carlos Augusto Bezerra Júnior.pdf: 10473836 bytes, checksum: 1b8127d28f4c0048aa1bc467c4862c15 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-14T14:03:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Carlos Augusto Bezerra Júnior.pdf: 10473836 bytes, checksum: 1b8127d28f4c0048aa1bc467c4862c15 (MD5) Previous issue date: 2013 / A garantia da integridade estrutural dos equipamentos na indústria passa necessariamente pela determinação das condições dos materiais e de suas propriedades mecânicas. Hoje em dia exigem-se materiais com propriedades específicas que deixam de ser atendidas pelo uso isolado das ligas metálicas, cerâmicas e poliméricas. Temos como exemplo casos como os da indústria eólica, aeronáutica, náutica e de transporte que, necessitam de materiais com baixa densidade, resistentes a corrosão, resistentes ao impacto e rígido. Nesta linha de pensamento, cada vez mais pesquisadores estão investindo tempo e tecnologia em busca de matérias compósitos que garantam uma distribuição homogênea de fases no seu reforço. A Metalurgia do Pó (MP) vem se destacando na promoção de uma melhor distribuição do reforço na matriz em relação ao processo convencional de fundição, obtendo-se então materiais com melhores propriedades mecânicas, dureza e resistência ao desgaste. O objetivo principal desse trabalho é produzir compósitos de matriz de liga de alumínio AA 2124, reforçado por nitreto de silício (Si3N4), utilizando o processo de metalurgia do pó (MP) e técnica de moagem de alta energia. Para tanto utilizou-se a caracterização por microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), espectroscopia por dispersão de energia (EDS), difração a laser para avaliar e comparar as características de cada compósito, além de verificar as propriedades mecânicas inerentes. Os resultados de dureza apresentaram-se linearmente crescentes com o aumento da fração de reforço na matriz.

Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-06-08T22:40:47Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Jéssica Simões de Andrade.pdf: 3973394 bytes, checksum: 6b8ddd0c03c475c4a9a6eeab4afe7faa (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-08T22:40:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Jéssica Simões de Andrade.pdf: 3973394 bytes, checksum: 6b8ddd0c03c475c4a9a6eeab4afe7faa (MD5) Previous issue date: 2016-07-28 / CAPES / Os danos causados pela corrosão atingem custos extremamente altos e estão associados à substituição de estruturas e equipamentos corroídos; custos da produção interrompida ou reduzida; diminuição da vida útil dos equipamentos e medidas necessárias para evitar ou prevenir o problema. A corrosão ocorre devido às interações físico-químicas e microbiológicas entre o material e o meio a que se encontra exposto. Dentre os principais meios corrosivos, a água do mar destaca-se por ser um meio bastante complexo constituído de solução de sais, matéria orgânica viva, gases dissolvidos e matéria orgânica em decomposição. Quando a corrosão do material ocorre mediante a participação de micro-organismos, recebe a denominação de biocorrosão ou Corrosão Microbiologicamente Induzida (CMI). O alumínio é um dos metais não-ferrosos mais abundantes da crosta terrestre, o que favorece o seu uso em grande escala. Apesar de apresentar boa propriedade de resistência à corrosão, a adição de elementos de liga, utilizada para aumentar sua resistência mecânica, confere menor eficiência à esta propriedade. No presente trabalho foram avaliados os efeitos da biocorrosão na liga de alumínio 5052 causada por Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS) e Pseudomonas spp. em água do mar estéril. Corpos de prova previamente lixados #1200, medidos, desengordurados, pesados e esterilizados foram imersos em recipientes de vidro contendo quatro meios distintos, água do mar da Região do Porto do Recife estéril; água do mar estéril com adição de Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS); água do mar estéril com Pseudomonas spp. e água do mar estéril contendo BRS e Pseudomonas spp. Foram realizadas análises físico-químicas da água de entrada para caracterização de sua composição. O crescimento dos biofilmes formados sobre a superfície do material metálico foi avaliado através de análises periódicas de quantificação microbiológica e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) ao longo de 48 dias de imersão. O processo corrosivo envolvido, bem como a CMI, foram monitorados através de ensaios gravimétricos de perda massa para determinação da taxa de corrosão e ensaios eletroquímicos de Potencial de Circuito Aberto (PCA) e