ONOFRE, F. C. Avaliação do comportamento mecânico de misturas asfálticas produzidas com ligantes asfálticos modificados por ácido polifosfórico e aditivos poliméricos, enfatizando a resistência à deformação permanente. 2012. 160 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-17T12:49:58Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_fconofre.pdf: 4141353 bytes, checksum: 0bef306e587b3944f5d080f4721a8b65 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-31T13:31:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_fconofre.pdf: 4141353 bytes, checksum: 0bef306e587b3944f5d080f4721a8b65 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-31T13:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_fconofre.pdf: 4141353 bytes, checksum: 0bef306e587b3944f5d080f4721a8b65 (MD5) Previous issue date: 2012-12-07 / Asphalt binders modification is a common practice in heavy traffic roadways and its goal is to improve binder’s rheological properties, especially in extreme temperatures. The main objective of this research was to evaluate the mechanical behavior of mixes designed with asphalt binders modified with polyphosphoric acid and polymers, with respect to their stiffness and rutting resistance. Seventeen asphalt mixes with two types of aggregate with the same gradation, but with asphalt binder modified by different types of polymer, ground tire rubber and polyphosphoric acid (PPA) were investigated. Repeated load permanent deformation test was used to evaluate the asphalt mixes’ rutting resistance, and the dynamic modulus test results were used to characterize asphalt mixes stiffness. The results showed that asphalt binder modification influenced substantially the asphalt mixes rutting resistance, especially those with polymer+PPA modified binder, which did not reach Flow Number value (failure criteria for the repeated load permanent deformation test). Asphalt binder modification also increased the stiffness for all asphalt mixes evaluated in this study. For low frequency loading the stiffness variation was higher when compared to the high frequency ones. PPA proved to be a modifier that increases asphalt mixes stiffness and rutting resistance. Also it can be considered as an important tool for the polymer economy, since its use dispensed a high polymer content for asphalt binder modification. It was also verified for the asphalt mixes investigated that there are no correlations between asphalt binder characterization and rutting resistance parameters for the asphalt mixes. Finally, the analysis performed for the asphalt mixes with the same type of aggregate, but with different types of asphalt binder, and for the asphalt mixes with the same asphalt binder but with different aggregate type, showed that the asphalt mixes’ rutting resistance is much more influenced by the aggregate type than by the asphalt binder. / A modificação de ligantes asfálticos é uma prática cada vez mais comum em vias de elevado volume de tráfego e tem como objetivo a melhoria das características reológicas desses materiais, principalmente em temperaturas extremas. O objetivo principal deste trabalho é avaliar o comportamento mecânico de misturas asfálticas produzidas com ligantes asfálticos modificados por ácido polifosfórico e polímeros no que diz respeito à rigidez e à resistência à deformação permanente. Foram estudadas 17 misturas asfálticas com a mesma granulometria porém com diferentes tipos de agregados e de ligantes asfálticos modificados por polímeros, borracha de pneu moído e ácido polifosfórico (PPA). A caracterização da resistência à deformação permanente destas misturas asfálticas foi realizada por meio do ensaio de creep dinâmico e a caracterização da rigidez foi feita por meio de curvas-mestres obtidas pelo processamento dos dados oriundos do ensaio de módulo dinâmico. Os resultados mostraram que a modificação dos ligantes asfálticos aumentou em resistência à deformação permanente das misturas asfálticas, principalmente naquelas em que foram utilizados ligantes asfálticos modificados por polímeros+PPA, por não terem atingido o Flow Number (critério de ruptura para o ensaio de creep dinâmico). A modificação dos ligantes asfálticos também causou um aumento na rigidez de todas as misturas asfálticas. Para frequências mais baixas de carregamento, a diferença de rigidez foi maior em relação à encontrada para as frequências mais altas. O PPA mostrou ser um modificador que aumenta a rigidez e a resistência à deformação permanente, além de ser uma alternativa efetiva com relação a economia de polímero, já que o seu uso permitiu a utilização de percentuais menores de polímero para a modificação dos ligantes asfálticos. Também foi verificado a ausência de correlações entre os parâmetros de ensaios de caracterização dos ligantes asfálticos e os parâmetros de resistência à deformação permanente das misturas asfálticas investigadas. Por fim, a análise feita entre as misturas asfálticas contendo o mesmo tipo de agregado e diferentes tipos de ligantes asfálticos e entre as misturas asfálticas com o mesmo ligante asfáltico e diferentes tipos de agregados mostrou que a resistência à deformação permanente de uma mistura asfáltica é consideravelmente mais influenciada pelo agregado do que pelo ligante asfáltico utilizado.

A melhoria das características mecânicas de solos naturais constitui uma técnica de crescente utilização na engenharia geotécnica, em especial na execução de fundações sobre solos moles . Algumas soluções passam pela utilização de materiais geotécnicos cimentados , tais como o solo-cimento, o solo-cal, etc. Estas aplicações, no entanto, requerem o conhecimento das características de deformação e de resistência dos materiais utilizados. No presente trabalho, a partir de um programa experimental que incluiu ensaios de resistência à compressão simples, ensaios triaxiais drenados (CID) com medição interna de deformações axiais, e microscopia eletrõnica de varredura, um solo arenoso artificialmente cimentado teve seu comportamento mecânico investigado, frente à variação do grau de cimentação (0, 1, 3 e 5% de adição de cimento Portland) e da tensão efetiva média inicial (p;' = 20, 60 e Os resultados mostraram que o comportamento do solo cimentado foi i nfluenciado por ambas as variáveis investigadas . No entanto, para a faixa de tensões efetivas estudada, o comportamento foi basicamente comandado pelo grau de cimentação. Visando a aplicação do material investigado em. projetos geotécnicos, uma abordagem é proposta para a determinação da resistência ao cisalhamento drenada e do módulo de deformação estática. A inclusão na análise de outros resultados encontrados na literatura permitiram ampliar alguns aspectos desta abordagem. / The improvement of natural soils characteristics is a largely used process in geotechnical engineeringf specially in foundation designs on soft grounds. Sometimesf cemented materialsf l ike soilcement and soil-lime admixtures f are employed. These applications require the knowledge of the strain and strength characteristics of materials . In this work an experimental programme was carried out to investigate the mechanical behavior of an artificially cemented sandy soilf which includes unconfined compression tests f drained triaxial compression tests (CID) with local measurements of axial strains f and scanning electron microscopy analysis. The influence of cementation level (O f l f 3 and 5% Portland cement content) and ini tial mean effecti ve stress ( p;' = 20 f 60 and 100 kN/m2 ) were evaluated . Test results have demonstrated t hat the cemented soil behavior was significantly affected by bothf cementation level and i nitial mean effective stress . However f for the range of eff ect ive stresses investigated herein f soil behavi or was mainly controlled by cementation level . Finally f to allow the application of t he investigated material into geotechnical worksf an approach is proposed to determinate the drained shear strength and the static deformati on moduli of the cemented soil. Data from other investigation programmes were incorporated to the present study to allow generalization of some aspects of the proposed approach.

O polietileno de ultra alta massa molar, PEUAPM, é considerado um polímero de engenharia, pelo seu excelente desempenho mecânico, ressaltando a sua alta tenacidade, somado a sua baixa densidade, que torna um material versátil cujo interesse na indústria está crescendo. Devido a algumas dessas propriedades o PEUAPM é usado para substituição de materiais clássicos, como metais, especialmente se reforçados com fibra. Por outro lado, dentre os resíduos gerados pela produção de arroz, destaca-se a casca de arroz (CA), visto que representa aproximadamente 20% do peso do grão. Este resíduo necessita de uma destinação e tratamento correto, pois dependendo da forma de descarte pode gerar danos ao meio ambiente, especialmente pela sua baixa densidade e quando disposta na natureza, a CA é levada através do vento, causando uma poluição visual não só no local de descarte, mas também na região. A fim de conseguir gerar um material semelhante ao material virgem, mas com produtos reciclados, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar as propriedades térmicas, mecânicas, estabilidade a intemperismo acelerado e óticas dos compósitos PEUAPM/CA com proporções mássicas de 80/20, 70/30 e 60/40. Para ensaios de propriedades mecânicas foram utilizados cargas de CA moída e inteira. As amostras foram caracterizadas por Termogravimetria (TGA), Calorimetria Diferencial de Varrido (DSC) e Microscopia Eletrônica de varredura (MEV), além de ensaios mecânicos como Impacto Charpy, Abrasão, Dureza, Flexão, Encolhimento, entre outros. Resultados mostraram que o PEUAPM apresenta uma maior estabilidade térmica, e que na forma de compósito aumenta ainda mais esta estabilidade, e que o compósito ainda aumenta esta estabilidade e para alguns ensaios mecânicos obtivemos uma melhora dos resultados. Os compósitos com casca de arroz moída (CAM) apresentaram melhor desempenho mecânico quando comparado aos compósitos de casaca de arroz inteira (CAI). / The ultra high molecular weight polyethylene, UHMWPE, is considered an engineering polymer, for its excellent mechanical performance, emphasizing their high tenacity, coupled with its low density, which makes it a versatile material whose interest in the industry is growing. Because some of these properties the UHMWPE is used to replace traditional materials such as metals, especially if reinforced with fiber. On the other hand, among the waste generated by the production of rice, the shell stands out (CA), since it represents approximately 20% of the grain weight. This residue needs a destination and correct treatment, because depending on the way of disposal may create environmental damage, especially due to its low density and when arranged in nature, CA is carried by the wind, causing visual pollution not only at the site disposal, but also in the region. In order to be able to generate a material similar to virgin material, but with recycled products, the objective of this study was to develop and evaluate the thermal, mechanical, and optical stability to accelerated weathering of the composite UHMWPE / CA with mass ratios of 80/20, 70/30 and 60/40. For tests of mechanical properties were crushed and whole CA loads used. The samples were characterized by thermogravimetry (TGA), differential calorimetry Swept (DSC) and Scanning Electron Microscopy (SEM), and mechanical tests as Charpy Impact, Abrasion, Hardness, Bending, shrinkage, among others. Results showed that the UHMWPE has a higher thermal stability and that the composite further enhances this stability and some mechanical tests we obtained an improvement of the results. The composites with ground rice husk (CAM) with better mechanical performance compared to composite whole rice coat (CAI).

Com o avanço da indústria do petróleo, há uma grande necessidade de tubulações e componentes resistentes a ambientes corrosivos, ocasionando a necessidade de materiais resistentes a esse tipo de ambiente sem prejuízo às propriedades mecânicas, por isso existe a necessidade da caraterização das propriedades mecânicas. As técnicas convencionalmente aplicadas são os ensaios mecânicos tradicionais, porém eles muitas vezes são muito complexos de serem realizados, não fornecem os dados necessários ou muito caros. Este trabalho apresenta a técnica de ultrassom realizado a partir do método de pulso-eco, para a determinação das constantes elásticas de um tubo compósito comercial de resina epóxi reforçada com fibra de vidro. Alguns trabalhos nessa área já foram realizados, mas neles são apresentados amostras planas ou em forma de chapas, ao contrário do apresentado nesse trabalho que faz medidas em tubo compósito. Com as medidas de ultrassom se obtém as velocidades ultrassônicas longitudinais e transversais em determinadas direções para o cálculo das constantes elásticas e a partir destas, as propriedades mecânicas do material. Essa técnica foi adotada pela dificuldade de se obter as variáveis das constantes elásticas por ensaios mecânicos e por se tratar de uma técnica não destrutiva. Os experimentos são realizados com amostras de fibra de vidro/epóxi considerados transversalmente isotrópicos para simplificação do modelo, utilizando transdutores com frequências de 2 e 4 MHz para a determinação das velocidades longitudinais e 1 MHz para as velocidades transversais com sapatas de 45 e 60º para o aço, com ângulos corrigidos para compósito de 19,1 e 44º, respectivamente. Para o cálculo das constantes elásticas também é necessária a determinação da densidade do compósito que foi realizada por picnometria a hélio. Paralelamente aos ensaios de ultrassom, foram realizados ensaios mecânicos de tração em corpos de prova do tipo anel (direção x) e do tipo halteres (direção z) para a avaliação das propriedades mecânicas. Além dos ensaios de ultrassom e ensaios de tração, foi realizada a análise química do tubo compósito pela técnica de fluorescência de raios X. Os ensaios mecânicos nos forneceram módulo de elasticidade de 22,04 GPa (direção x) e módulo de elasticidade de 10,30 GPa (direção z). Os módulos de elasticidade obtidos por ultrassom na direção x e z foram 16,90 e 13,82 GPa, respectivamente. A fração volumétrica de fibra foi de 27,27% e análise química por fluorescência de raios X identificou a presença de 56,76% de material orgânico, 24,38% de SiO2, 12,05% de CaO, 4,85% de Al2O3 e outros compostos 1,96%. / With the advancement of the petroleum industry, there is a great need for piping and components resistant to corrosive environments, resulting in the necessity for materials resistant to this kind of environment subject to mechanical properties, so there is the need for characterization of mechanical properties. The techniques conventionally ap-plied are the traditional mechanical tests, but they are often very complex to apply, do not provide the necessary data or very expensive. This paper presents the ultrasound technique performed using the pulse-echo method for the determination of the elastic constants of a composite tube commercial epoxy resin reinforced with glass fiber. Some studies in this area have been developed but samples are presented them flat or shaped plates, contrary to what is presented in this study measures composite tube. With ultra-sound measurements obtained ultrasonic velocities in the longitudinal and transverse directions, completed for the calculation of the elastic constants and from these, the me-chanical properties of the material. This technique was adopted by the difficulty of ob-taining the variables of the elastic constants for mechanical testing and it is a non-destructive technique. The experiments are carried out with samples of glass fiber/epoxy considered transversely isotropic to simplify the model, using transducers with frequen-cies of 2 and 4 MHz for determining the speed longitudinal and 1 MHz for speeds transverse shoes 45 and 60º for steel, with fixed angles for composite of 19.1 and 44º, respectively. For the calculation of the elastic constants is also necessary to determine the density of the composite was performed by helium pycnometry. Alongside the ul-trasound tests were performed on tensile test specimens of type ring (x direction) and the type dumbbells (z direction) for the evaluation of mechanical properties . Besides the ultrasound tests and tensile tests was performed chemical analysis of composite pipe technique of X-ray fluorescence The mechanical tests provided us with modulus of 22.04 GPa (x direction) and modulus of elasticity of 10.30 GPa (z direction) . The mod-ulus of elasticity using ultrasound in x and z direction were 16.90 and 13.82 GPa, re-spectively. The fiber volume fraction was 27.27% and chemical analysis by x-ray fluo-rescence showed the presence of 56.76 %, organic material, 24.38 % SiO2, 12.05 % CaO, 4.85% Al2O3 and 1.96% other compounds.

Neste trabalho foram estudadas estruturas cerâmicas laminares formadas por lamelas de alumina de alta pureza e lamelas do compósito alumina/zircônia parcialmente estabilizada. Estas estruturas foram conformadas por colagem de barbotina sequencial. Nas lamelas constituídas pelo compósito alumina/zircônia foi investigado o efeito do teor de zircônia parcialmente estabilizada nas propriedades do compósito laminar. Depois de dominada a técnica de produção dos compósitos, as propriedades mecânicas destas cerâmicas foram caracterizadas e otimizadas. Foi verificada a influência da espessura relativa entre as camadas no campo de tensões residuais formado. Um estudo sistemático foi desenvolvido para relacionar as propriedades mecânicas dos compósitos laminares com mecanismos microscópicos existentes neste tipo de cerâmicas. Neste estudo foram realizados testes instrumentados de dureza, ensaios de flexão, medidas de fluorescência de rubi para avaliação do nível de tensionamento interno, ensaios de dureza, análises por microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica, e simulações computacionais por elementos finitos. Os resultados mostraram que, além da influência da espessura relativa entre as lâminas, há uma forte influência da razão de aspecto (RA=L/d, onde L é a largura da lâmina e d seu comprimento). / In this study, laminar ceramic structures formed by layers of high purity alumina and alumina/partially stabilized zirconia composite layers were investigated. These structures were formed by sequential slip casting. In the alumina/zirconia layers it was investigated the effect of partially stabilized zirconia content on the composite properties. After mastering the experimental technique to produce the laminar ceramic composites, their mechanical properties were characterized and optimized. The influence of the thickness of adjacent layers on the residual stress fields formed was investigated. A systematic study was settled to correlate the mechanical properties of laminar composites with microscopic mechanisms peculiar of this type of ceramics. The samples were characterized by hardness instrumented tests (HIT), bending tests, fluorescence measurements, hardness tests, scanning electron microscopy and optical microscopy, and computational simulations using finite elements. The results showed that, besides the influence of the relative thickness between the layers there was a strong influence of the aspect ratio (AR = W / d, where W is the width of the layer and d its length).

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4929_.pdf: 2042746 bytes, checksum: 9f44ff588ee2d75793d4bbdac4ac9901 (MD5) Previous issue date: 2011-07-05 / DUARTE, Ana Paula Coelho. Determinação da rigidez da madeira com o emprego de imagens digitais. 2011. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) Universidade Federal do Espírito Santo, Alegre-ES. Orientador: Prof. PhD Ricardo Marius Della Lucia. Coorientador: Prof. Dr. José Tarcísio da Silva Oliveira. Amostras de madeira foram submetidas a ensaio de determinação de rigidez à flexão e à compressão paralela às fibras. A deflexão sofrida pela amostra foi medida por intermédio de relógio comparador (como na norma NBR 7190), para efeito de comparação e por meio de imagens digitais colhidas por câmera. As imagens também permitiram determinar a equação da linha elástica e o ângulo de curvatura apresentada pela amostra a cada valor de carga. Essas quatro metodologias para obter deformações permitiram calcular, portanto, o módulo de elasticidade de quatro maneiras. Mediu-se também a deformação específica de corpos-de-prova submetidos à compressão, seja pela maneira tradicional, com extensômetros elétricos, como de modo diferente, por análise de imagens. Concluiu-se que a análise de imagens permite inferir com exatidão o valor da rigidez, quando se usam a medida da deflexão no centro do vão ou quando se obtém por regressão os parâmetros utilizados na derivação da curva elástica. A definição do ângulo de curvatura por interpretação das imagens nem sempre apresentou bons resultados. Amostras maiores de madeira talvez permitam maior precisão nessa definição. Os resultados do cálculo da rigidez por compressão da madeira foram pouco satisfatórios, isso certamente porque a deformação é excepcionalmente pequena. Uma câmera de maior qualidade ótica será suficiente para resolver essa falha. Palavras-chave: madeira, propriedades mecânicas, rigidez, módulo de elasticidade, imagens digitais

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:37:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7378_Dissertação Tâmara final PDF.pdf: 1486267 bytes, checksum: b4bf57be06e3dcf93c5521a758f11e40 (MD5) Previous issue date: 2014-02-20 / O objetivo deste trabalho foi determinar as propriedades tecnológicas da madeira de Khaya ivorensis e Khaya senegalensis (mogno africano) de árvores com 19 anos de idade, proveniente da Reserva Natural Vale, Espírito Santo. A caracterização das madeiras de mogno africano foi realizada mediante a descrição anatômica, determinação das propriedades físicas e mecânicas, análise do teor de extrativos, avaliação da resistência natural da madeira na direção medula-casca, a organismos xilófagos (fungos de podridão branca, parda, mole, cupins de madeira seca e cupins de solo) em condições de laboratório. Para a descrição anatômica, houve diferença entre as espécies. A madeira de Khaya ivorensis foi classificada como uma madeira de baixa massa específica, enquanto a madeira de Khaya senegalensis foi classificada de madeira média massa específica. Ambas as espécies possuem estabilidade dimensional média. A madeira de Khaya senegalensis foi mais resistente mecanicamente em todos os ensaios realizados. A madeira de Khaya senegalensis obteve maiores valores médios de teor de extrativos nas três solubilidades analisadas. A madeira de Khaya ivorensis foi mais resistente ao ataque do fungo de podridão branca e a Khaya senegalensis foi mais resistente ao ataque dos fungos de podridão parda e mole e a cupins de madeira seca e de solo. / The objective of this study was to determine the technological properties of the wood of Khaya ivorensis and Khaya senegasensis (African mahogany) in trees with 19 years old, from the Vale Nature Reserve, Espírito Santo. The characterization of African mahogany woods was by anatomic description, determination of physical and mechanical properties, analysis of extractives, evaluation of natural resistance of, wood decay organisms (white rot fungi, brown and soft and dry wood termites and subterranean termite) under laboratory conditions, studying the behavior of the accession of wood. On the anatomical description, there were differences between species. The timber of Khaya ivorensis was classified as a low density wood, and the wood of Khaya senegalensis was classified as medium density wood. Both species with medium dimensional stability. The timber of Khaya senegalensis was mechanically more resistant in all the tests. The wood of Khaya ivorensis was more resistance to attack by white rot fungi and wood of Khaya senegalensis was more resistant to fungal attack of brown and soft rot and dry wood termites and subterranean termite. Both species of African mahogany not obtained satisfactory results in the tests for accession.

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 2014-12-10T20:40:12Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoParâmetrosGeométricos.pdf: 3279047 bytes, checksum: 05e8b311e3577f7c708fc8c4ef5b2f28 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-12-14T12:25:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoParâmetrosGeométricos.pdf: 3279047 bytes, checksum: 05e8b311e3577f7c708fc8c4ef5b2f28 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-14T12:25:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoParâmetrosGeométricos.pdf: 3279047 bytes, checksum: 05e8b311e3577f7c708fc8c4ef5b2f28 (MD5) Previous issue date: 2014 / Colunas de revestimento (casing) utilizadas em exploração/produção de petróleo e gás natural são submetidas a pressões e temperatura cada vez maiores, portanto necessitam de alta resistência mecânica e alta tenacidade para suportar as solicitações mecânicas como tração, pressão interna e externa, torção, flexão e fadiga. Para a formação das colunas de revestimento, os tubos são unidos por conexão rosca-luva, que são pontos críticos para a integridade estrutural. As propriedades mecânicas e a estrutura de aço API 5CT grau P110 foram avaliadas por meio de ensaio de tração, impacto Charpy e análise metalográfica em microscópio óptico. Simulações por Método dos Elementos Finitos (MEF) foram empregadas em dois modelos de conexão API, do tipo rosca-luva, equivalentes a tubos de 13 3/8″. As simulações tiveram os seguintes objetivos: comparar a resistência à falha por tração, comparar a concentração de tensão e deformação plástica localizada, e ainda avaliar se alterações geométricas nas luvas ou no perfil das roscas são eficientes para reduzir a concentração de tensão e os seus reflexos em outros modos de falha, ou seja, um estudo parametrizado por MEF. Os resultados indicam que a conexão do tipo API Buttress possui melhor desempenho que a API Short Round em relação à resistência ao carregamento trativo, porém, as duas conexões padronizadas apresentaram alta concentração de tensões na região do último filete encaixado. Dentre as alterações geométricas propostas, a usinagem de chanfros nos filetes extremos do tubo e da luva foi eficiente na obtenção de distribuição de tensões mais uniforme na conexão Buttress, além de reduzir os valores de concentração de tensão e deformação plástica localizada. As modificações da geometria da luva mostraram-se ineficientes na melhoria do desempenho das conexões, pois as variações que promoveram distribuição de tensões mais uniforme aumentaram a tendência de separação tubo-luva. No geral, os resultados obtidos nos modelos numéricos permitem compreender, em parte, como os tipos de conexões influenciam o desempenho de colunas de revestimento de poços de hidrocarbonetos e como acontece o desenvolvimento de conexões proprietárias a partir de modificações das conexões padronizadas. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Casing strings are subjected to high pressures under increasing oil well depths, so they increasingly require high strength and good toughness in order to support the stresses, external and internal pressure, bending and fatigue. The casing string is formed by pipes connected by threaded and coupled connections, the threads acts as stress raisers and fatigue damages can arise from that. A seamless API 5CT P110 steel was characterized by tensile test, Charpy impact and optical metallographic analysis. FEA models of casing threaded and coupled connections were carried out to investigate and compare two API threaded and coupled connections under make up torque, tensile and internal pressure. A parametric study was performed on the numeric models to determine the influence of some geometric features on the behavior of the threaded connections. For this parametric study, the API Buttress threaded and coupled connection was used as reference. The results showed that the API Buttress connection support higher tensile loads than the API Short Round, however both standard threaded and coupled connections showed high stress concentration in the last engaged thread and a non uniform stress distribution over the threads. A conical groove opening into the crests of the initial threads of the coupling and into the last threads of the tube was efficient in reducing the stress concentration of the connection and promoting a better relative thread load distribution, the local plastic deformation have been reduced as well. The changes in the overall geometry of the coupling that reduced its stiffness resulted in increases openness of the threads. The parametric study illustrated how proprietary connections are developed based on API standard and how the failure modes are related.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:26:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319128.pdf: 2171067 bytes, checksum: 3453f655b7b17627deb7e3f18f8787f6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho visa o desenvolvimento e a sistematização de metodologia para a caracterização de componentes sinterizados submetidos a esforços de tração levando em consideração a distribuição heterogênea de poros residuais presentes nestes materiais decorrentes do seu processo de fabricação a partir de pós. Os métodos consolidados para determinação das propriedades mecânicas usam corpos de prova (CP) padrão que não relevam a distribuição de porosidade ao longo da peça. A caracterização obtida a partir destes corpos, quando carregadas em softwares comerciais de simulação numérica, geram uma não representatividade dos resultados quando comparados ao comportamento do mesmo componente em campo. Os componentes aqui estudados são bielas sinterizadas de compressores herméticos usados em refrigeração. A dissertação é fundamentada na análise comparativa de resultados numéricos e experimentais. Sucintamente, estudou-se duas possíveis maneiras de análise experimental as quais fornecem dados de entrada para o software comercial ANSYS. Posteriormente, os resultados gerados pelo simulador seriam confrontados com ensaios de tração feitos com a biela física e as respostas obtidas usadas para a factibilidade e validação das metodologias aplicadas. A duas linhas de desenvolvimento experimental analisadas foram: caracterização ótica da distribuição de poros através da análise metalográfica dos planos do corpo da biela (região retangular central) com auxilio de um microscópio ótico ZEISS conectado a um software comercial de contagem dos poros e determinação de fases do materiais, e seccionamento da biela em 16 CPs cuja área do plano de tração tem valor igual a 1,22mm2 (menor área igual que se conseguia obter). Desta maneira, com áreas tão reduzidas, minimiza-se a variação de densidade fazendo com que os corpos ensaiados tenham maior proximidade a materiais homogêneos. No caso da análise ótica, o dado de entrada diferencial usado no Ansys são as densidades locais. E na situação da análise experimental, os dados de entrada são as propriedades mecânicas de cada uma das 16 zonas.<br>

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-19. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:31:00Z : No. of bitstreams: 1 000846960.pdf: 3346900 bytes, checksum: 6c18e59b1faa366606936b934172298a (MD5) / Neste trabalho busca-se observar um estudo de caracterização mecânica em materiais destinados a implantes, a caracterização superficial dos corpos de provas usinados dos três tipos de materiais utilizados nos implantes para fechamento ósseo titânio grau cinco, titânio grau quatro e aço inox 316 L, estes três tipos de materiais são considerados como biomateriais pois possuem todas as propriedades necessárias para reconstrução óssea, e tem provado ser eficiente para implantes. Este estudo se dará através da aplicação detalhada de ensaios de caracterização superficial e propriedades mecânicas. Um estudo da rugosidade dos materiais antes do implante e a determinação do módulo de cisalhamento e elasticidade utilizando um método não destrutivo foram utilizados. Será apresentado uma síntese dos diferentes tipos de fixação e comparados aos resultados dos ensaios nos materiais. Nos materiais usinados em formatos de discos, foram coletadas imagens num mmicroscópio confocal, e foi realizada análise da superfície com a finalidade de obtenção da rugosidade média quadrática de cada material a fim de identificar a melhor condição de superfície. Uma revisão de literatura fundamentará o estudo proposto / In this work the aim is to observe a mechanical characterization study materials for implants, the surface characteristics of the machined test samples of three types of materials used in bone implants for closing five grade titanium, and titanium grade for stainless steel 316 L, there three types of materials are considered as biomaterials because they posses the necessary properties for bone reconstruction, and has proven to be efficient for implants. This study will be through the detailed application of surface characterization and mechanical properties testing. A study of the roughness of the material before implantation and determining the shear modulus and elasticity using a non-destructive method were used. A summary of different types of fasteners and compared to the test results on the materials will be presented. In machined materials dise formats, images were collected on a confocal microscope, and surface analysis was performed for the purpose of obtaining the mean roughness and mean square surface roughness in order to identify the best surface condition. A literature review reasons or the proposed study