Multi-ribbed serpentine belt is the core of the automotive accessory drive system, which distributes the engine power to other auxiliary systems of the car. Development of a belt life model is of a significant importance to the accessory drive system manufacturers, in order to prevent any premature failures of these belts. However, any numerical analysis on the belt life is heavily dependent on gaining an understanding of stress distribution in the belts under the operational loading conditions. The presented work demonstrates a new systematic approach for determining the hyperelastic material parameters of rubber with specific application in Finite Element Analysis (FEA) of serpentine accessory drive belts. This new approach can be used as a stand-alone tool by manufacturers to determine the stress distribution in the belt under operational conditions; the results of which can be applied to assess the life of accessory drive belts, in a relatively short time.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06480.pdf: 11629965 bytes, checksum: bb8ef426792486d33f67cd7e2123cc6a (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientador: Marcia Rita Fernandes Machado / Banca: Maria Aparecida de Alcântara / Banca: Hélio Takachi Okuda / Banca: Gilson Hélio Toniollo / Banca: Marcos Lania de Araújo / Resumo: O objetivo desta investigação foi descrever o comportamento mecânico e as características histológicas de peritônio da paca (Agouti paca) a fresco e conservado em glicerina a 98%. Amostras frescas e conservadas em glicerina por períodos de 30, 60 e 90 dias foram submetidas a testes mecânicos de tração, e também caracterizadas pelos seus aspectos histológicos e microscópicos , utilizando-se microscopias de luz e eletrônica de varredura. Quatro animais adultos, machos e fêmeas, com peso corporal médio de 8 quilogramas, foram utilizadas para colheita de amostras de peritônio. Não foram observadas diferenças significativas na integridade estrutural e ultraestrutural dos elementos que constituem as amostras a fresco e conservadas em glicerina. Evidenciou-se, portanto, células mesoteliais e tecido conjuntivo (ou conectivo) sem grandes alterações. Todos os tecidos conservados em glicerina a 98% apresentaram diminuição na rigidez e aumento na ductibilidade e tenacidade, similarmente às amostra de bovinos. Pode-se concluir que a glicerina é uma substância eficiente para a conservação de membranas biológicas, melhorando as propriedades mecânicas e permitindo que as membranas suportem maiores forças de deformação / Abstract: The purpose of this investigation is to describe the mechanical behavior and histological characteristics of fresh and 98% glycerin conserved Agouti paca peritoneum. Fresh samples and those conserved in glycerin for periods of 30, 60 and 90 days were submitted to mechanical traction tests, as well as characterized by its histological and microscopic aspects by optical and scanning electron microscopy. Four adult animals, males and females, about eight kilograms each, were used to collect peritoneum samples. There was no significant difference in structural and ultrastructural integrity of the elements that constitutes the samples of fresh and 98% glycerin conserved material, evidencing mesothelial cells and connecting tissue without large alterations. All the evaluated tissues conserved in 98% glycerin showed a decrease in their rigidness and also an increase in the ductility and tenacity similar to bovine. It can be concluded, that glycerin is efficient for the conservation of biological membranes.improving the mechanical properties allowing the membranes to handle larger forces and deformation / Doutor

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-17T19:19:40Z No. of bitstreams: 1 WALTER BELARMINO DA SILVA FILHO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 7502952 bytes, checksum: ae7fd33b1f96a68780e718b129b40e97 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T19:19:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WALTER BELARMINO DA SILVA FILHO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 7502952 bytes, checksum: ae7fd33b1f96a68780e718b129b40e97 (MD5) Previous issue date: 2017-11-30 / O presente estudo documentado neste trabalho buscou o desenvolvimento, a partir das soluções apresentadas na literatura, de um dispositivo para a realização de ensaio de tração biaxial. Inicialmente realizado um estudo que foi condensado em um quadro de informações e posteriormente extraído os dados que serviram como base para o projeto. Aplicando a metodologia de projeto e analisado os dados iniciais, foi escolhido um dispositivo a ser acoplado em uma máquina de tração convencional, devido à facilidade na aplicação. Seguindo a metodologia, teve a etapa de projeto informacional, projeto conceitual, projet o preliminar, projeto detalhado, fabricação e teste. O teste do protótipo foi realizado com corpo de prova em formato de cruz segundo a norma ISO 16842:2014. Sendo possível o desenvolvimento de um dispositivo de ensaio biaxial baseado no mecanismo apresentado por Rohr, Harwick e Nahme para ser acoplado em uma máquina de ensaio de tração