Polarização Linear. A caracterização das superfícies foi realizada através de microscopia óptica e MEV. Os resultados demostraram que a ação microbiológica ocasionou forte influência no processo de deterioração da liga de alumínio 5052. Valores de taxa de corrosão superiores foram observados pelos corpos de prova contendo Pseudomonas spp. isoladamente e taxas de corrosão mais baixas foram obtidas para o sistema contendo BRS. A análise dos biofilmes por MEV permitiu identificar bactérias isoladas e agregadas a EPS. Morfologia de corrosão localizada foi identificada para todos os sistemas estudados. Os resultados de potencial de circuito aberto mostraram valores de potencial iniciais mais negativos para os meios contendo BRS (isolada e em consórcio), sugerindo maior agressividade do meio para essas condições investigadas. Os ensaios de polarização evidenciaram que em tempos mais longos, os biofilmes formados podem promover um aumento na resistência à polarização, o que foi evidenciado pela redução da corrente anódica para o tempo de 15 dias. / Damage caused by corrosion reach extremely high costs and are associated with the replacement of corroded structures and equipment; costs of interrupted or reduced production; decrease the useful life of equipment and necessary measures to avoid or prevent the problem. Corrosion occurs due to physical, chemical and microbiological interactions between the material and the medium to which it is exposed. Among the major corrosive media, seawater stands out to be a very complex medium consisting of a salt solution, a living organic material, dissolved gases and decaying organic matter. When corrosion of the material occurs through the participation of micro-organisms, receives biocorrosion denomination or Microbiologically Induced Corrosion (MIC). Aluminium is one of the non-ferrous metals most abundant of the crust, which favors its use on a large scale. Despite showing good corrosion resistance property, the addition of alloying elements used to increase its mechanical strength, gives lower efficiency to this property. In the present study the effects of biocorrosion in 5052 aluminum alloy caused by sulfate-reducing bacteria (SRB) and Pseudomonas spp. in water sterile was evaluated Specimens previously polished #1200, measured, degreased, weighed and sterilized were immersed in glass containers with four different means of seawater the Port of Recife barren region; water sterile sea with addition of Sulfate Reducing Bacteria (SRB); water sterile sea with Pseudomonas spp .; and sterile water containing SRB in associated with Pseudomonas spp. Physico-chemical analysis of water intake were performed to characterize their composition. The growth of biofilms formed on the surface of the metal material was evaluated through periodic analysis of microbial quantification and Scanning Electron Microscopy (SEM) over 48 days of immersion. The corrosion process involved, as well as the MIC were monitored by gravimetric weight loss assays for determining the rate of corrosion and electrochemical tests Open Circuit Potential (OCP) and Linear Polarization. The characterization of the surfaces was performed under Optic microscopy and SEM. The results showed that the microbiological action caused strong influence in the process of deterioration of 5052 aluminum alloy. Higher corrosion rate values were observed for specimens containing Pseudomonas spp. isolated and lower corrosion rates were obtained for the system containing SRB. The analysis of biofilms by SEM identified bacteria isolated and aggregated EPS. Localized corrosion morphology was identified for all systems studied. The open circuit potential results showed more negative initial potential values for the containing media SRB (isolated and in a consortium), suggesting more aggressive the medium for these conditions investigated. Polarization tests revealed that for longer times, the formed biofilms may promote an increase in polarization resistance, which was evidenced by reduced anode current time for 15 days.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JUAN CARLOS GALVIS.pdf: 4226266 bytes, checksum: 0eae227198c4da35bbd08f40e2f3a569 (MD5) Previous issue date: 2016-03-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to develop a detailed study of an alternative technique for surface coatings of components or structures made aluminum alloys, using the friction surfacing process. Thus, the influence of deposition process parameters was evaluated as: traverse speed and rotational speed of consumable rod in mechanical properties and metallurgical deposits made. Due to the fact that the machine used is conventional, the axial force as a process parameter was not obtained directly on the machine. To this was used as a control parameter deposition rate, which is calculated from the relationship between the manual displacements in the Z-axis (Dz) of the machine table with the total time (t) of deposition. The experiments were performed using a conventional milling machine KONE KFE-3 / BR available by machining center of SENAI Ponta Grossa-Paraná capable of generating rotational speeds up to 4200 RPM and traverse speed in the table up to 800 mm/min. aluminum alloy rods were deposited AA6351-T6 on AA5052-H32 aluminum alloy substrates using simple type layer deposition (CS) and overlay (S). After execution of the friction deposition process, the deposits obtained were characterized with regard to geometry (length, width and thickness), followed by macro- and microstructure by the techniques of stereoscopic microscopy (EM), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and microanalysis by energy dispersive spectroscopy (EDS).Additionally, a microtexture analysis by EBSD technique in a scanning electron microscope with field emission (FEG-SEM) was carried out. In order to evaluate the mechanical properties along the thickness of deposits and especially the adhesion strength of the interface deposit /substrate and deposit / deposit microhardness tests and bending test at three points were conducted, respectively. The experimental results showed that the best combination of friction surfacing process parameters between traverse speed and rotational speed used had better interfacial adhesion strength of the deposits were: i) In the case of single layer deposits (CS),the deposit obtained with traverse speed of 240 mm/min and 3000 RPM rotational speed presented the best results and ii) In the case of the overlay type container (S), the best results were obtained with the traverse speed of 340 mm/min and 3000 RPM rotational speed / O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um estudo detalhado de uma técnica alternativa para recobrimentos superficiais de componentes ou estruturas fabricadas em ligas de alumínio, utilizando o processo de união por Deposição Superficial por Atrito (Friction Surfacing FS). Assim, foi avaliada a influência dos parâmetros do processo de deposição como: velocidade de avanço da mesa da máquina e velocidade de rotação da haste consumível nas propriedades mecânicas e metalúrgicas dos depósitos realizados. Em virtude da máquina utilizada ser convencional, a força axial como parâmetro de processo não foi obtida diretamente na máquina. Para isto, foi utilizado como parâmetro de controle a taxa de deposição, sendo este calculado a partir da relação entre o deslocamento manual no eixo Z (Dz) da mesa da máquina com o tempo total (t) de deposição. Os experimentos foram realizados utilizando-se uma máquina fresadora KONE KFE-3/BR disponibilizada pelo Centro de Usinagem do SENAI Ponta Grossa - Paraná com capacidade de gerar velocidades de rotação de até 4200 RPM e velocidades de avanço na mesa de até 800 mm/min. Foram depositadas hastes de liga de alumínio AA6351-T6 sobre substratos de liga de alumínio AA5052-H32 realizando deposições de tipo camada simples (CS) e sobrecamada (S). Após execução do processo de deposição por atrito, os depósitos obtidos foram caracterizados quanto a geometria (comprimento, largura e espessura), seguido de análises macro e microestruturais por meio das técnicas de microscopia estereoscópica (ME), microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microanálise por espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Adicionalmente, foi realizado uma análise de microtextura pela técnica de EBSD em microscópio eletrônico de varredura com emissão de campo (FEG-MEV). Com o intuito de avaliar as propriedades mecânicas ao longo da espessura dos depósitos e principalmente a resistência de adesão da interface depósito/substrato e depósito/depósito ensaios de microdureza e ensaios de dobramento em três pontos foram realizados, respectivamente. Os resultados experimentais mostraram que as melhores combinações de parâmetros de processo de deposição por atrito entre velocidade de avanço e velocidade de rotação usados que obtiveram melhor resistência de adesão interfacial dos depósitos foram: i) no caso dos depósitos de camada simples (CS), velocidade de avanço de 240 mm/min e velocidade de rotação de 3000 RPM e ii) no caso do depósito tipo sobrecamada (S), a velocidade de avanço de 340 mm/min e velocidade de rotação de 3000 RPM.

