Este trabalho tem por objetivo o design e a fabricação de superfícies tácteis a partir de padrões modulares encaixáveis. Estas superfícies foram construídas em diferentes materiais naturais (minerais e madeiras) e em distintos processos de fabricação inovadores (usinagem por jato de água, usinagem por controle numérico computadorizado ou CNC e corte a laser). A intenção foi desenvolver uma metodologia de design & tecnologia para aplicá-la em painéis de revestimento que possam ser produzidos em baixa escala de forma semi-industrial. A grande variedade de materiais naturais encontrados no estado do Rio Grande do Sul; a carência de design associado a estes materiais quando do produto final e o volume de rejeitos oriundos deste beneficiamento, foram os principais motivadores para a utilização destas matérias primas. O estudo de diferentes técnicas de design de superfície auxilia na transformação destes materiais, para que os mesmos passem a ter o formato de módulo. Dentro deste contexto, foram estudadas as técnicas desenvolvidas pelo artista Maurits Cornelis Escher. Ele dedicou boa parte de sua vida profissional à composição de desenhos que, justamente, partem da utilização da simetria, modularidade, continuidade e encaixe. Neste sentido, após a compreensão das técnicas utilizadas por Escher, alguns de seus desenhos foram aplicados nos materiais selecionados através dos processos de fabricação adequados, possibilitando a construção das diferentes superfícies tácteis. Os resultados obtidos identificam que a utilização de processos de fabricação inovadores para interferência nos materiais naturais são ferramentas importantes para a promoção de uma nova geração de produtos locais. Conclui-se que estas interferências viabilizam a fabricação de produtos com maior valor estético, social e econômico. / This work aims at the design and the manufacturing of tactile surfaces from modular plug patterns. These surfaces were built in different natural materials (mineral and wood) and in distinct innovative manufacturing processes (waterjet machining, computerized numerical control machining or CNC and laser cutting). The objective was to develop a design & technology methodology for applying it in coating panels that can be produced on a semiindustrial small scale. The huge variety of natural materials found in Rio Grande do Sul State, the lack of design associated to these materials as to the final product and the volume of waste from this processing were the main motivators for the use of these raw materials. The study of these different techniques of surface design helps the transformation of these materials in order that they start to have the modular format. Within this context, the techniques developed by the artist Maurits Cornelis Escher were studied. He devoted much of his professional life to the composition of drawings beginning exactly with the use of symmetry, modularity continuity and joint. In this sense, after understanding the techniques used by Escher, some of his drawings were applied in the materials selected through suitable manufacturing processes, enabling the construction of different tactile surfaces. The results obtained identify that the utilization of innovative manufacturing processes to interfere in the natural materials are important tools for the promotion of a new generation of local products. It is conclude that these interferences enable the manufacture of products with greater aesthetic, social and economic value.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-26T18:52:42Z No. of bitstreams: 1 ANA PAULA TRINDADE ROCHA – TESE (PPGEP) 2006.pdf: 2605471 bytes, checksum: 29c8f1076e79512504affafce03e4657 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-26T18:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANA PAULA TRINDADE ROCHA – TESE (PPGEP) 2006.pdf: 2605471 bytes, checksum: 29c8f1076e79512504affafce03e4657 (MD5) Previous issue date: 2006-12-22 / CNPq / O presente trabalho teve como objetivo estudar o recobrimento contínuo de grânulos de quebra pedra em leito de jorro. Os grânulos foram obtidos a partir do processo de granulação por via úmida do extrato seco de quebra pedra, utilizando como ligante o PVPK30. Utilizou-se um recobridor em leito de jorro de configuração tronco-cilíndrica, construído em acrílico com base cônica de 60o, diâmetro da coluna de 15 cm, altura de 45 cm e diâmetro de entrada do ar de 3,0 cm. A suspensão polimérica a base de Eudragit foi atomizada sobre o leito de partículas, através do bico atomizador de duplo-fluido, localizado na parte superior da coluna. Trabalhou-se com uma carga de grânulos de 0,4 kg formada por partículas cuja distribuição granulométrica variou de 1,7 a 3,35 mm. Inicialmente, foi realizado o levantamento das curvas características e a partir dos resultados destas, juntamente com os resultados dos testes preliminares de recobrimento elaborou-se um planejamento experimental 23 com 6 pontos axiais e três repetições no ponto central, totalizando 17 experimentos de recobrimento. As variáveis operacionais foram: pressão de atomização, vazão de suspensão de recobrimento