universal e utilizando um corpo de prova cruciforme. / The present study, which was documented in this paper, sought to develop a device for conducting a biaxial traction test using the solutions presented in the literature. Initially conducted a study that was condensed into an information frame and subsequently extracted the data that served as the basis for the project. Applying the design methodology and analyzing the initial data, a device to be coupled to a conventional traction machine was chosen due to its ease of application. Following the methodology, had the stage of informational design, conceptual design, preliminary design, detailed design, fabrication and testing. The prototype test was performed with a cross-shaped test piece according to ISO 16842: 2014. It is possible to develop a biaxial test device based on the mechanism presented by Rohr, Harwick and Nahme to be coupled to a universal traction test machine and using a cruciform test body.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-30Bitstream added on 2014-06-13T19:41:02Z : No. of bitstreams: 1 camargo_ad_dr_jabo.pdf: 1540231 bytes, checksum: 34d93ffe1666cbbcc625963f119dd1a6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo desta investigação foi descrever o comportamento mecânico e as características histológicas de peritônio da paca (Agouti paca) a fresco e conservado em glicerina a 98%. Amostras frescas e conservadas em glicerina por períodos de 30, 60 e 90 dias foram submetidas a testes mecânicos de tração, e também caracterizadas pelos seus aspectos histológicos e microscópicos , utilizando-se microscopias de luz e eletrônica de varredura. Quatro animais adultos, machos e fêmeas, com peso corporal médio de 8 quilogramas, foram utilizadas para colheita de amostras de peritônio. Não foram observadas diferenças significativas na integridade estrutural e ultraestrutural dos elementos que constituem as amostras a fresco e conservadas em glicerina. Evidenciou-se, portanto, células mesoteliais e tecido conjuntivo (ou conectivo) sem grandes alterações. Todos os tecidos conservados em glicerina a 98% apresentaram diminuição na rigidez e aumento na ductibilidade e tenacidade, similarmente às amostra de bovinos. Pode-se concluir que a glicerina é uma substância eficiente para a conservação de membranas biológicas, melhorando as propriedades mecânicas e permitindo que as membranas suportem maiores forças de deformação / The purpose of this investigation is to describe the mechanical behavior and histological characteristics of fresh and 98% glycerin conserved Agouti paca peritoneum. Fresh samples and those conserved in glycerin for periods of 30, 60 and 90 days were submitted to mechanical traction tests, as well as characterized by its histological and microscopic aspects by optical and scanning electron microscopy. Four adult animals, males and females, about eight kilograms each, were used to collect peritoneum samples. There was no significant difference in structural and ultrastructural integrity of the elements that constitutes the samples of fresh and 98% glycerin conserved material, evidencing mesothelial cells and connecting tissue without large alterations. All the evaluated tissues conserved in 98% glycerin showed a decrease in their rigidness and also an increase in the ductility and tenacity similar to bovine. It can be concluded, that glycerin is efficient for the conservation of biological membranes.improving the mechanical properties allowing the membranes to handle larger forces and deformation

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Superferritic stainless steels are widely used in heat exchangers and in petrochemical power plant because of their excellent mechanical properties coupled to corrosion resistance in chloride rich environments. In this research new superferritic alloys with high Cr, Mo, and Ni contents were produced for oil industry applications. Therefore, two superferritic stainless steels model alloys were developed, one with 0.07% B addition and another one without this alloying element. The phase diagrams for both materials were carried out by Thermo-Calc computacional program. Microstructure characterization was performed using the following techniques: optical and scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, and Xray diffraction. The mechanical properties were assessed by hardness measurements, Charpy impacts and tensile tests. Corrosion resistance of the model alloys in aqueous solution 0.6 M NaCl was investigated by open circuit potential, potentiodynamic cyclic anodic polarization, and electrochemical impedance spectroscopy. Furthermore, critical pitting temperature was determined. The results showed that the superferritic stainless steel model alloy without B addition achieved better mechanical properties than the one of the two commercial superferritic stainless steels alloys. The corrosion resistance of this alloy was similar to the one of the superaustenitic stainless steels, and superduplex in aqueous solution 0.6 M NaCl. However, there was the formation of eutectoid lamellar constituent like perlite for the superferritic