Aspersão térmica é um processo de produção de revestimentos com ampla aplicação industrial, utilizado na proteção de superfícies contra a corrosão e/ou o desgaste. Os setores aeronáutico e de moldes plásticos estão entre os que utilizam essa técnica para ampliação da vida útil de seus componentes. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do processo de deposição de revestimentos metálicos (1248 T - Co-28,5%Mo-17,5%Cr-3,4%Si e 1256 F - Co-28%Cr-4%W-3%Ni-3%Fe), cerâmicos (CRO 192 - Cr2O3-5%SiO2-3%TiO2 e 25030 - TiO2-8%Al2O3) e composto (1342 - WC-12%Co), aspergidos pelas técnicas de combustão por chama convencional (cerâmicos) e HVOF (metálicos e composto), no substrato constituído de uma liga de alumínio AA 7475 endurecida por precipitação, visando o melhoramento de suas características tribológicas (desgaste e corrosão), sem alterar as propriedades mecânicas. A influência do processo no substrato foi avaliada por meio de ensaios de microdureza Vickers, microestruturais e de composição química. A resistência ao desgaste foi avaliada por meio de ensaios de desgaste microabrasivo com esfera, com o uso de uma solução abrasiva de alumina (Al2O3). A avaliação da resistência à corrosão de revestimentos e substrato foi realizada por meio de ensaios de polarização potenciodinâmica em meio de NaCl 3,5%. A deposição dos revestimentos por aspersão térmica não afetou significativamente a dureza, composição química e microestrutura do substrato constituído pela liga de alumínio, tornando viável a aplicação dessa técnica a essa classe de ligas. Os revestimentos foram altamente eficientes na proteção do substrato contra o desgaste microabrasivo, sendo que o revestimento constituído de WC-Co (1342) apresentou o melhor desempenho dentre eles. Quanto à corrosão, todos os revestimentos apresentaram resistênciassuperiores a do substrato, tendo o revestimento Co-Cr-W-Fe-Ni (1256 F) apresentado o melhor desempenho geral. Portanto, os revestimentos produzidos por aspersão térmica são alternativas altamente promissoras para o melhoramento tribológico das ligas de alumínio envelhecidas, sem o comprometimento de suas características mecânicas. / The thermal spray process is used in the production of coatings with a wide range of industrial application such as protection of surfaces against corrosion and/or wear. The aircraft and plastic molds industries are among the ones that use this technique to increase the useful life of components. This work aimed to evaluate the influence of the deposition process of metallic (1248 T Co-28.5%Mo-17.5%Cr-3.4%Si and 1256 F Co-28%Cr-4%W-3%Ni- 3%Fe), ceramic (CRO 192 Cr2O3-5%SiO2-3%TiO2 and 25030 TiO2-8%Al2O3) and composite (1342 WC-12%Co) coatings, deposited by flame spray (for the ceramic) and HVOF (for the metallic and composite) techniques, on the substrate of precipitation-hardened AA 7475 aluminum alloy, intended to improve the tribological characteristics (wear and corrosion), without changing its mechanical properties. The influence of the process on the substrate was measured by Vickers microhardness, microstructural tests and chemical analyses. The wear resistance was evaluated by the calowear microabrasive test, using abrasive slurry of alumina (Al2O3). The corrosion resistance evaluation of coatings and substrate was carried out using the potentiodynamic polarization test in NaCl 3.5%. The coating deposition by thermal spray did not significantly affect the hardness, chemical composition and microstructure of the aluminum alloy substrate, establishing the feasibility of using this technique on this class of alloys. Coatings were highly efficient in protecting the substrate against microabrasive wear, where of the WC-Co (1342) coating showed the best performance among them. Also, the corrosion resistance of all coatings was higher than that of the substrate of which the Co-Cr-W-Fe-Ni (1256 F) coating presented the best overall performance. Therefore, the coatings produced by thermal spray are a highly promising alternative for the improvement of the tribological properties of aged aluminum alloys, without compromising its mechanical characteristics.