e temperatura do ar de secagem. Os resultados experimentais permitiram investigar as variáveis respostas: eficiência de recobrimento, crescimento relativo das partículas, índice de aglomerados e taxa de evaporação. A eficiência do processo variou de 40,78 a 93,19 %, o crescimento relativo de 7,31 a 15,86 %, o índice de aglomerado de 0 a 38,82% e a taxa de evaporação de 3,16 g/min a 10,9 g/min. O planejamento experimental forneceu modelos estatisticamente significativos para o índice de aglomerados e crescimento de partículas. Quanto à taxa de evaporação o modelo obtido além de estatisticamente significativo, foi também preditivo. Foram realizados ensaios de dissolução para avaliar o filme de recobrimento nos experimentos com maior eficiência, com menor eficiência e no ponto central. O principio ativo avaliado nesses testes foi o teor de flavonóides totais. Os resultados reforçam a importância do estudo da dissolução in vitro e que o processo de revestimento em leito de jorro é uma alternativa viável para modificação do perfil de liberação de formas farmacêuticas granulares. / The present work aimed to study the continuous coating process of stone breaker (Phylanthus niruri L.) granules in spouted bed. The granules were obtained from the granulation process, through humid via of stone breaker’s dry extract, in which the PVP-K30 was utilized as a binder. It was used a cone-cylindrical spouted bed coater, built of Plexiglass, whose dimensions were: angular base of 60o, column diameter of 5cm, column height of 45cm and inlet orifice diameter of 3.0 cm. The aqueous polymeric suspension of Eudragit was sprayed on the particles bed through the double-fluid atomizer nozzle located at the top the bed. The experiment carried out granules of 0.4kg formed by particles whose granulometric distribution varied from 1.7 to 3.35 mm. Initially, the characteristic curves had been analyzed and then, after these results were taken into consideration along with the coating preliminary tests, a 23 factorial design - with 3 central points and 6 axial points, 17-run full factorial design - was employed to evaluate the effects of the operational variables on the coating process. The independent variables studied were the air pressure of atomization, flow rate of suspension and the air inlet temperature. The responses analyzed were the process efficiency, the particles growth, the agglomeration index and the evaporation rate. The process efficiency varied from 40.78 to 93.19%, the relative growth from 7.31 to 15.86%, the agglomeration index from 0 to 38.82% and the evaporation rate from 3.16 to 10.9 g/min. The factorial design provided statistically significant models to the agglomeration index and the particles growth. As for the evaporation rate, besides being statistically significant, the model obtained was also predictive. Dissolution tests were carried out to analyze the coating film in the runs with lower and higher efficiency and with central point. The active ingredient evaluated in these tests was the total flavonoids content. The results point out the importance of the in vitro dissolution study and also that the coating process in spouted bed is a viable alternative to the profile modification in the granular pharmaceutic form’s release.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-28T19:41:20Z No. of bitstreams: 1 JOELMA MORAIS FERREIRA – TESE (PPGEP) 2006.pdf: 9831105 bytes, checksum: 2ef86ebc8b2b5d26c22e23ceaa696d0d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-28T19:41:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOELMA MORAIS FERREIRA – TESE (PPGEP) 2006.pdf: 9831105 bytes, checksum: 2ef86ebc8b2b5d26c22e23ceaa696d0d (MD5) Previous issue date: 2006-12-22 / CNPq / As atividades industriais têm introduzido metais nas águas numa quantidade muito maior do que aquela que seria natural, causando grandes poluições. Os tratamentos convencionais (redução química, troca iônica, ultrafiltração e osmose inversa), normalmente usados para a remoção de metais dos efluentes líquidos, apresentam algumas desvantagens, pois além de serem, na maioria, processos caros, não conseguem remover totalmente os íons metálicos. A necessidade de tratamentos eficientes e econômicos para remoção de íons metálicos de efluentes tem resultado no desenvolvimento de novas tecnologias. Muitas destas descrevem técnicas envolvendo o uso de bactérias, fungos, microalgas, e macroalgas. A biossorção é o processo no qual sólidos de origem biológica ou seus derivados são usados na retenção de íons metálicos de um ambiente aquoso. Comparadas às metodologias convencionais para a remoção de íons metálicos de efluentes industriais, o processo de biossorção tem como principais vantagens o baixo custo operacional e alta seletividade. Dentre os microrganismos mais utilizados destacam-se os fungos, que são utilizados em uma variedade de processos industriais servindo como fonte constante e econômica de suprimento de biomassa para remoção de íons metálicos. Sendo o Brasil, o maior produtor mundial de álcool etílico via processo fermentativo utilizando-se da Saccharomyces