Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:35:21Z : No. of bitstreams: 1 153237.pdf: 15870179 bytes, checksum: d75af03e432e1d3d19ad60cb9a4d5741 (MD5) / As teorias da plasticidade e a sua implementação voltada a metais porosos se trata de um tópico ainda em desenvolvimento e desafiador em termos de progressos a serem obtidos. Os critérios de escoamento apresentados na literatura são usualmente de aplicação restrita. Como conseqüência, as teorias da plasticidade para metais porosos não são capazes de serem ajustadas a diferentes tipos de materiais com diferentes características. Normalmente os algoritmos de plasticidade de materiais porosos são de difícil implementação em programas computacionais comerciais. Neste trabalho é proposto um novo critério flexível de plasticidade para metais porosos que é comparado a quatro critérios de escoamento propostos na literatura por Green, Gurson, Kuhn & Downey e Doraivelu. Estes critérios são implementados em um programa comercial de elementos finitos (ABAQUS) através de um algoritmo de integração adaptado a partir de uma proposta da literatura que considera o encruamento da matriz do material e a evolução da porosidade. Foram estudadas as diferenças nas respostas para diferentes teorias da plasticidade de materiais porosos. Os resultados obtidos via simulação numérica mostram que: 1) todos os critérios de escoamento, da literatura e proposto, foram implementados com sucesso; 2) o critério de escoamento proposto é adequado no sentido de cobrir as situações modeladas pelos critérios apresentados na literatura; 3) os critérios de escoamento apresentados na literatura apresentaram resultados qualitativamente similares mas diferentes em valores absolutos quando comparados entre si e com o vastamente testado critério de Gurson.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2162.pdf: 2859680 bytes, checksum: 1ac25f610994c5304705349cb7684259 (MD5) Previous issue date: 2008-10-10 / Universidade Federal de Minas Gerais / (resumos divididos nos capítulos)

A avaliação numérica das cargas limites (de colapso) de estruturas é obtida geralmente ou pela aplicação direta dos teoremas de análise limite junto com processos de otimização ou mediante análises incrementais, que levam em consideração o comportamento elasto-plástico do material. Entretanto, ambas as estratégias conduzem eventualmente a dificuldades numéricas, particularmente para cargas próximas à de colapso. Neste trabalho, emprega-se uma alternativa que consiste em simular assintoticamente o comportamento elasto-plástico mediante uma relação elástica não-linear. As vantagens deste tipo de formulação são a possibilidade de se lidar com leis de fluxo não-associadas e um custo computacional reduzido. A relação elástica não-linear é implementada no programa comercial de elementos finitos ABAQUS, através de uma sub-rotina externa ao programa escrita em linguagem FORTRAN. Diversos exemplos de estruturas cujos materiais são regidos pelos critérios de resistência de von Mises e Drucker-Prager são modelados, verificando-se que os resultados das cargas limites obtidas com essa formulação são muito próximos daqueles encontrados na literatura. Por fim, a relação elástica não-linear é empregada para a determinação do domínio de resistência de meios porosos, com diferentes níveis de porosidade. / The numerical assessment of limit loads of structures is generally achieved through the direct implementation of limit analysis theorems together with optimization processes, or through incremental analyses, which account for the elastic-plastic behavior of the material. However, both the strategies may lead to numerical difficulties, particularly when the load is close to its limit value. In this context, the alternative approach presented in this work consists in simulating asymptotically the regime of free plastic flow by means of a fictitious non-linear elastic material. One of the main advantages of this kind of formulation lies in its ability to deal with non-associated flow rules and a reduced computational cost. The non-linear elastic behavior is implemented into the finite element computational software ABAQUS, making use of an external subroutine written in FORTRAN language. Several examples of geotechnical and structural problems with materials ruled by von Mises and Drucker-Prager failure criteria are analyzed. The results obtained with this formulation prove to be very close to those obtained through analytical solutions. At last, the non-linear elastic relation is used in the determination of the resistance domain of porous media with different levels of porosity.