stainless steel model alloy with B addition. This eutectoid constituent was deleterious to mechanical properties, as well as to corrosion resistance for the material developed and studied in this thesis. / Os aÃos inoxidÃveis superferrÃticos sÃo amplamente utilizados em trocadores de calor e em plantas petroquÃmicas, devido a suas excelentes propriedades mecÃnicas associadas à resistÃncia à corrosÃo em ambientes ricos em cloreto. Nesta pesquisa foram produzidas novas ligas superferrÃticas com elevados teores de Cr, Mo e Ni para aplicaÃÃo em plantas petrolÃferas. Portanto, foram desenvolvidas duas ligas modelo de aÃo inoxidÃvel superferrÃtico, uma com 0,07% de B e outra sem adiÃÃo deste elemento de liga. Os diagramas de fases para os materiais foram construÃdos a partir do programa computacional Thermo-Calc. A caracterizaÃÃo microestrutural foi realizada usando as tÃcnicas; microscopia Ãptica, microscopia eletrÃnica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X e difraÃÃo de raios-X. As propriedades mecÃnicas foram avaliadas por medidas de dureza, ensaios de impacto Charpy e ensaios de traÃÃo. A resistÃncia à corrosÃo das ligas modelo, em soluÃÃo aquosa de 0,6M NaCl, foi avaliada por monitoramento do potencial de circuito aberto, polarizaÃÃo potenciodinÃmica cÃclica e espectroscopia de impedÃncia eletroquÃmica. AlÃm de determinar a temperatura crÃtica de pite. Os resultados obtidos demonstram que, a liga modelo de aÃo inoxidÃvel superferrÃtico sem boro apresentou melhores propriedades mecÃnicas, comparada com duas ligas de aÃo inoxidÃvel superferrÃtico comerciais. A resistÃncia à corrosÃo dessa liga foi similar a um aÃo inoxidÃvel superaustenÃtico e a um aÃo inoxidÃvel superduplex, em soluÃÃo aquosa de 0,6M de NaCl. Entretanto, para a liga modelo com boro, ocorreu a formaÃÃo de um constituinte eutetÃide lamelar semelhante à perlita. Este constituinte eutetÃide à deletÃrio para as propriedades mecÃnicas, assim como, na resistÃncia à corrosÃo do material desenvolvido e estudado nesta tese.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a técnica de dopagem em agregados química e mineralogicamente deficientes e tem como objetivo demonstrar que se houver a dopagem de agregados, ainda que haja o limitante das respectivas resistências destes materiais, eles poderão vir a ser utilizados em grandes obras com pleno êxito. A técnica apresenta-se como uma solução para a problemática de disponibilidade de bens minerais, atualmente em declínio em virtude de problemas de sustentabilidade ambiental, de zoneamentos restritivos e de usos competitivos do solo, tornando preocupantes as perspectivas de garantia de suprimento futuro. Por meio da impregnação inicial do agregado com aglomerantes de alto desempenho foi possível modificar sua textura, estabelecer ponte de ligação entre ele e a matriz do concreto e criar carapaça de proteção e reforço, atingindo-se fc28 = 60 MPa nos concretos lateríticos dopados. A eficiência da técnica foi avaliada comparando-se propriedades mecânicas e microestruturais de concretos não dopados (referência) e dopados. Para tanto, foram realizados ensaios de resistências à compressão, à tração por compressão diametral e à tração na flexão, absorção de água por imersão e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados demonstraram ser possível melhorar agregados graúdos deficientes por meio da dopagem e obter concretos de comportamento comparável ou até superior a concretos usualmente considerados como de bom desempenho. Ainda que seja um estudo inicial, a técnica de dopagem revela-se promissora, com expectativa de uso em agregados normalmente considerados inadequados para concretos estruturais. / This thesis presents a study on the doping technique in aggregates disabled chemical and mineralogical and aims to demonstrate that with the technique, although there is a resistances limitation, these aggregates could be used with success in large projects. The doping technique is presented as a solution to the minerals availability problem, currently declining due to environmental sustainability problems, restrictive zoning and land competing uses, fact that worries the future supply security. By impregnating initial of the aggregate with high performance binders was possible to modify its texture, to establish a bridge between it and the concrete matrix and create shell protection and enhancement, reaching fc28 = 60 MPa in lateritic doped concrete. Mechanical and microstructural properties of reference concretes and doped concretes were compared to evaluate the doping efficiency. Testing of compressive strength, tensile strength by diametrical compression and tensile strength in bending, water absorption by immersion and scanning electron microscopy were performed. The results indicate that deficient coarse aggregates can be improved by the doping technique and it is possible to obtain specific behavior comparable or even superior to concrete usually considered to be of good performance. Although it is an initial study, the doping technique seems to be promising, with expected use in aggregates considered unsuitable for structural concrete.