cerevisiae (levedura) como o microrganismo agente da fermentação, é prática comum nas indústrias de produção de álcool etílico, no Brasil, a sangria do creme de levedura, que consiste em retirar parte do creme do processo de centrifugação. Desta forma, a Saccharomyces cerevisiae é uma fonte excedente do processo de fermentação que pode ser utilizada, por exemplo, como bioadsorvente de íons metálicos em processos de descontaminação ambiental. Experimentos de biossorção de íons metálicos utilizando a Saccharomyces cerevisiae para remoção do Cd2+ e Pb2+ foram realizados para investigar os fatores que influenciam e otimizam o processo de biossorção. Através do estudo da cinética estático verificou-se que o tempo 48h já é suficiente para o processo alcançar o equilíbrio. Para a cinética dinâmica a partir de 90 min não ocorreu mais alteração no valor da concentração final dos dois íons metálicos, portanto, sendo este tempo suficiente para o sistema alcançar o equilíbrio num sistema operando em condições dinâmicas. A técnica de planejamento experimental foi utilizada para avaliar os efeitos das variáveis quantidade de biomassa, concentração dos íons metálicos, temperatura, pH e estado da biomassa (viva ou morta), que influenciam no processo Os efeitos da quantidade de biomassa e concentração inicial dos íons metálicos estudados foram as variáveis que apresentaram mais efeitos significativos quando comparado com o efeito do pH, estado da biomassa (viva ou morta) e temperatura nas condições avaliadas. O modelo que melhor ajustou o processo foi o de Langmuir com valores de qmax de 210,5 mg.g-1 para o cádmio e 1486,88 mg.g-1 para o chumbo. A levedura imobilizada apresentou uma certa queda na sua eficiência de remoção observando-se redução média na eficiência de q de 78,5% para o Cd2+ e de 73,92% para o Pb2+. / The industrial activities have introduced metals in waters in quantities which are greater than those found naturally, thereby causing heavy pollutions. The conventional treatments (chemical reduction, ionic exchange, ultrafiltration and inverse osmosis), normally used for the metal removal of the liquid effluents, present some disadvantages, because majority of them apart from being expensive processes are not capable to remove metal ions compleatly. The necessity of efficient and economic treatments for removal of metallic ions from effluents has resulted in the development of new technologies. Many of these techniques are based on the use of bacteria, fungi, microseaweed, and macroseaweed. The biosorption is a process in which solids of natural origin or its derivatives are used in the retention of metallic ions from an aqueous medium. The biosorption process has as main advantages the low operational cost and high selectivity when compared to the conventional methods for the removal of metallic ions from industrial effluents. Amongst the used microorganisms fungi are more distinguished, as these are used in a variety of industrial processes and serves as constant and economic source of supplement of biomass for removal of metallic ions. Brazil being a world-wide big producer of ethyl alcohol by a fermentative process that uses the Saccharomyces cerevisiae (ferment) as the microorganism, it is a common practice in the industries of alcohol to remove the excess of the ferment cream by centrifuging. This way, the excessive Saccharomyces cerevisiae of the fermentation process is a source that can be used, for example, as biosorbent of metallic íons for the decontamination of environment. Experiments of biosorption of metallic íons using the Saccharomyces cerevisiae for removal of the Cd2+ and Pb2+ had been carried out to investigate the factors that influence and optimize the biosorption process. Through the study of the static kinetics it was verified that a period of 48 hours is enough for the process to reach the equilibrium. For the dynamic kinetics after 90 min no more change in the final concentration of the two metallic ions occurred. Therefore, this time is enough for the system to reach the equilibrium when the process is operating in dynamic conditions. The design of experiment technique was used to evaluate the effect of the variables: biomass amount, metallic ions concentrations, temperature, pH and state of the biomass (alive or dead). The effects of the amount of biomass amount and initial metallic ion concentration were the variables that presented more significant effects when compared with the effect of pH and state of the biomass (alive or dead) under the evaluated conditions. The Langmuir and Freundlich models were used to adjust to the experimental data of the adsorption isotherms of metal ions studied. The model that adjusted better the adsorption isotherms was of Langmuir having qmax values as 210.5 mg.g-1 for cadmium and 1486.88 mg.g-1 (Langmuir not linearized) for the lead. The immobilized ferment presented a decrease in its efficiency of metal ion removal. In the study for the immobilized ferment an average efficiency of the adsorbed amount per unit of mass of 78.5% for the Cd2+ and 73.92% for the Pb2+ was observed.