Este trabalho procurou identificar o defeito que ocorria no teste de estanqueidade de uma peça e apresentar a correlação entre o nível de porosidade encontrado no produto fundido com a liga de alumínio A356 e os processos de fusão e de manutenção sob temperaturas controladas, o teor de hidrogênio, o sistema de enchimento e de alimentação, obedecendo ao princípio de solidificação direcional e o posicionamento do modelo em relação à linha de divisão. Foram efetuadas algumas experiências com diferentes tempos de introdução de nitrogênio para a purificação do metal, com a inversão do modelo em relação ao plano de partição do molde, com a modificação das dimensões do sistema de enchimento, com a substituição dos massalotes laterais por outros com luvas exotérmicas e utilizando-se resfriadores. Tentou-se verificar os benefícios que os filtros cerâmicos proporcionam aos fundidos, principalmente quanto à diminuição do nível de porosidade, menor turbulência e maior capacidade de reter as inclusões e parte dos filmes de óxidos. Para comprová-los, propôs-se a fundição de peças, em moldes confeccionados pelo processo de areia à verde, com diferentes tipos de filtros cerâmicos nos canais de distribuição. As amostras foram analisadas no Laboratório Metalográfico do Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e no Laboratório de Metalurgia e de Materiais Cerâmicos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo. Após a análise dos resultados em microscópio óptico, microscópio eletrônico de varredura e em espectrômetro por emissão de energia observou-se que o problema está relacionado principalmente com a alimentação e a solidificação direcional e não somente com o teor de hidrogênio. / The objective of this work is to study the type of defect identified during the pressure tightness test of aluminum parts and to establish a relationship between porosity level of an A356 aluminum alloy and the production processes, hydrogen level, feeding system, and directional solidification. Different nitrogen blowing times, inversion of the mould pattern, relative to the partition line, changing of the feeding system dimensions, replacement of the lateral feeding by exothermic gloves and the use of chills where tested. Ceramic filters were also tested, in order to evaluate their influence on the formation of porosities and on the porosity level, through a decrease of turbulence and an increase in the capacity of retaining non-metallic inclusions and part of the oxide films. Casting was performed by the green sand process using different ceramic filters. The obtained parts were metallographicaly analyzed through optical and scanning electronic microscopy using also EDS analysis. The results showed that porosity is related with the feeding conditions and directional solidification besides the hydrogen content of the alloys.

Este trabalho descreve o conceito do processo uphill aplicado no tratamento térmico de ligas de alumínio. Uma técnica pouco difundida na literatura e com aplicações limitadas na indústria aeroespacial. É um processo também conhecido em inglês por deep freezing ou tri-cycle stress relieving. A técnica uphill é interessante do ponto de vista de redução de tensão residual, podendo atingir reduções maiores do que 80% como tem sido reportado na literatura. Este processo basicamente consiste em imergir a peça, depois da têmpera, em um ambiente criogênico, com o objetivo de obtenção de uma homogeneização da temperatura, seguido da transferência para uma câmara de vapor quente para obter um gradiente de temperatura, mantendo-se ainda as propriedades mecânicas obtidas com o tratamento térmico. Este trabalho mostra o desenvolvimento de um sistema uphill e a avaliação de propriedades mecânicas (tração, dureza e fadiga) e de corrosão. Os resultados mostraram que o sistema desenvolvido produziu gradientes térmicos elevados, responsável pelas reduções, de tensão e distorções. Com relação às propriedades mecânicas e resultados de corrosão, verificou-se que a técnica uphill traz benefícios quando comparada aos métodos tradicionais de têmpera e envelhecimento, com destaque o aumento de tenacidade à fratura e vida em fadiga sem perda significativa de resistência à corrosão, mantendo a linha de desempenho das têmperas com alta taxa de resfriamento. Embora com efeitos mais significativos para maiores espessuras, a técnica foi empregada com sucesso para peças de até ¼ pol. [6,35 mm]. / This work describes the concept of uphill process applied to heat treatment of aluminum alloys. Uphill applied in aluminum aerospace industry, but it is not very widespread in the techno-scientific literature. It is also a process known as \"deep freezing\" or \"tri-cycle stress relieving\". Uphill technique is much interesting from the point of view of residual stress reduction that can be higher than 80% as has been