Atualmente, a madeira ainda é o material mais usado nas cruzetas das redes aéreas de distribuição de energia elétrica no Brasil, o que vem causando problemas às companhias distribuidoras de energia elétrica quanto a: (i) degradação devida a defeitos e a ataques de fungos e de insetos, (ii) aumento dos custos operacionais, para a substituição das peças danificadas e (iii) problemas ambientais, uma vez que a matéria-prima está se tornando escassa e apresenta restrições ambientais. Nesse sentido, estudos vêm sendo realizados visando a substituição da madeira por outros materiais, tais como aço, concreto e materiais poliméricos reforçados com fibras. Embora os materiais termoplásticos com função estrutural sejam de uso bastante recente, quando comparados com madeira, concreto ou metais, vários fatores contribuem para sua utilização (e.g., o alto consumo energético na produção do aço e do cimento e a abundância de material plástico com custo competitivo). Diante disso, este trabalho tem por objetivo contribuir para o desenvolvimento de uma cruzeta de polímero reciclado, de modo que ela seja comercialmente competitiva e que apresente vantagens quando comparada com as demais cruzetas existentes no mercado, tais como peso reduzido, facilidade de instalação e possibilidade de retorno de parte do capital investido, uma vez que, quando danificadas, o material pode ser novamente reciclado. Para tanto, realizou-se uma análise das propriedades geométricas de possíveis seções transversais para as cruzetas. Uma vez definidas as seções mais adequadas, foram feitos modelos reduzidos de cruzetas poliméricas e ensaios experimentais, cujos resultados foram validados por análise numérica feita com o programa ANSYS. Constatou-se que os modelos numéricos desenvolvidos representaram de forma satisfatória o comportamento verificado nos ensaios e comprovaram a viabilidade de empregar os polímeros reciclados em cruzetas e em outros elementos estruturais. Entretanto, com era de se esperar, será necessário melhorar algumas de suas características, tais como a resistência e a rigidez. / Nowadays, wood is still the most used material in crossarms of aerial power distribution lines in Brazil. However, it has caused problems to power utilities concerning (i) degradation due to defects and attacks of fungi and insects, (II) higher operational costs to replace damaged pieces and (III) environmental problems, as the raw material has become scarce and presented environmental restrictions. In this sense, studies have been conducted aiming to replace wood by other materials, such as steel, concrete and polymeric materials reinforced with short fibers. Although thermoplastic materials with structural function have a recent use, when compared to wood, concrete or metals, several factors contribute to their application (e.g., high energetic consumption in the production of steel and cement and the abundance of plastic material with competitive cost). Therefore, this work aims contribute to the development of a recycled polymer crossarm, to be commercially competitive, with advantages over the ones existing in the market, such as lower weight, easiness of installation and possibility of recovering part of the invested capital, when damaged, the material can be recycled again. An analysis of the geometric properties of possible transversal sections for the crossarms was conducted. After defining the most adequate sections, reduced models of polymeric crossarms and experimental tests were made. The results were validated by numerical analysis performed by ANSYS. The numerical models developed satisfactorily represented the behavior verified in the tests, proving the viability of using the recycled polymers in crossarms and other structural elements. However, as expected, some of their characteristics, such as resistance and stiffness, must be improved.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06480.pdf: 11629965 bytes, checksum: bb8ef426792486d33f67cd7e2123cc6a (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Pedro Silva Filho (pfsilva@ipen.br) on 2017-11-23T10:40:22Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-11-23T10:40:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento mecânico de cilindros de compósito polimérico reforçado com fibras. Para isso, foram produzidos cilindros com extremidades abertas reforçados com fibra de basalto e fibra de vidro, utilizando a técnica de enrolamento filamentar (filament winding). Estes cilindros foram submetidos a ensaio hidrostático com carregamento circunferencial, ensaio de ruptura de anel (split disk test) e ensaio de resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS). Uma placa do compósito de fibra de basalto foi produzida por enrolamento filamentar, para caracterização por ensaio de resistência à tração. Todos cilindros submetidos ao ensaio hidrostático apresentaram fratura localizada em uma faixa de altura do cilindro, com extensas delaminações das camadas circunferenciais. Os compósitos epóxi/fibra de basalto superaram ou igualaram os de compósito epóxi/fibra de vidro nas comparações entre resultados dos valores das propriedades mecânicas avaliadas, nas porcentagens: resistência à tração aparente de ruptura de anel em 45% e 43% em resistência específica; ILSS, em 11%; resistência/tensão de membrana de ruptura no ensaio hidrostático, em 55%. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP