Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Nesta dissertação foi realizada uma análise teórico-experimental de isoladores ao choque do tipo U metálicos colocados na posição horizontal, com o objetivo de elaborar um procedimento de projeto e verificação com base em gráficos. Cinco conjuntos de isoladores foram submetidos a ensaios de impacto em uma máquina de choque do tipo queda-livre, que junto com uma instrumentação adequada, forneceram resultados em termos de acelerações e deslocamentos. A análise numérica. desses ensaios foi realizada através de um programa computacional que utiliza um algoritmo de integração direta das equações de equilíbrio dinâmico de um modelo de batTas rígidas em linha com massas concentradasnos nós. O programa leva em conta, ainda, as não..linearidadesfisica e geométrica Comparando-se os resultados da análise teórica em relação à experimental constatou-se uma boa aproximação, a qual possibilitou que vários casos fossem analisadosnumericamentealém dos ensaiados. Com a finalidade de obter um procedimentográfico de verificação e projeto de isoladores, os princípios da análise dimensionalforam usados na construção de gráficos adimensionais que podem ser usados, até mesmo, por projetistas não especializadosou não familiarizadoscom a análisedinâmicade estruturas. / This dissertation presents a theoretical-experimentalanalysis of U shaped shock absorbershorizontallymounted,withthe objectiveof elaborationof a graphical design and verificationprocedure. Five groups of absorbers were submitted to impact tests in a ftee fall machine. Test results were given in terms of accelerations and displacements. The system composedby the absorberswas analyzed as a rigid body spring modeI (RBSM) and the dynamic response was obtained by the direct integration of the equilibrium equations, using a computer program that uses the central fmite difference method. The numerical and experimental results showed good agreement, allowingthe analysisof severalother casesthat were not previouslytested. Dimensionless graphs were constnlcted using dimensional analysis principIes, ín order to obtain a graphical design and verification procedure for shock absorbers, that could be used even by non-experienceddesignersor by designerswithout familiarity with dynamics.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-08-20T17:56:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_DeterminaçãoCoeficienteAtrito.pdf: 76366626 bytes, checksum: 0b9f4324e73a7e54cb90464c78b439cf (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-08-25T12:22:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_DeterminaçãoCoeficienteAtrito.pdf: 76366626 bytes, checksum: 0b9f4324e73a7e54cb90464c78b439cf (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-25T12:22:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_DeterminaçãoCoeficienteAtrito.pdf: 76366626 bytes, checksum: 0b9f4324e73a7e54cb90464c78b439cf (MD5) Previous issue date: 2014 / Atualmente os tubos de minerodutos que são fabricados com aço API têm sido revestidos internamente com poliuretano (PU). A aplicação do PU em revestimento interno de tubos de minerodutos é uma tecnologia recente e poucos estudos enfatizando o desgaste por abrasão e erosão deste material são encontrados. Este trabalho estudou o desgaste do PU utilizado no revestimento interno dos tubos de minerodutos, que transportam diferentes polpas de minério de Ferro (abrasivos). Foram investigadas três amostras de PU, submetidas a ensaios de desgaste por esfera rotativa durante uma hora, utilizando três polpas de minério de Ferro com diferentes granulometrias e pH. Após os ensaios de desgaste, foram calculados os coeficientes de atrito no tribossistema esfera de aço – abrasivos (polpas) – PU. Em seguida, foi analisado o desgaste das amostras correlacionando-o com a microestrutura e a morfologia dos abrasivos. Feito isto, interpretou-se os resultados visando compreender o(s) mecanismo(s) de desgaste nos PU’s, permitindo classificá-los quanto a resistência ao desgaste abrasivo nas condições experimentais estabelecidas. ______________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Nowadays, the pipeline tubes that are manufactured in API steel have been internally coated with polyurethane (PU). This application of PU, as an internal pipeline coating, is a recent technology, and just few studies emphasizing the abrasion and erosion of this material are found. This work studied the wear of PU used as an internal coating for pipeline tubes, which carry different iron ore pulps (abrasive). Three samples of PU were investigated by a rotative ball wear test, for one hour, using three Iron ore pulps with different particle size and pH. The coefficients of friction in tribosystems steel ball – abrasive (pulps) – PU were calculated, and the samples' wear, correlated with the microstructure and morphology of the abrasive, was analyzed. The results were interpreted aiming understand the mechanism(s) of the PU's wear, what allow classify them according to the abrasive wear resistance in the established experimental conditions.

Nesta dissertação foi realizada uma análise teórico-experimental de isoladores ao choque do tipo U metálicos colocados na posição horizontal, com o objetivo de elaborar um procedimento de projeto e verificação com base em gráficos. Cinco conjuntos de isoladores foram submetidos a ensaios de impacto em uma máquina de choque do tipo queda-livre, que junto com uma instrumentação adequada, forneceram resultados em termos de acelerações e deslocamentos. A análise numérica. desses ensaios foi realizada através de um programa computacional que utiliza um algoritmo de integração direta das equações de equilíbrio dinâmico de um modelo de batTas rígidas em linha com massas concentradasnos nós. O programa leva em conta, ainda, as não..linearidadesfisica e geométrica Comparando-se os resultados da análise teórica em relação à experimental constatou-se uma boa aproximação, a qual possibilitou que vários casos fossem analisadosnumericamentealém dos ensaiados. Com a finalidade de obter um procedimentográfico de verificação e projeto de isoladores, os princípios da análise dimensionalforam usados na construção de gráficos adimensionais que podem ser usados, até mesmo, por projetistas não especializadosou não familiarizadoscom a análisedinâmicade estruturas. / This dissertation presents a theoretical-experimentalanalysis of U shaped shock absorbershorizontallymounted,withthe objectiveof elaborationof a graphical design and verificationprocedure. Five groups of absorbers were submitted to impact tests in a ftee fall machine. Test results were given in terms of accelerations and displacements. The system composedby the absorberswas analyzed as a rigid body spring modeI (RBSM) and the dynamic response was obtained by the direct integration of the equilibrium equations, using a computer program that uses the central fmite difference method. The numerical and experimental results showed good agreement, allowingthe analysisof severalother casesthat were not previouslytested. Dimensionless graphs were constnlcted using dimensional analysis principIes, ín order to obtain a graphical design and verification procedure for shock absorbers, that could be used even by non-experienceddesignersor by designerswithout familiarity with dynamics.

Orientador: Vicente Afonso Ventrella / Banca: Ricardo Cury Ibrahim / Banca: Hidekasu Matsumoto / Resumo: O presente trabalho utiliza o processo de soldagem por eletrodo revestido, para a aplicação de revestimentos metálicos que aumentam a resistência ao desgaste de peças submetidas a abrasão, utilizados na indústria sucroalcooleira. Como metal de revestimento foi utilizado eletrodo do tipo Fe-Cr-C, e como metal de base um aço estrutural ASTM A-36. Realizou-se um estudo sobre a influência dos parâmetros de soldagem, principalmente a corrente de soldagem, nas características da dureza, diluição, geometria do cordão e microestrutura, visando maximizar a resistência ao desgaste por abrasão à baixa tensão obtida pelo ensaio de roda de borracha definido pela norma ASTM G-65-91. Para a otimização das condições de soldagem foi utilizado um planejamento experimental, proporcionando uma ampla faixa de depósitos com características diferentes e conseqüente variação na resistência ao desgaste. Dos resultados obtidos ficou evidenciada a influência dos parâmetros de soldagem na resistência a abrasão à baixa tensão, assim como uma certa correlação entre dureza e resistência ao desgaste. A diluição mostrou-se influente na formação da microestrutura do revestimento, sendo que aqueles que apresentaram uma maior quantidade de carbonetos primários demonstraram melhor resistência ao desgaste do que os revestimentos com carbonetos secundários. / Abstract: The application of shielded metal arc welding process for hardfacing aiming the enhance of wear resistance, applied in sugar and alcohol industries, is presented in this work. The consumable was Fe-Cr-C, and the base plate is a structural steel ASTM A-36. The influence of the welding process variables such as: current, voltage and travel speed were evaluated and related to its influence on the characteristics of the hardness dilution, bead dimension and microstructure of hardfacing. The aim was to maximize the low stress abrasion resistance obtained by the standard test ASTM G-65-91. To optimize the welding conditions, an experimental design was applied to obtain a wide range of weld deposits with different characteristics and wear resistances. There was evidence of the influence of the welding process variables in the abrasion resistance and some relation between the hardness and wear resistance. The dilution influenced the microstructure of the hardfacing for all weld deposits; those with higher primary carbides contents had performance better than those with secondary carbides under low stress abrasion test conditions. / Mestre

Nesta dissertação foi realizada uma análise teórico-experimental de isoladores ao choque do tipo U metálicos colocados na posição horizontal, com o objetivo de elaborar um procedimento de projeto e verificação com base em gráficos. Cinco conjuntos de isoladores foram submetidos a ensaios de impacto em uma máquina de choque do tipo queda-livre, que junto com uma instrumentação adequada, forneceram resultados em termos de acelerações e deslocamentos. A análise numérica. desses ensaios foi realizada através de um programa computacional que utiliza um algoritmo de integração direta das equações de equilíbrio dinâmico de um modelo de batTas rígidas em linha com massas concentradasnos nós. O programa leva em conta, ainda, as não..linearidadesfisica e geométrica Comparando-se os resultados da análise teórica em relação à experimental constatou-se uma boa aproximação, a qual possibilitou que vários casos fossem analisadosnumericamentealém dos ensaiados. Com a finalidade de obter um procedimentográfico de verificação e projeto de isoladores, os princípios da análise dimensionalforam usados na construção de gráficos adimensionais que podem ser usados, até mesmo, por projetistas não especializadosou não familiarizadoscom a análisedinâmicade estruturas. / This dissertation presents a theoretical-experimentalanalysis of U shaped shock absorbershorizontallymounted,withthe objectiveof elaborationof a graphical design and verificationprocedure. Five groups of absorbers were submitted to impact tests in a ftee fall machine. Test results were given in terms of accelerations and displacements. The system composedby the absorberswas analyzed as a rigid body spring modeI (RBSM) and the dynamic response was obtained by the direct integration of the equilibrium equations, using a computer program that uses the central fmite difference method. The numerical and experimental results showed good agreement, allowingthe analysisof severalother casesthat were not previouslytested. Dimensionless graphs were constnlcted using dimensional analysis principIes, ín order to obtain a graphical design and verification procedure for shock absorbers, that could be used even by non-experienceddesignersor by designerswithout familiarity with dynamics.

Orientador: Cecilia A. C. Zavaglia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T13:17:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Crnkovic_SergioJoao_D.pdf: 7308557 bytes, checksum: 8fb3c47f05562f325ffe65dfd17719f4 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Os aços bifásicos são aços constituídos de uma microestrutura formada basicamente de ferrita e martensita que dependem da temperatura intercrítica, tempo mantido nessa temperatura, taxa de resfriamento e microestrutura antes do tratamento intercrítico. Neste trabalho, foi produzida uma microestrutura bifásica em um aço ABNT-1020 previamente normalizado, que foi posteriormente revenido a duas temperaturas. Os estudos experimentais de atrito e desgaste destes dois aços bifásicos revenidos, foram executados contra um aço ABNT-1020 cementado em um banco de ensaio do tipo pino-disco, devidamente instrumentado. Para a análise do desgaste, utilizou-se o volume removido em metro cúbico m3 ou a taxa de desgaste em metro cúbico por metro de deslizamento m3/m, como elemento de estudo do comportamento em função da carga, percurso e velocidade de deslizamento. Do ponto de vista quantitativo, os resultados apresentados pelo coeficiente de atrito estacionário, mostraram ser influenciados pela velocidade de deslizamento e não influenciados pela carga aplicada. Os resultados apresentados pelo volume removido ou taxa de desgaste mostraram ser influenciados pela carga, percurso e velocidade de deslizamento, com diferentes comportamentos em determinadas faixas dentro da faixa de teste. Do ponto de vista do processo de desgaste atuante, verificou-se por microscopia eletrônica de varredura, que o processo de desgaste por deslocamento plástico ocorreu em baixas cargas, percursos e velocidades de deslizamento, alterando-se para um processo de desgaste adesivo quando elevou-se o percurso e a velocidade de deslizamento e para um processo de desgaste por fragilização quando elevou-se a carga. Verificou-se de uma forma geral, a alteração do processo de desgaste quando há alterações quantitativas da taxa de desgaste / Abstract: The dual-phase steels are constituted by a microstructure formed, basically by ferrite and martensite that depend on intercritical temperature, time maintained in this intercritical temperature, cooling rate and microstructure before the intercritical treatment. In this work a dual-phase microstructure was obtained in the ABNT-I020 steel annealing and then tempered in two temperatures. The friction and wear experiment studies of the two tempered dual-phase steels were executed against the ABNT-I020 steel cemented in a pin on disc test rig properly instrumented. In order to analyze the wear, the behaviour of the removed volume was utilized in cubic meter m3 as a function of the sliding distance or the wear rate in cubic meter for meter of sliding m3/m, as a function of load and sliding velocity. From a quantitative point of view, the results presented by the státionary friction coefficient proved to be influenced by the sliding velocity, not the applied lO?d. The results presented by volume removed or wear rate showed to be influenced by load, distance and velocity of sliding, with different behaviours in certain bands inside the band tests. From an acting wear process point of view, it was verified by a scanning electron microscopic, that the wearing processes occurs by plastic displacement in low loads, small distances and low sliding, velocities, changing to as adhesive wearing process when the distances and sliding velocity are raised and to a fragilization wearing process when the load is raised. In a general way, the wearing process alteration is verified when there are quantitative alterations on the wearing rate / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Danos mecânicos podem ocorrer em qualquer etapa da cadeia de produção e comercialização. A pera é um fruto muito sensível às lesões geradas após a colheita, resultando em frutos com baixa qualidade visual. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de danos mecânicos causados por atrito e impacto no transporte e beneficiamento de peras e avaliar seus efeitos sobre a qualidade, bem como acompanhar a comercialização e o manuseio dos frutos nos mercados atacadista e varejista. Para identificação do melhor evidenciador de lesões, peras ‘Packham’s Triumph’ sofreram diferentes intensidades de dano mecânico por atrito e, em seguida, foram submetidas aos métodos evidenciadores: saco de polietileno de baixa densidade, cloreto de 2,3,5-trifenil-tetrazólio (0,1 %) e dióxido de enxofre (3 mL L-1). Para avaliação do dano mecânico por atrito, peras da mesma cultivar foram acondicionadas em caixas plásticas e transportadas em caminhão, por um percurso de 7,3 km em estrada não pavimentada e avaliadas de acordo com sua aparência. Danos mecânicos por impacto foram realizados submetendo peras a alturas de queda verificadas em casa de embalagem comercial, sobre superfícies emborrachada e rígida. Impactos cumulativos foram realizados submetendo peras a uma, duas ou três quedas de uma altura de 6,5 cm sobre superfície rígida. Os frutos foram armazenados e avaliados por até 120 dias, seguidos de cinco dias em condição ambiente, quanto aos principais atributos de qualidade. Para diagnósticos de volume de comercialização e qualidade de peras nacionais ofertadas no atacado e varejo realizaram-se visitas a Ceasa/RS e entrevistas a varejistas e feirantes nas cidades de Porto Alegre e Bento Gonçalves. A solução de tetrazólio 0,1 % é o evidenciador mais eficaz de lesões ocasionadas por atrito. O transporte causou lesões por atrito leves a moderadas. Na casa de embalagem, foram verificadas alturas de queda nos pontos de transferência entre 4 e 15 cm e a maior aceleração constatada foi de 174,96 G m s-1, equivalente a queda de 6,5 cm sobre o metal. De maneira geral, não houve efeito dos impactos, seja sobre superfície rígida ou emborrachada, sobre a maioria dos atributos de qualidade avaliados. O volume de peras importadas comercializadas na Ceasa/RS, desde 1998, é superior ao volume nacional. No atacado, a maior causa de dano mecânico acontece devido à falta de padronização das embalagens de comercialização e ao transporte em veículos inadequados. No varejo, a comercialização de peras nacionais é marcada pela falta de qualidade visual, com frutos apresentando lesões mecânicas por impacto e atrito e sintomas de podridão. / Mechanical damage can occur at any stage of the production and marketing. Pear is a fruit very sensitive to damages generated after harvest, what results in fruits with low visual quality. The objective of this work was to evaluate the occurrence of mechanical damage due to friction and impact on transport and processing of pears, evaluate its effects, and monitor the marketing and handling of fruit in wholesale and retail markets. For identification of the best disclosing injury, 'Packham's Triumph' pears suffered different intensities of mechanical damage due to friction, and then were submitted to the bag low density polyethylene, solution of chloride of 2,3,5-triphenyl-tetrazolium (0.1 %) and sulfur dioxide (3 mL L-1). In order to evaluate mechanical damage due to friction, pears of the same cultivar were placed in plastic boxes and transported by truck throughout a distance of 7.3 km of unpaved road and evaluated according to their appearance. Mechanical damage due to impact were accomplished by submitting the pears to drops observed in the packinghouse of rubber and hard surface. Cumulative impacts was also performed, in which pears were submitted to one, two or three falls from a height of 6.5 cm on hard surface. The fruits were stored and evaluated for up to 120 days, followed by five days at environmental condition for the main attributes of quality. Diagnoses of trading volume and quality of pears offered in national wholesale and retail were performed by visits to Ceasa / RS, and to retailers and merchants in the cities of Porto Alegre and Bento Gonçalves. The tetrazolium solution 0.1% is the more effective disclosing of injuries caused due to friction. The transportation caused injuries due to friction from low to moderate. In the packinghouse, drop heights were observed at points of transfer between 4 and 15 cm, and greater acceleration detected was 174.96 G m s-1 equivalent down 6.5 cm above the metal. Overall, there was no effect of impacts, whether on hard or rubber surface on most quality attributes evaluated. The volume of imported pears marketed in Ceasa/RS, since 1998, is higher than the national volume. Wholesale indicated that the major cause of mechanical damage is due to lack of standardization of marketing packaging and transport in inadequate vehicles. In retail, the national marketing of pears is marked by the lack of visual quality, with fruit presenting mechanical damage by impact and friction, and rot symptoms.

Danos mecânicos podem ocorrer em qualquer etapa da cadeia de produção e comercialização. A pera é um fruto muito sensível às lesões geradas após a colheita, resultando em frutos com baixa qualidade visual. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de danos mecânicos causados por atrito e impacto no transporte e beneficiamento de peras e avaliar seus efeitos sobre a qualidade, bem como acompanhar a comercialização e o manuseio dos frutos nos mercados atacadista e varejista. Para identificação do melhor evidenciador de lesões, peras ‘Packham’s Triumph’ sofreram diferentes intensidades de dano mecânico por atrito e, em seguida, foram submetidas aos métodos evidenciadores: saco de polietileno de baixa densidade, cloreto de 2,3,5-trifenil-tetrazólio (0,1 %) e dióxido de enxofre (3 mL L-1). Para avaliação do dano mecânico por atrito, peras da mesma cultivar foram acondicionadas em caixas plásticas e transportadas em caminhão, por um percurso de 7,3 km em estrada não pavimentada e avaliadas de acordo com sua aparência. Danos mecânicos por impacto foram realizados submetendo peras a alturas de queda verificadas em casa de embalagem comercial, sobre superfícies emborrachada e rígida. Impactos cumulativos foram realizados submetendo peras a uma, duas ou três quedas de uma altura de 6,5 cm sobre superfície rígida. Os frutos foram armazenados e avaliados por até 120 dias, seguidos de cinco dias em condição ambiente, quanto aos principais atributos de qualidade. Para diagnósticos de volume de comercialização e qualidade de peras nacionais ofertadas no atacado e varejo realizaram-se visitas a Ceasa/RS e entrevistas a varejistas e feirantes nas cidades de Porto Alegre e Bento Gonçalves. A solução de tetrazólio 0,1 % é o evidenciador mais eficaz de lesões ocasionadas por atrito. O transporte causou lesões por atrito leves a moderadas. Na casa de embalagem, foram verificadas alturas de queda nos pontos de transferência entre 4 e 15 cm e a maior aceleração constatada foi de 174,96 G m s-1, equivalente a queda de 6,5 cm sobre o metal. De maneira geral, não houve efeito dos impactos, seja sobre superfície rígida ou emborrachada, sobre a maioria dos atributos de qualidade avaliados. O volume de peras importadas comercializadas na Ceasa/RS, desde 1998, é superior ao volume nacional. No atacado, a maior causa de dano mecânico acontece devido à falta de padronização das embalagens de comercialização e ao transporte em veículos inadequados. No varejo, a comercialização de peras nacionais é marcada pela falta de qualidade visual, com frutos apresentando lesões mecânicas por impacto e atrito e sintomas de podridão. / Mechanical damage can occur at any stage of the production and marketing. Pear is a fruit very sensitive to damages generated after harvest, what results in fruits with low visual quality. The objective of this work was to evaluate the occurrence of mechanical damage due to friction and impact on transport and processing of pears, evaluate its effects, and monitor the marketing and handling of fruit in wholesale and retail markets. For identification of the best disclosing injury, 'Packham's Triumph' pears suffered different intensities of mechanical damage due to friction, and then were submitted to the bag low density polyethylene, solution of chloride of 2,3,5-triphenyl-tetrazolium (0.1 %) and sulfur dioxide (3 mL L-1). In order to evaluate mechanical damage due to friction, pears of the same cultivar were placed in plastic boxes and transported by truck throughout a distance of 7.3 km of unpaved road and evaluated according to their appearance. Mechanical damage due to impact were accomplished by submitting the pears to drops observed in the packinghouse of rubber and hard surface. Cumulative impacts was also performed, in which pears were submitted to one, two or three falls from a height of 6.5 cm on hard surface. The fruits were stored and evaluated for up to 120 days, followed by five days at environmental condition for the main attributes of quality. Diagnoses of trading volume and quality of pears offered in national wholesale and retail were performed by visits to Ceasa / RS, and to retailers and merchants in the cities of Porto Alegre and Bento Gonçalves. The tetrazolium solution 0.1% is the more effective disclosing of injuries caused due to friction. The transportation caused injuries due to friction from low to moderate. In the packinghouse, drop heights were observed at points of transfer between 4 and 15 cm, and greater acceleration detected was 174.96 G m s-1 equivalent down 6.5 cm above the metal. Overall, there was no effect of impacts, whether on hard or rubber surface on most quality attributes evaluated. The volume of imported pears marketed in Ceasa/RS, since 1998, is higher than the national volume. Wholesale indicated that the major cause of mechanical damage is due to lack of standardization of marketing packaging and transport in inadequate vehicles. In retail, the national marketing of pears is marked by the lack of visual quality, with fruit presenting mechanical damage by impact and friction, and rot symptoms.