[pt] Neste trabalho analisa-se o problema de contato entre dois corpos bidimensionais ou tridimensionais com comportamento elasto-plástico submetidos a grandes deformações através de duas metodologias de solução implementadas. O procedimento de solução numérica inclui o tratamento conjunto das não-linearidades geométricas e físicas como também da não-linearidade das condições de contato baseando- se numa estratégia incremental-iterativa. Na modelagem dos corpos utiliza-se o método dos elementos finitos em conjunto com uma formulação Lagrangeana Atualizada e relações constitutivas para grandes deformações elasto- plásticas. Os corpos são considerados ambos deformáveis, supondo a superfície de contato sem atrito. Os métodos implementados foram: o método da Penalidade onde as restrições de contato são satisfeitas de forma aproximada através do emprego do parâmetro de penalidade e o método da Programação Linear Complementar que formula um problema de programação matemática para cada configuração de equilíbrio incremental onde as condições de Kuhn-Tucker são resolvidas pelo esquema de pivoteamento de Lemke [43]. Foi realizada uma análise comparativa entre os métodos e também um estudo paramétrico verificando a influência de parâmetros relevantes para o problema. Foi implementado um algoritmo para consideração da geometria de contato onde são supostas condições genéricas de contato: nó-superfície e onde as relações cinemáticas são dadas em termos de uma função diferenciável da distância.Foram utilizados elementos lineares formulados em deslocamentos, hexaédricos de 8 nós e elementos com uma formulação híbrida - Enhanced Assumed Strain - EAS, que possuem, além de oito nós, três parâmetros internos de deformação, com um campo de deformações trilinear completo, minorando os efeitos de -locking- presentes nos elementos lineares formulados em deslocamentos. O emprego desses dois tipos de elementos teve como finalidade comparar as suas performances em problemas de contato. / [en] In this theses the frictionless contact problem between two- dimensional or three-dimensional deformable bodies with elasto-plastic behavior under finite strains is studied. The numeric solution procedure is based on an incremental- iterative strategy and includes the treatment of geometric and physical nonlinearities as well as those which arise from contact conditions. In the model of body the finite element method together with an updated Lagrangian and elasto-plastic constitutive relations for finite strains is used.For the solution of the contact problem two methods were investigated. The methods were the Penalty method, where the contact restritions are imposed in an aproximated manner with the use of a penalty parameter and the Linear Complementarity Programming method,which is based on the formulation of a mathematic programming problem for each configuration of equilibrium where the Kuhn-Tucker omplementarity conditions corresponding to the contact conditions are solved by the Lemke pivoting scheme [43]. A algorithm was implemented for consideration for the contact geometry where generic conditions of contact are assumed and the kinematic relation is expressed through a differentiable gap function.Displacement based elements with linear interpolations - hexahedral 8 node elements were employed for the space discretization. In order to diminish the locking effects present in these elements, a hibrid formulation - Enhanced Assumed Strain - EAS, with three aditional internal parameters of deformation with an complete trilinear deformation field was employed.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-08-30T18:28:57Z No. of bitstreams: 1 DissLCG.pdf: 1769824 bytes, checksum: 3a6db49972b2f356db5683d4f67cb6fc (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-02-05T16:32:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLCG.pdf: 1769824 bytes, checksum: 3a6db49972b2f356db5683d4f67cb6fc (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-02-05T16:32:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLCG.pdf: 1769824 bytes, checksum: 3a6db49972b2f356db5683d4f67cb6fc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-05T16:37:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLCG.pdf: 1769824 bytes, checksum: 3a6db49972b2f356db5683d4f67cb6fc (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Não recebi financiamento / Background: Spasticity is a neuromuscular disorder that causes functional impairments in post-stroke individuals. Cryotherapy is used to temporarily reduce spasticity, but its effects on sensorimotor