O presente trabalho trata da análise experimental de um sistema de monitoramento baseado na técnica de fusão de sensores, aplicado em uma retificadora cilíndrica externa. A fusão é realizada entre os sinais de potência e emissão acústica para obtenção do parâmetro FAP (Fast Abrasive Power) através do método desenvolvido por Valente (2003). Através da simulação de problemas encontrados nos processos de retificação (falha de sobremetal, colisão, desbalanceamento e vibração), foram captados os sinais de potência e emissão acústica e a partir destes gerado o parâmetro FAP, comparando seu desempenho, na detecção dos problemas, com os outros dois sinais. Para a análise foram construídos os gráficos das variações dos sinais em relação ao tempo de execução do processo e os mapas do FAP e acústico. O sistema de monitoramento avaliado tem como característica baixa complexidade de instalação e execução. Os dados experimentais revelam que o FAP apresenta uma velocidade de resposta maior que a potência e levemente amortecida em relação à emissão acústica. O nível do seu sinal é igual ao da potência mantendo-se homogêneo durante o processo, ao contrário da emissão acústica que pode ser influenciada por diversos outros parâmetros, tais como geometria da peça, distância do sensor, montagem do sensor, entre outros, que independem da interação ferramenta-peça. O resultado é uma resposta dinâmica e confiável, associada à energia do sistema. Estas características são interessantes para o monitoramento de processos de retificação (excluindo a dressagem) sendo superiores àquelas apresentadas isoladamente pelos sinais de potência e emissão acústica. / The present study deals with an experimental analysis of a monitoring system based on a sensor fusion strategy applied to a cylindrical grinding machine. It comprises a fusion of the power and acoustic emission signals and has as main goal to obtain the FAP (Fast Abrasive Power) using the method developed by Valente (2003). Initially, the power and acoustic emission signals were captured under operational dysfunction conditions during the grinding process (stock imperfection, collision, unbalancing e vibration). Then, based on these signals, the FAP parameter was generated and its capability in characterizing operational dysfunctions evaluated against the performance of an individual analysis of the power and acoustic emission signals. For this analysis, FAP and acoustic maps plus plots showing the FAP signals vs. working time were implemented. The experimental data revealed that the FAP presents a faster response than the power signal and a slightly dumped response when compared against the acoustic signal. The signal level of the FAP is similar to the power signal and is homogenous during the machining process. On contrary to the FAP, the acoustic emission signal may be affected by parameters that are not related to the tool-workpiece interactions, workpiece geometry and sensor positioning. The dynamic response of FAP is reliable and linked to the energy of the system. Finally, it should be highlightened that the monitoring system based on the FAP parameter presents low complexity in both implementation and execution. Such characteristics are superior to those observed when using either the power or acoustic emission signals and highly valuable in a system designed to monitor grinding processes.

As operações de usinagem viabilizam a construção de máquinas e equipamentos que proporcionam a manutenção do bem estar da sociedade e a sua evolução. Com o estudo das tecnologias e a adequação dos sistemas de produção ao paradigma desenvolvimento sustentável, é possível discutir as operações de corte com ferramentas de geometria definida e oferecer suporte ao desenvolvimento destes processos nas pequenas e médias empresas (PME). Estas unidades do sistema produtivo estão sujeitas ao rigor do mercado e suas transformações, devendo ter condições de oferecer respostas à altura de sua função. O acesso ao conhecimento e à tecnologia leva ao fortalecimento da empresa através dos ganhos de competência e competitividade. A tecnologia proporciona condições de maior produtividade, qualidade e controle dos processos e o novo paradigma de produção conduz à eliminação dos impactos ambientais, racionalização e redução do consumo de recursos não renováveis, para a preservação e manutenção do planeta e seus sistemas naturais. No trabalho desenvolvido na presente pesquisa foi possível conhecer e avaliar as instalações e corpo técnico de onze empresas (PME), com processos de usinagem, no município de São Carlos, São Paulo. A organização dos dados permite a construção de um cenário onde são evidenciados potenciais e carências. Na etapa seguinte foi eleito um processo, em uma das empresas, que recebeu intervenções para melhor desempenho nos aspectos econômico, social e ambiental. Os resultados alcançados permitem que se faça projeções de ganhos para todo o parque industrial estudado. O mecanismo de apoio às pequenas e médias empresas em uma avaliação final sugere um salto de qualidade, referendando o modelo que pode ser facilmente reproduzido. / Machining operations make possible the construction of machines and equipment which provide the maintenance of society welfare and its evolution. Studying the technology directions and the production systems adequacy to the sustainable development paradigm enables the discussion of machining and the fostering of the processes at the small and medium-sized enterprises (SME). Because of the vulnerability to the market and its transformations these companies should have conditions to respond to the demands at the importance level of their function. The access to the knowledge and technology brings a gain in competence and competitiveness. Technology provides conditions for higher productivity, quality and processes control, as well as the new production paradigm leads to the elimination of the environmental impacts, rationalization and reduction in the use of non renewable materials preserving and maintaining the planet’s natural systems. In this research it was possible to know the facilities and the technical staff of eleven metalworking companies (SME), in São Carlos city, São Paulo state. The gathered data allows to draw a portrait that puts in evidence the potentials and deficiencies. On a next stage a specific machining operation was chosen to be improved in the economic, social and environmental aspects. The achieved results allow projections of gains in the industrial park. In a final evaluation of the small and medium-sized enterprises support mechanism it suggests a quality improvement assuring the availability of the model that is easily reproducible.

O presente trabalho visa apresentar informações que viabilizem a fabricação de componentes de rolamentos com limites superiores de resistência à fadiga, com a intenção de proporcionar uma vida útil maior ao rolamento, e, também, a otimização da fabricação das peças, dispensando em alguns casos o processo final e usual de retificação, o que implica uma redução de custos. As motivações deste estudo são a geração de altas tensões residuais compressivas no torneamento duro-seco a altas velocidades, a aplicação do RMB como técnica de medição das tensões residuais em aço 100CrMn6 e a otimização da qualidade/custos na fabricação de rolamentos. Para atingir essas metas, será estudada a influência dos parâmetros da usinagem (velocidade de corte (Vc), avanço (a), penetração (p) e desgaste da ferramenta (VB)) na geração das tensões residuais superficiais (sR) e sobre as forças de torneamento (Fc, Fa, Fp), em anéis internos de rolamentos cônicos de aço DIN 100CrMn6 endurecidos termicamente, procurando-se estabelecer uma correlação entre o desgaste da ferramenta e os referidos esforços e tensões residuais. Na etapa experimental, será utilizado um planejamento fatorial completo para executar os ensaios e medições projetadas. No ensaio de torneamento, serão medidas as forças de corte utilizando-se, para isso, um dinamômetro piezoelétrico. Em seguida, serão efetuadas medições de rugosidade. Também será realizado o estudo da microestrutura através da análise metalográfica. As tensões residuais serão medidas utilizando-se o método do furo-cego com extensometria elétrica, e as medidas das alterações microestruturais superficiais serão realizadas pela técnica do Ruído Magnético de Barkhausen (RMB). Serão correlacionados os valores de tensão residual obtidos pela técnica do furo com o RMB. / The present work presents information for the manufacturing of ball bearings components with higher limits of resistance to fatigue, enabling a longer useful life and also the optimization of the production of the pieces, making the usual and final process of grinding unnecessary, which would result in a costs reduction. The motivations of this study are the generation of compressive high residual stress in the hard-dry turning at high speeds, the application of the MBN as technique of measurement of the residual stress in steel 100CrMn6, and the optimization of the quality/costs in the manufacturing of ball bearings. In order to achieve these purpose, the work will study the influence of the machining parameters (cutting speed (Vc), feed rate (a), depth of cut (p), and wear of tool (VB)) in the generation of the superficial residual tensions and also the turning forces (Fc, Fa, Fp), in internal conical rings of ball bearings of steel 100CrMn6 thermally hardened, seeking to find a correlation between the stress of the tool and the referred efforts. In the experimental phase, a complete factorial planning will be used to perform the tests and measurements projected. In the turning tests, the cutting forces will be measured using a piezoelectric dynamometer. After that, measurements of superficial roughness will be performed. Also, the study of the microstructure will be made through the metallographic analysis. The residual tensions will be measured using the strain gage hole-drilling method and the measurement of the superficial microestrutural alterations will be carried out using the technical of the magnetic Barkhausen noise (MBN). The values of residual tension obtained by the hole-drilling will be correlated with the RMB.

As inclusões de sulfeto de manganês (MnS) são compostos não-metálicos formados no aço pela reação entre o enxofre (S) e o manganês (Mn). A formação das inclusões de MnS durante o processo de produção do aço é esperada e desejada em aços onde a usinabilidade é uma característica importante. Na usinagem, as inclusões apresentam um efeito de concentração de tensão no aço facilitando a quebra do cavaco. Esse efeito está determinado por fatores como tamanho e forma das inclusões e a distribuição das mesmas na matriz metálica. Vários estudos experimentais têm sido realizados com relação a esses fatores, no entanto, não existem modelos numéricos consolidados sobre este tema. O foco deste trabalho foi estudar a relação entre a microestrutura de dois aços para construção mecânica (composição base ABNT 1045) e sua usinabilidade. Um modelo numérico foi proposto para estudar os campos de tensão gerados no aço durante os processos de corte, considerando os aspectos microestruturais (principalmente as inclusões de MnS). As tensões resultantes durante o torneamento foram simuladas com base em medições de força de avanço e de corte durante ensaios de usinagem. Foi obtida uma boa correlação entre o modelo numérico e os resultados experimentais. A análise numérica confirmou que as inclusões atuam como concentradores de tensão e que sua morfologia e distribuição influenciam na usinabilidade do material. / MnS inclusions are non-metallic compounds formed in steel due to chemical reactions between sulfur and manganese. The formation of MnS inclusions during steel production is generally expected and sometimes desired in steels for machining applications. During machining, the stress concentrating effect due to MnS inclusions is determined by factors such as their size, shape and distribution in the metallic matrix. Several experimental studies have been conducted in this area; nevertheless, there are no consolidated numerical models. The main objective of this work was to analyze the relationship between the microstructure of two steels (ABNT 1045) and their machinability. A numerical model was proposed to study the stress fields during the cutting process, considering the microstructural aspects of steels (mainly the MnS inclusions). Stresses during turning were simulated based on experimental measurements of cutting and feed forces. A good agreement between the numerical model and experimental results was observed. Numerical results confirm that MnS inclusions are stress concentrators and their morphology and distribution influence the materials machinability.

Métodos convencionais, tais como o método da chapa ortotrópica, têm sido aplicados por muitos anos no estudo de painéis reforçados pela sua simplicidade e facilidade de aplicação na determinação de tensões agentes nas fases iniciais da espiral projeto. Não estão disponíveis na literatura, porém, análises comparativas do método da chapa ortotrópica com procedimentos numéricos utilizando elementos finitos (MEF) que permitam a determinação da acurácia ou da ordem de grandeza dos desvios inerentes à aplicação desta metodologia. O presente trabalho apresenta análises comparativas entre estas duas metodologias na solução de painéis reforçados submetidos a carga lateral uniforme, tipicamente aplicados a estruturas navais (chapa em apenas um dos lados com reforçadores em T). Com este objetivo foram construídos modelos de painéis simplesmente apoiados e engastados (modelagem com elementos de viga e casca) com diferentes espaçamentos e diferentes inércias de reforçadores, configurando uma ampla matriz de análise paramétrica. Os resultados de deflexões e tensões nas vigas e chapas obtidos dos modelos MEF foram parametrizados em função das variáveis da chapa ortotrópica (razão de aspecto virtual), (coeficiente de torção) e K (parâmetro adimensional de tensões e de deflexão). Esta parametrização permite gerar curvas numéricas de tensão e deflexão dos modelos em estudo. As curvas numéricas assim geradas são comparadas com as curvas propostas pelo método da chapa ortotrópica para painéis reforçados simplesmente apoiados, de tal maneira que sua comparação permita, além de determinar a sensibilidade dos resultados numéricos em função das mudanças de inércia e espaçamento entre reforçadores, aferir o nível de desvio oriundo do uso da metodologia da chapa ortotrópica em relação ao método dos elementos finitos. Resultados mostram que as curvas derivadas da metodologia da chapa ortotrópica fornecem bons resultados para as deflexões e tensões transversais nas vigas no centro do painel reforçado. Para as tensões longitudinais nas vigas, uma curva corrigida de tensões longitudinais máximas é fornecida. No caso das curvas de tensões longitudinais e transversais na chapa, as curvas da chapa ortotrópica fornecem valores conservadores de tensão no centro do painel em relação aos valores obtidos dos modelos MEF. Adicionalmente, uma vez que o método da chapa ortotrópica só fornece curvas para chapa sem reforçadores no caso de condição de engaste, curvas numéricas das diferentes variáveis são fornecidas para esta condição. Analogias são feitas com a solução fornecida pelo método da chapa ortotrópica para painéis reforçados com razão de aspecto =, borda longitudinal engastada e borda transversal apoiada. Adicionalmente, resultados analíticos baseados na teoria de grelhas são comparados com os valores fornecidos pelas curvas numéricas para painel engastado obtendo-se resultados consistentes. Com esta análise foi possível determinar a aplicabilidade e limitações do método da chapa ortotrópica no estudo de painéis reforçados simplesmente apoiados. O estudo também fornece novas curvas numéricas para painéis reforçados engastados. / Conventional methods, such as the orthotropic plate, have been applied for many years in the study of stiffened plates to obtain the stresses acting on the structure in the early stages of the structural design, because of its simplicity and easy application. However, comparative analyses of the orthotropic plate method with numerical methods using finite element analyses (FEM) to determine its accuracy or inherent errors are not available in the literature. This study presents comparative analyses between the solutions of the two methodologies for reinforced panels subjected to lateral uniform load, typically applied to marine structures (plate only on one side with T beams). Models of reinforced panels were implemented for a simply supported and clamped boundary conditions with different spacing between stiffeners and different stiffeners`s inertia, setting up a broad array of parametric analysis. The deflections and stresses in beams and plate derived from the MEF analyses were parameterized as function of the orthotropic plate parameters: (virtual aspect ratio), (torsion coefficient) and K (dimensionless parameter of stress and deflection). This enables the generation of parametric numerical curves of stresses and deflections for the models under study. The numerical curves generated in this way were compared with the analytic curves proposed by the orthotropic plate theory for reinforced panels with simply supported boundary conditions. The comparisons allow, in addition to a sensitivity analysis of the numerical curves as a function of inertia and spacing between stiffeners, the assessment of inherent deviation for the orthotropic plate theory when compared with the finite element analyses. From the comparative analyses, it is possible to conclude that the curves proposed for the orthotropic theory for deflection and stresses of the transverse beam at the center of the reinforced panels have a good correlation with the numeric curves and provide accurate results. For the stresses on longitudinal beam, a revised curved for maximum stresses is provided. For the curves of plate stresses in the longitudinal and transverse directions at the center of the panels, the orthotropic plate theory provides conservative values when compared with the values of FEM models. The orthotropic plate method only provides curves for unstiffened plate under clamped boundary condition. Numerical curves for reinforced panels with clamped boundary condition are provided. Analogies are made between the solution provided by the orthotropic theory for a reinforced panel with an infinite virtual aspect ratio = , longitudinal edges clamped and transverse edges simply supported. Additionally, analytical results based on grillage theory were compared with the values provided by the numerical curves for clamped reinforced panels, obtaining a consistent results and a good correlation. This analysis provides a critic overview of the applicability and limitations of the orthotropic plate method for the analyses of reinforced panels with simply supported boundary condition. The study also provides new numerical solutions for reinforced panels with clamped boundary condition.

Reduzir custos com aumento na qualidade do produto, esses conceitos apesar de parecerem conflitantes são a base para o desenvolvimento industrial atualmente. Os conceitos desenvolvidos através das teorias da “engenharia de distorção”, que leva em consideração o processo de fabricação como um todo e que cada etapa tem alguma influencia no produto final, aparecem como uma possível solução para parte destes problemas. Neste ponto o projeto de pesquisa “Investigação e aperfeiçoamento de um processo de manufatura desde a trefilação a frio até o endurecimento por indução” (“Investigation and improvement of a manufacturing process chain from cold drawing processes to induction hardening”), fruto da colaboração internacional Brasil-Alemanha no projeto BRAGECRIM, tem como objetivo identificar os efeitos de diferentes etapas de fabricação na distorção de barras de aço ABNT 1045. O presente trabalho se insere dentro desta rota de fabricação ao analisar os efeitos de dois tipos diferentes de corte, cisalhante e abrasivo, com relação aos portadores de potenciais de distorção. Os resultados indicam que as influencias, dependendo do processo de corte, vão muito além do que a deformação de grão visível através de metalografias. Apresentando efeitos significativos, em termos de tensões residuais, até uma distância de aproximadamente 25 mm em relação à superfície cortada. / Reduce costs with increased product quality, although these concepts appear to be in conflict, currently they are the basis for industrial development. The concepts developed through theories of "Distortion Engineering", which takes into account the manufacturing process as a whole and that each step has some influence on the final product, appears as a probable solution to this problem. At this point the research project "Investigation and improvement of the manufacturing process chain from cold drawing processes to induction hardening", the result of an international collaboration between Brazil and Germany called BRAGECRIM, aims to identify the effects of different manufacturing steps on the distortion of ABNT 1045 steel bars. The present work fits within the analyzed manufacturing route aiming to characterize the effects of two different types of cutting, shearing and abrasive, with respect to carriers of potential distortion. The results indicate that the cutting method influences, depending on the cutting process, goes beyond the grain deformation, visible through metallographic pictures, and a possible distortion. Presenting significant effects, in terms of residual stresses, at a distance of approximately 25 mm from the cut surface.

A moldagem de pós por injeção (MPI) foi empregada neste trabalho para a fabricação de micro componentes de uma pinça de biópsia, através do desenvolvimento de misturas injetáveis. Utilizou-se a liga de aço inoxidável AISI 316L, liga reconhecidamente biocompatível, para obtenção dos micro componentes. Determinando a quantidade de 39% em volume para fração orgânica das quatro formulações de misturas injetáveis produzidas neste trabalho. Os polímeros estruturais empregados foram o PP, o PEBDL, o PEAD e o PMMA. Como material auxiliar de fluxo foi utilizada a parafina e para agente surfactante, o ácido esteárico. O desenvolvimento do sistema de extração química do polímero auxiliar de fluxo com solvente e posterior extração térmica do ligante em forno convencional e em um reator a plasma foram testados, ainda se empregou estes para testes em sinterização a temperaturas 1200°C, 1250°C e 1300°C. A extração química foi realizada com hexano atingindo 2,41% em massa de material extraído das amostras, após seis horas em um sistema aquecido entre 60°C e 70°C e uma atmosfera de vácuo. As amostras foram testadas química, física, mecânica e eletroquimicamente. Obteve-se os melhores resultados em termos de densificação de 7,05 g/cm³ para as amostras extraídas a plasma e sinterizadas a 1300 °C à vácuo em forno tubular. Isso significa uma densificação de 88,96% comparada a densidade do material comercial cuja a densidade é 7,93 g/cm³. As microdurezas encontradas nas amostras sinterizadas a 1300 °C em um forno convencional obtiveram valores de 208HV se mostrando maiores do que os 165HV obtido de um material maciço fabricado pelo extrusão e comercialmente vendido. Encontrou-se a dureza de 55HRB nas amostras processadas a 1300 °C, devido a presença de poros em componentes sinterizados. Nos componentes maciços foram medidos a dureza de 88HRB que foi maior que os resultados das amostras sinterizadas. As análises metalográficas mostraram um tamanho de grão variando entre, 30 e 50μm, se comparado ao tamanho de partícula médio do D90 de foi de 8,59 μm, se estima que este aumento foi entorno de três vezes e meia. Os testes químicos revelaram que a extração térmica em reatores a plasma melhoram significativamente os níveis de C, N, H e S quando comparados ao processo de extração térmica em forno convencional. A redução dos níveis de carbono residual, resultaram em diminuição do carboneto de cromo nas amostras, provocando uma menor corrosão. As amostras sinterizadas a 1200 °C a plasma apresentaram os melhores resultados de corrosão. / The powders injection molding (PIM) was used in this research, with objective to manufacture micro component, for application in biopsy forceps being developed injectable mixtures . It was used the powder stainless steel AISI 316L alloy, material biocompatible, to obtain the micro components. Through tests was determining the amount optimal volume in 39 % for the organic fraction of the four formulations of injectable mixtures produced in this research. The structural polymers used were PP , LLDPE , HDPE and PMMA . The paraffin was used as auxiliary material flow, the surfactant agent employed that was stearic acid . The development of chemical debiding and the thermal extraction for binder system, was used the conventional furnace and in a plasma reactor were tested also be employed for these tests sintering temperature 1200 ° C , 1250 °C and 1300 °C. Chemical extraction was performed with hexane achieving 2.41 % by extracted mass of sample material, after six hours in a heated system between 60 °C and 70 °C and a vacuum atmosphere. The samples were tested analysis by chemical , physical , mechanical and electrochemical.If it obtained the best results in terms of densification of 7.05g/cm ³ for plasma samples extracted and sintering at 1300 °C in vacuum tube furnace . This means densification of 88.96 % compared to the density of commercial material whose density is 7.93 g/cm ³ . The microhardness found in the samples sintered at 1300°C in a conventional furnace obtained 208HV microhardness showing larger than the commercial 165HV. Found that the HRB hardness of 55 in the samples processed at 1300 °C, due to the presence of pores in sintered parts. In the extruded components were measured hardness of 88HRB which was higher than the results of the sintered samples. The metallographic analysis showing a grain size ranging between 30 and 50μm , compared to the average particle size D90 was 8,59 microns is estimated that this increase was around three and half times . The chemical tests revealed that the thermal plasma extraction reactor significantly improve the levels of C, N , H and S compared to the process heat extraction in a conventional furnace . The residual carbon levels significantly improved, which helps to avoid the formation of chromium carbides , which aumnetou corrosion resistance . The best results in terms of corrosion were found for the samples sintered at 1200 ° C the plasma.