reported. This process basically consists of immersing the part in cryogenic bath, after quenching, getting homogenization and stabilization temperature of the part, followed by transferring for a hot steam chamber to obtain a temperature gradient. Stress reduction is obtained without deleterious effect in mechanical properties gained with the heat treatment. This work shows the development from a uphill system and the mechanical properties evaluation (tensile, hardness and fatigue) and corrosion. Results shown that the developed system can produce high thermal gradients generating stresses and distortion reduction. Related to mechanical properties and corrosion results, it was verified that the uphill technique brings benefits when compared to the traditional quenching and aging methods, highlighting the increase in toughness and fatigue life without meaningful loss of corrosion resistance and maintaining the performance when highest cooling rate is used. Although with more significant effect for thicker parts, this process was successfully applied for components up to ¼ pol.

Muitas especificações de engenharia, procedimentos de fabricação, inspeção e controle de qualidade já começam a exigir que a análise da tensão residual de determinado componente seja avaliada. Isto está se tornando tão corriqueiro quanto às exigências referentes às propriedades mecânicas. No país existem poucos laboratórios de pesquisa qualificados para execução destes ensaios e também é constatada uma preocupante falta de mão de obra qualificada. A relevância do estudo e pesquisas em tensões residuais, ressalta para o desenvolvimento científico, tecnológico e inovação nos processos de fabricação de componentes para a indústria. Novos ferramentais e instrumentações para a investigação de microestrutura dos materiais, disponíveis em laboratórios de pesquisas tanto em instituições governamentais como em instalações privativas necessitam de pesquisadores habilitados o que está associado à formação de pessoal especializado dedicado a medidas de tensões residuais, ao desenvolvimento de procedimentos experimentais e técnicas de preparação de amostras que envolvam extensometria. A tensão residual, em componentes metálicos e ligas, tem origem em decorrência de processos de fabricação (fundição, tratamento térmico, usinagem, conformação mecânica) pelo qual se obtém a conformação estrutural do componente desejado. Estudar a formação e arranjo dos campos de tensões residuais podem permitir, entre outros ganhos, a elaboração de simulações por modelagem matemática mais refinada. Assim pode-se inferir, com maior detalhamento o comportamento destes componentes somando ganhos na resiliência à fadiga, sobrevida, segurança e redução de custo operacional de equipamentos e máquinas. O uso de extensometria na investigação de tensões residuais em rodas na industria automotiva contribuirá para a formação de uma maior base de dados que permitirá obter softwares de simulação FEM, com melhor índice da relação com modelagem matemática com o componente físico real. / Many engineering specifications, manufacturing procedures, inspection and quality controls have begun to require that the residual stress analysis of a particular component is evaluated. This is becoming as common place as the demands on the mechanical properties. In the country there are few research laboratories qualified to perform these tests and also found a disturbing lack of skilled labor. The relevance of the study and research on residual stresses, stresses the development of science, technology and innovation in manufacturing components for the industry. New tools and instrumentation for the investigation of microstructure of materials available in research laboratories both in governmental institutions such as private facilities in need of qualified researchers which is associated with the training of specialists dedicated to measurements of residual stresses, the development of experimental procedures and sample preparation techniques involving gages. The residual stress in metal and alloy components arises as a result of manufacturing processes (casting, heat treatment, machining and mechanical forming) by which to obtain the structural form of the desired component. Study the formation and arrangement of residual stress fields may allow, among other gains, the development of mathematical modeling simulations more refined. Thus it can be inferred, in more detail the behavior of these components by adding gains in resilience to fatigue, survival, security and operational cost reduction of equipment and machinery. The use of strain gage in the investigation of residual stresses in automotive wheels contribute to the formation of a larger database that will allow for FEM simulation software, with a better index of mathematical modeling with respect to the real physical component.

Orientador: Michael John Brennan / Resumo: A independência funcional para indivíduos com deficiência motora é indispensável para a qualidade de vida, principalmente quando se considera tarefas como o autocuidado (incluindo a higiene pessoal), as transferências e locomoção. Essa pesquisa apresenta um triciclo inovador para pessoas com paraplegia ou alguma deficiência motora dos membros inferiores, desenvolvido com duas forma de acionamento: cíclico manual (handbike) e elétrico. A estrutura tubular foi elaborada com liga de alumínio 6063 - T5. A plataforma ANSYS Academic versão 19.2 foi empregada para uma análise estrutural do chassi do equipamento. O chassi foi submetido num ensaio de carregamento estático progressivo de até 1200 N aproximadamente. O deslocamento onde apoia os pés do usuário foi medido por um relógio comparador de precisão de 0,01 mm. O deslocamento da plataforma inferior de apoio dos pés apresentou uma divergência de aproximadamente 4% se comparado com os dados obtidos pela plataforma ANSYS. Assim, validando a análise teórica pela plataforma ANSYS e confirmando que a estrutura fabricada por dobramento e solda TIG suporta com segurança um usuário de até 100 kg. Parâmetros relacionados ao sistema elétrico de acionamento do motor brushless de 1000 W foram obtidos por meio de sensores de corrente e voltagem, assim como parâmetros de desempenho mecânico foram obtidos empregando uma célula de carga de fundo de escala de 2kN para análise de força de tração e um sensor de velocidade. Os resultados indicam uma... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Functional independence for individuals with motor disabilities is essential for quality of life, especially when considering tasks such as self-care (including personal hygiene), transfers and locomotion. This research presents an innovative tricycle for people with motor deficiency of the lower limbs, developed with two forms of drive: manual cyclic (handbike) and electric. The tubular structure was made with 6063 - T5 aluminum alloy. The ANSYS Academic version 19.2 platform was used for a structural analysis of the equipment chassis. A static loading test of up to 1200 N was performed on the chassis. The deformation of support the user's feet was measured by a dial gauge with a 0,01 mm precision. The deformation of the lower footrest platform showed a divergence of approximately 4% when compared to the data obtained by the ANSYS platform. Thus, validating the theoretical analysis by the ANSYS platform and confirming that the structure manufactured by TIG welding safely supports a user of up to 100 kg. Parameters related to the electric drive system of the 1000 W brushless motor were obtained by means of current and voltage sensors, as well as mechanical performance parameters were obtained employing a load cell of 2kN for force analysis and a speed sensor. The results indicate an energy efficiency of the equipment of up to 92%. The maximum strength of the equipment is 500 N, which makes it possible to perform a climb with slope of 20º, approximately considering a user of 8... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Muitas especificações de engenharia, procedimentos de fabricação, inspeção e controle de qualidade já começam a exigir que a análise da tensão residual de determinado componente seja avaliada. Isto está se tornando tão corriqueiro quanto às exigências referentes às propriedades mecânicas. No país existem poucos laboratórios de pesquisa qualificados para execução destes ensaios e também é constatada uma preocupante falta de mão de obra qualificada. A relevância do estudo e pesquisas em tensões residuais, ressalta para o desenvolvimento científico, tecnológico e inovação nos processos de fabricação de componentes para a indústria. Novos ferramentais e instrumentações para a investigação de microestrutura dos materiais, disponíveis em laboratórios de pesquisas tanto em instituições governamentais como em instalações privativas necessitam de pesquisadores habilitados o que está associado à formação de pessoal especializado dedicado a medidas de tensões residuais, ao desenvolvimento de procedimentos experimentais e técnicas de preparação de amostras que envolvam extensometria. A tensão residual, em componentes metálicos e ligas, tem origem em decorrência de processos de fabricação (fundição, tratamento térmico, usinagem, conformação mecânica) pelo qual se obtém a conformação estrutural do componente desejado. Estudar a formação e arranjo dos campos de tensões residuais podem permitir, entre outros ganhos, a elaboração de simulações por modelagem matemática mais refinada. Assim pode-se inferir, com maior detalhamento o comportamento destes componentes somando ganhos na resiliência à fadiga, sobrevida, segurança e redução de custo operacional de equipamentos e máquinas. O uso de extensometria na investigação de tensões residuais em rodas na industria automotiva contribuirá para a formação de uma maior base de dados que permitirá obter softwares de simulação FEM, com melhor índice da relação com modelagem matemática com o componente físico real. / Many engineering specifications, manufacturing procedures, inspection and quality controls have begun to require that the residual stress analysis of a particular component is evaluated. This is becoming as common place as the demands on the mechanical properties. In the country there are few research laboratories qualified to perform these tests and also found a disturbing lack of skilled labor. The relevance of the study and research on residual stresses, stresses the development of science, technology and innovation in manufacturing components for the industry. New tools and instrumentation for the investigation of microstructure of materials available in research laboratories both in governmental institutions such as private facilities in need of qualified researchers which is associated with the training of specialists dedicated to measurements of residual stresses, the development of experimental procedures and sample preparation techniques involving gages. The residual stress in metal and alloy components arises as a result of manufacturing processes (casting, heat treatment, machining and mechanical forming) by which to obtain the structural form of the desired component. Study the formation and arrangement of residual stress fields may allow, among other gains, the development of mathematical modeling simulations more refined. Thus it can be inferred, in more detail the behavior of these components by adding gains in resilience to fatigue, survival, security and operational cost reduction of equipment and machinery. The use of strain gage in the investigation of residual stresses in automotive wheels contribute to the formation of a larger database that will allow for FEM simulation software, with a better index of mathematical modeling with respect to the real physical component.

Materiais compostos de matriz metálica (CMM) vêm sendo estudados para diversas aplicações. Entretanto, pouco estudo é apresentado na sua confecção a partir de materiais reciclados. Este trabalho teve como objetivo a caracterização de um material composto de matriz metálica (CMM), utilizando material reciclado como matéria prima. Foram usados aparas de chapas de liga de alumínio 2024 descartados para a matriz e carbeto de silício (SiC) como reforço, sendo a produção realizada através do processo de fabricação com base na técnica de conformação por spray para possível aplicação em componentes automotivos. Foi realizado o tratamento térmico do material e a caracterização, determinando as propriedades de dureza, resistência mecânica, resistência ao desgaste, MEV e EDS. Foram ensaiadas amostras do material composto fundido e extrudado, bem como de ferro fundido de uma peça automotiva e da liga de alumínio 2024. Observou-se que o CMM ainda precisa de melhorias no processo de produção para obter propriedades de dureza e resistência que permitam que ele possa ser usado como um substituto para o ferro fundido, porém o mesmo apresentou melhores propriedades quando comparado com o material da matriz. / Metal matrix composites (MMC) have been studied for several applications. However, little study is presented in its manufacture from recycled materials. This study aimed to characterize a metal matrix composite (MMC), using recycled material as raw material. Were used aluminum alloy 2024 plates clippings discarded for the matrix and silicon carbide (SiC) as reinforcement, being the production accomplished through the manufacturing process based on the technique of spray forming for possible application in automotive components. The thermal treatment and the characterization of the materia was accomplished, determining the properties of hardness, mechanical strength, wear resistance, SEM and EDS. Were tested samples of the cast and extruded composite material, as well as cast iron of an automotive part and aluminum alloy 2024. It was observed that the MMC still needs improvements in the production process to obtain properties of hardness and strength that allows it to be used as a substitute forcast iron, but it presented better properties when compared with the matrix material.