control components, such as the joint position sense (JPS), and gait performance in hemiparetics individuals are still unclear. Objectives: To evaluate the immediate effects of cryotherapy (ice pack modality) on the spasticity level, ankle JPS and gait performance in chronic hemiparetic individuals post-stroke. Methods: Sham-controlled crossover design. Sixteen chronic hemiparetic subjects were randomized into two groups: 1) those who received cryotherapy and after fifteen days they received control intervention (Cryotherapy Group – CT); and 2) those who received control intervention and after fifteen days they received cryotherapy (Control Intervention Group – CI). Joint position sense (JPS) of the ankle was measured in the paretic side by using a Biodex Multi-joint System 3 dynamometer before and after receiving 20 minutes of either applications. The lower absolute error scores were calculated for data analyses and used to determine proprioception. The spasticity levels of ankle’s muscles were scored according to the Modified Ashworth Scale. The 6-meter walking test was applied to determine participants walking speed. Results: Cryotherapy reduced the spasticity level of ankle dorsiflexors and plantar flexor muscles, without altering the ankle joint position sense and gait speed. Conclusion: Cryotherapy (ice pack) reduced spasticity level in chronic hemiparetic patients, without altering the ankle JPS and gait performance. / Contextualização: A espasticidade é uma desordem neuromuscular que culmina em déficits funcionais em indivíduos pós-Acidente Vascular Cerebral (AVC). A crioterapia é um dos principais meios usados para diminuir temporariamente a espasticidade, contudo não é claro na literatura quais efeitos o resfriamento poderia causar no controle sensoriomotor em hemiparéticos. Não foi descrito na literatura se a crioterapia poderia interferir nas submodalidades de sensibilidade profunda destes indivíduos, como o senso de posição articular. Objetivos: Avaliar os efeitos imediatos da crioterapia (pacote de gelo) sobre o senso de posição articular do tornozelo, o nível de espasticidade e o desempenho na marcha de indivíduos hemiparéticos espásticos crônicos pós-AVC. Métodos: Este foi um estudo controlado com delineamento crossover que contou com a participação de dezesseis sujeitos hemiparéticos crônicos, randomizados em dois grupos: 1) aqueles que receberam a aplicação da crioterapia durante todo o primeiro bloco de avaliações e após quinze dias passaram pelo mesmo procedimento após a aplicação da intervenção controle (Grupo Crioterapia - CT) e 2) aqueles que receberam a aplicação da intervenção controle durante todo o primeiro bloco de avaliações e após quinze dias passaram pelo mesmo procedimento após a aplicação da crioterapia (Grupo Intervenção Controle - CI). O Senso de Posição Articular (JPS) do tornozelo foi mensurado através de um dinamômetro isocinético Biodex Multi-joint System 3, antes e imediatamente após 20 minutos de ambas as aplicações. O menor erro absoluto em relação ao teste proprioceptivo foi calculado e utilizado para determinar a propriocepção. O nível de espasticidade da musculatura do tornozelo foi pontuado de acordo com a Escala de Ashworth Modificada (MAS). O teste de caminhada de 6 metros (6MW) foi aplicado para determinar a velocidade da marcha dos participantes. Resultados: A crioterapia reduz o nível de espasticidade da musculatura do tornozelo, sem alterar o seu Senso de Posição Articular ou a velocidade da marcha dos indivíduos. Conclusão: A crioterapia (pacote de gelo) reduz o nível de espasticidade em indivíduos hemiparéticos espásticos crônicos, sem alterar o seu Senso de Posição Articular e os parâmetros temporais da marcha.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-06T17:53:27Z No. of bitstreams: 1 144359.pdf: 1347545 bytes, checksum: 5d70aa4d9d8a8ed4ad2e04ce3d236964 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T17:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 144359.pdf: 1347545 bytes, checksum: 5d70aa4d9d8a8ed4ad2e04ce3d236964 (MD5) Previous issue date: 1976-09 / Através do método dos elementos finitos, analisa-se o comportamento não-linear de problemas de grandes deformações e plasticidade. Tanto para a formulação Lagrangeana como para a Euleriana, aproxima-se o contínuo por elementos isoparamétricos quadráticos, e a análise de estado plano de tensão e deformação, e de sólidos de revolução é efetuada. Para a solução de problemas de estruturas de superfície, como placas e cascas, degenerou-se elementos tridimensionais quadráticos obtendo-se com este procedimento resultados bastantes satisfatórios. As soluções de vários exemplos são discutidas e comparadas, e algumas conclusões apresentadas. / Through the finite element method, the non-linear behavior of problems involving large deformation and plasticity is analysed. Both for Lagrangian and Eulerian formulation, the continuous is approximated by quadratic isoparametric elements, and the analysis of plane stress, plane strain and revolution solids is effected. For the solution of surface structural problems, such as plates and shells, quadratic tridimensional elements were degenerated and quite satisfactory results were obtained with this procedure. The solutions to various examples are discussed and compared, and certain conclusions are presented.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-26T15:04:27Z No. of bitstreams: 1 139453.pdf: 1499399 bytes, checksum: e1adade3a50e3b69e9f394ae83fb48e9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-26T15:04:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 139453.pdf: 1499399 bytes, checksum: e1adade3a50e3b69e9f394ae83fb48e9 (MD5) Previous issue date: 1975-07 / Determina-se o transiente de temperatura desenvolvido após o acoplamento de um cilindro circular oco, previamente aquecido, com outro maciço, de material diferente. Obtém-se em seguida o campo de tensões principais supondo um processo quase estático e um comportamento termoelástico linear dos materiais. Um caso de pré-aquecimento levando a uma condição inicial de temperatura não uniforme foi comparado com o caso uniforme quanto à possibilidade de ocorrência de plastificação durante o resfriamento e quanto a tensão residual de fretagem. / The temperature transiente after the coupling of a pre-heated hollow cylinder with a solid one of different material is determined. The principal stresses field is then obtained suposing a quasi-static process anda linear thermoelastic behaviar of the materials. One case of pre-heating leading to a non-uniform initial temperature field was compared with the uniform one with respect to shrinkage efficiency and the possibility of yelding of the material during the cooling process.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseARRL.pdf: 2887620 bytes, checksum: f9805339ae9291b11000e1a896f6b3f2 (MD5) Previous issue date: 2005-10-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / The purpose of this study was to evaluate the effect of the combined use of functional electrical stimulation (FES) and treadmill training with body weight support (BWS) in walking functions and voluntary limb control in chronic hemiparetic patients. Eight hemiparetic individuals (mean age, 56.6 ± 10.26 years) were evaluated in the present clinical trial. The stroke interval was 17.3 ± 10.9 months. The stroke etiology of the subjects was ischemia (75%) or haemorrhage (25%) in the middle cerebral artery region. An A1-B-A2 single-case study design was applied. Phases A1 and A2: three weeks of gait training on a treadmill with body weight support, and phase B: three weeks of treadmill training plus FES. FES was applied to the peroneal nerve to improve ankle dorsiflexion during the swing phase and heel strike on the initial floor contact. Stroke Rehabilitation Assessment of Movement (STREAM, 0-60) was used to assess motor recovery. Kinematical analysis was used to assess cycle length (m); cycle duration (s); gait velocity (m/s); stance duration (s); swing duration (s) and cadence (steps/min). The results showed substantial improvement in the motor functions during phase B (from 54.9% to 71.0%). The space-temporal variables of cycle duration, stance and cycle cadence as well as cycle symmetry presented improvements when compared to treadmill training with BWS but without FES (p<0.01). The combined use of FES and treadmill training with BWS promoted an improvement in the motor recovery and gait pattern of hemiparetic subjects and could be used during gait rehabilitation. The purpose of this study was to investigate the effects of uphill treadmill inclination in the gait of ambulatory subjects with hemiparesis. Fourteen individuals (mean age 64.3±14.56 years) were evaluated in the present trial. The stroke etiology of the subjects was supratentorial ischemia (12 cases) or haemorrhage (2 cases). Gait analysis was performed during each experimental condition (floor walking and uphill treadmill walking of 0, 2, 4, 6 and 8%). The space-temporal variables, gait line, cyclogram, force graphs and vertical ground reaction forces during initial contact, midstance and toe-off, and muscular activity were recorded by Infotronic Ultraflex System. Muscular activity recordings were obtained for the following muscles on the subjects paretic side: tibialis anterior, medial belly of gastrocnemius, biceps femoris, vastus lateralis, vastus medialis, gluteus medius and erector spinae. Heart rate was also monitored during each experimental condition. The results showed that uphill treadmill improved the heart rate from 82.6±11.0 bpm to 97.7±20.2 bpm as the treadmill inclination improved to 8%. Spacetemporal variables were not significantly affected by the uphill walking while velocity remained steady. EMG amplitude of gastrocnemius decreased while vastus lateralis and biceps femoris increased with slope. We conclude that treadmill inclination would have some beneficial effect on the subjects general fitness and could be used during stroke rehabilitation when the patient motor condition does not allow the increase of gait velocity. However, gait ability in stroke patients changes within certain limits during uphill treadmill. / Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do treino em esteira com suporte parcial de peso (SPP) associado à estimulação elétrica funcional (EEF) na marcha e controle motor de sujeitos hemiparéticos crônicos. Foram avaliados oito sujeitos hemiparéticos (média de idade de 56.6 ± 10.26 anos). O intervalo de lesão foi de 17.3 ± 10.9 meses e a etiologia da lesão foi isquemia (75%) e hemorragia (25%) na região da artéria cerebral média. Utilizou-se o modelo A1-B-A2 da seguinte forma: Fases A1 e A2: três semanas de treino de marcha em esteira com SPP e fase B: três semanas de treino de marcha em esteira com SPP combinado à EEF. A eletroestimulação funcional foi aplicada no nervo fibular para melhorar a dorsiflexão durante a fase de balanço e contato inicial do calcanhar com o solo. O protocolo de Avaliação da Reabilitação Motora após Acidente Vascular Cerebral (0-60) foi usado para avaliar a recuperação motora dos sujeitos. O comprimento do ciclo (m); duração do ciclo (s); velocidade da marcha (m/s); duração do tempo de apoio (s); duração do tempo de balanço (s) e cadência (passos/min) foram avaliados através da análise cinemática. Os resultados mostraram uma considerável melhora nas funções motoras durante a fase B (de 54.9% para 71.0%). As variáveis espaço-temporais duração do ciclo, tempo de apoio e cadência, assim como simetria do ciclo apresentaram melhora mais efetiva durante o treino em esteira com SPP associado à EEF (p<0.01). O treino em esteira com SPP combinado com EEF promoveu melhora na recuperação motora e no padrão de marcha de sujeitos hemiparéticos e pode ser usado durante a reabilitação da marcha. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da inclinação da esteira na marcha de sujeitos hemiparéticos. Participaram do estudo 14 sujeitos hemiparéticos (média de idade 64.3±14.56 anos). Seis indivíduos eram portadores de hemiparesia direita e oito de hemiparesia esquerda e a média do intervalo compreendido entre a lesão a avaliação foi de 7.1±1.7 semanas. A etiologia da lesão foi isquemia (12 casos) ou hemorragia (2 casos) na região supratentorial. A análise da marcha foi realizada em cada condição experimental, ou seja, durante a marcha sobre o solo, e sobre a esteira com inclinação de 0, 2, 4, 6 e 8%. As variáveis espaço-temporais da marcha, linha da marcha, ciclograma, gráficos de força, assim como a força de reação vertical ao solo, durante o contato inicial, apoio médio e contato final, e eletromiografia foram coletados com a ajuda do sistema Infotronic Ultraflex. A eletromiografia foi realizada nos seguintes músculos do lado hemiparético: tibial anterior, gastrocnêmio (porção medial), bíceps femoral, vasto lateral, vasto medial, glúteo médio e eretor espinhal. A freqüência cardíaca dos sujeitos foi monitorada em cada condição experimental. Os resultados deste estudo mostraram que o uso da esteira inclinada provocou o aumento da média da freqüência cardíaca dos sujeitos de 82.6±11.0 bpm para 97.7±20.2 bpm, após caminharem em esteira com inclinação de 8%. Não houve melhora importante nas variáveis espaço-temporais da marcha, uma vez mantida a velocidade e utilizado um percentual mínimo de suporte parcial de peso. A inclinação da esteira causou redução na intensidade da contração do músculo gastrocnêmio e aumento na intensidade de contração dos músculos vasto lateral e bíceps femoral. Conclui-se que a marcha sobre esteira com inclinação favorece a condição cardiovascular de sujeitos hemiparéticos e pode ser utilizada por indivíduos que não possuem condições motoras que permitam o aumento da velocidade da marcha. Entretanto a habilidade da marcha em sujeitos hemiplégicos se altera dentro de certas limitações durante marcha sobre superfícies inclinadas.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 resumo.pdf: 12556 bytes, checksum: ee4bb9d2f9a84c76e74376683a7246a3 (MD5) Previous issue date: 2006-11-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / With the advent of faster and more accessible computers, engineers are substituting the traditional "trial-and-error" approach in favour of simulation tools, attending the companies desires, that is produce products with more competitiveness, efficiency, technology and reducing costs. The objective of this work is to perform a cold forming numerical simulation of a mechanical component, obtained from a low carbon bar. Because of the component geometry, the process requires some conformation stages, been not possible to reach the final configuration with just one die and a punch. Three different conformation processes are analyzed, varying the number of intermediate stages and punch geometry strategies. Two of them showed some problems in their tools during the component process production. It is used the commercial softwares Ansys® and SuperForm® to the numerical analysis process. The former was not appropriate, because it showed some problems with the remesh resource. With the latter it is reached good numerical results, that are presented and compared with the produced component final dimensions. In addition, it is studied the failure of the tools used in the real process, numerical aspects related to the element size, material properties, displacement increment and the friction behavior influence. / Com o advento de computadores cada vez mais rápidos e acessíveis, engenheiros têm substituindo o tradicional método tentativa-e-erro por ferramentas de simulação, atendendo aos anseios da indústria, que é produzir produtos com maior competitividade, mais eficientes, com maior tecnologia agregada e reduzindo custos. Este trabalho tem como objetivo realizar a simulação numérica da conformação a frio de um componente mecânico, obtido a partir de uma barra de aço de baixo carbono. Destaca-se que devido à geometria do componente, o processo necessita de várias etapas de conformação, não sendo possível atingir a configuração final com apenas uma matriz e um punção. Três processos diferentes de conformação são analisados, variando o número de etapas intermediárias e estratégias de geometrias de punções, dos quais dois apresentaram falhas nas ferramentas durante o processo de fabricação do componente. Utilizaram-se os aplicativos comerciais Ansys® e SuperForm® para as análises numéricas dos processos, sendo que o primeiro não se mostrou muito apropriado, pois apresentou problemas com o recurso do remalhamento. Com o segundo programa obteve-se bons resultados numéricos, que são apresentados e comparados com as dimensões finais dos componentes fabricados. Além disso, estuda-se a falha das ferramentas usadas no processo real, aspectos numéricos relacionados com tamanho de elemento, propriedades do material, incremento de deslocamento e influência do comportamento do atrito.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ricardo Unfer.pdf: 5026505 bytes, checksum: b1a9b812ca57fee435c193dd97394575 (MD5) Previous issue date: 2004-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A computerized prototype machine for cold torsion testing has been developed, constructed and tested in the Laboratory of Metal Forming at UDESC (University the State the Santa Catarina) - Joinville. The equipment consists of a horizontal torsion machine, employing an electric motor, a wheel, a horizontal axle and a control and acquisition data system. The goal of this torsion test machine is to simulate the conditions of industrial processing of metals as cold upsetting and rolling. Experimental tests were carried out at a constant angular speed which imposed a constant shear strain rate to the specimen. Setting the rotation speed to 60 rpm, it was possible to simulate the initial operation stage of sheet metal rolling process which utilizes the strain rate of about 2/s, and by increasing it up to the strain rate of 10/s , the final sheet calibration stage could be simulated (in cold rolling). To attain good repetibility of results in the torsion tests, the angular velocity must be controlled carefully to provide a sound bases for understanding the plotted curves and its features. The torsion test has been carried out on materials such as annealed steel 1020, brass, pure copper and pure aluminium. The mechanical behavior of the metallic materials until fracture can be studied considering the rupture type (how for example is the features of ductile and brittle fracture). This test has been used to determine the mechanical properties of those metals after the plastic flow has taken place (as for example &#964;esc, &#964;máx, &#964;rup e n workhardening) that are obtained from the torque (M) versus twist angle (&#952;) curves. Thus, from measurements of the torque (M - Nm) and the angle of twist (&#952; - degree), it was possible to construct the shear stress (&#964;) versus shear strain (&#947;), equivalent stress ( &#963;) versus equivalent strain ( &#949;) curves and obtain the work-hardening equations. The obtained results from the cold torsion tests has shown that the machine of plastic torsion is adequate for laboratory simulation of material in cold rolling and forging studies and also for the determination of mechanical properties of metallic materials. The observed equivalent stress and equivalent strain curves have shown that the total elongation or strain to fracture &#949;f has not shown a meaningful increase with the strain rate for 1020 steel performed in simple tensile (strain rate 1,7x10-3/s) and plastic torsion (strain rate 2/s) : 16,5% in tensile test and 13,5% in torsion test, see figure 5.9. However, in the case of brass (&#949;f 35% in tensile and 15% in torsion, figure 5.10 ); for copper (18% in tensile and 47% in torsion, see figure 5.11) and for aluminium (10% in tensile and 53% in torsion, see figure 5.12), all material were annealed. That is, for the same strain rate conditions as steel, these materials have shown a relevant increase in elongation for torsion test, or these materials have larger plastic strain before arriving fracture, although they have been tested in torsion with a higher strain rate compared with the simple tensile tests. According to the torque (M) versus twist angle (&#952;) curves for annealed 1020 steel, annealed brass, annealed copper and annealed aluminium, it was observed that tubular specimens have ruptured almost immediately after arriving the maximum torque or the plastic instability point. That is, rupture occurred immediately after the instability point has been attained, suggesting that rupture mechanisms are associated to the mechanics of instability. However, there is a subtile difference of material behavior: copper and aluminium have presented an extra small strain after the point of maximum. In view of this, it can be asserted that in torsion test of metals there is also the occurrence of the instability phenomena and the plastic strain localization in the narrow rupture band. Although, local necking has not been noted as in simple tension test. / O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento, operação e ensaios de uma máquina protótipo automatizada para a realização de ensaios de torção plástica a frio. O projeto e operação da máquina foram realizados no Laboratório de Conformação Mecânica da UDESC - Joinville (Universidade do Estado de Santa Catarina). Este equipamento consiste de uma máquina horizontal de ensaio de torção por meio do acionamento de um motor elétrico, volante, eixo e um sistema de controle e aquisição de dados. A finalidade deste protótipo é realizar ensaios com materiais metálicos a fim de simular o comportamento à deformação plástica que ocorrem nos processos industriais de conformação de metais como na laminação e no forjamento a frio. Os ensaios são realizados com uma rotação constante que impõe uma taxa de deformação de cisalhamento constante. Variando-se as velocidades de deformação dos ensaios (através da mudança da rotação), é possível simular a laminação que utiliza taxas de deformações de 2/s no início do processo ou na etapa de desbaste até uma taxa de 10/s no acabamento final (no caso da laminação a frio). Sendo importante ressaltar que em relação a máquina de torção plástica, é necessário controlar e definir as velocidades de deformação para se obter uma boa repetibilidade de resultados. Através destes ensaios é possível determinar as propriedades mecânicas dos materiais tais como o módulo de elasticidade de cisalhamento (G), tensão limite de escoamento (&#964;esc), tensão máxima (&#964;máx), tensão de ruptura (&#964;rup), índice de encruamento (n) e coeficiente de sensibilidade à taxa de deformação. Pode-se investigar tanto o comportamento mecânico como o tipo de fratura (dúctil ou frágil) e os mecanismos de ruptura que ocorrem na realização do ensaio de torção plástica. No caso do aço SAE 1020, cobre, latão e alumínio recozidos os corpos de prova maciços e ocos (tubular) apresentaram uma fratura dúctil. O número de corpos de prova utilizados para os ensaios de torção plástica para o aço SAE 1020, latão e cobre recozidos foram 2 maciços e 2 ocos (tubulares) e para o alumínio 1 maciço e 2 ocos (tubulares). De acordo com os resultados obtidos através da máquina de torção plástica não foi possível simular as mesmas condições de deformação que ocorrem no processamento industrial na laminação a frio devido limitações no sistema de aquisição de dados. Estas limitações ocorrem em função da placa (taxa de transferência de 187,5 Kbs) utilizada que apresentou uma baixa taxa de transferência de dados do CLP (controlador lógico programável) para o programa elipse scada. Foi utilizada então uma taxa de deformação de 2/s 61 rpm (que é similar ao desbaste inicial no processo de laminação a frio) em função da limitação do equipamento de se variar este parâmetro, que se aproximou do desbaste inicial na laminação a frio. Para determinação do m (sensibilidade a taxa de deformação) utilizaram-se curvas de tensão verdadeira logarítmica versus deformação verdadeira logarítmica obtidos nos ensaios de tração simples considerando uma média de 3 valores de deformação verdadeira para o aço SAE 1020 e alumínio recozidos com os diferentes valores de tensão verdadeira nas duas taxas de deformações usadas nestes ensaios que foram de 0,17x10-2/s e 3,34x10-2/s que se mantiveram constates. Para os materiais latão e cobre recozidos as mesmas curvas não apresentaram variação de valores de tensão verdadeira para as duas taxas consideradas, portanto o valor de m para estes materiais é zero. Neste caso não foi possível calcular a sensibilidade a taxa de deformação m nos ensaios de torção plástica, sendo necessário utilizar os mesmos valores obtidos nos ensaios de tração simples (como ponto de partida para os cálculos de tensão de cisalhamento e deformação de cisalhamento) , onde utilizaram-se 2 corpos de prova para o aço SAE 1020, latão, cobre e alumínio recozidos realizados na máquina universal de ensaios mecânicos. Para se determinar as curvas de tensão de cisalhamento versus deformação, tensão equivalente versus deformação equivalente e as equações da plasticidade do aço SAE 1020, latão, cobre e alumínio recozidos, utilizaram-se os valores obtidos da aquisição de dados pelo programa elipse scada gerados em uma tabela contendo torque (Nm) e ângulo de rotação (graus), que por sua vez é convertida para o programa da Microsoft Excel. Através dos valores de torque e ângulo de rotação convertido para o Excel utilizaram-se as equações específicas (de acordo com os capítulos 4 e 5) para os corpos de provas maciços e ocos (tubulares) usados nos ensaios de torção plástica. Nas curvas de tensão equivalente versus deformação equivalente observou-se que com a variação da taxa de deformação no aço SAE 1020 realizada nos ensaios de tração simples (taxa de 1,7x10-3/s) e torção plástica (taxa de 2/s) que não apresentou um aumento significativo na ductilidade ou alongamento total &#949;f do material (16,5% na tração e 13,5% na torção , ver fig. 5.9 ). Já no caso do latão (&#949;f : 35% na tração e 15% na torção, fig. 5.10 ), para o cobre (18% na tração e 47% na torção, fig. 5.11) e para o alumínio (10% na tração e 53% na torção, fig. 5.12) todos recozidos. Para os mesmos valores de taxa de deformação do latão, cobre e alumínio apresentaram um aumento significativo no alongamento total na torção, ou seja, estes materiais se deformaram mais antes de atingir a ruptura, embora tenha-se um aumento da velocidade de deformação realizada nos ensaios de torção plástica comparado com a tração simples. De acordo com as curvas de torque versus ângulo de rotação para o aço SAE 1020, latão, cobre e alumínio recozidos observou-se que os corpos de prova ocos (tubulares) romperam quase imediatamente após atingirem o torque máxima sendo este o ponto de instabilidade plástica. Ou seja, a ruptura ocorreu imediatamente após atingir o ponto de instabilidade, sugerindo que a ruptura é devido a mecanismo associado a mecânica da instabilidade. Entretanto, existe alguma diferença sutil de comportamento entre os materiais: o cobre e o alumínio tiveram uma pequena deformação extra após o ponto de máximo. Em vista disto, podemos afirmar que no ensaio de torção plástica de metais, também temos a ocorrência do fenômeno da instabilidade e da localização da deformação plástica na estreita faixa da ruptura. Entretanto, praticamente não se observa a formação de uma redução no diâmetro útil dos cdps de torção como ocorre nos cdps de tração simples