O presente trabalho tem como objetivo redimensionar o conjunto soldado de uma máquina colheitadeira denominado canal embocador, buscando a redução de peso com a manutenção ou aumento da resistência aos esforços mecânicos mediante a utilização de um aço microligado de baixo carbono e média resistência mecânica. Para isso, durante a etapa de projeto, foram realizadas análises de elementos finitos como forma de otimizar a distribuição de carregamentos e matérias primas. Após a fabricação do protótipo foram feitos ensaios mecânicos para avaliar as propriedades mecânicas dos materiais e processos de fabricação utilizados. Os mesmos apresentaram bons resultados em relação aos métodos e parâmetros aplicados, visto as boas propriedades mecânicas obtidas nos corpos de prova ensaiados. A última etapa das análises consistiu em submeter o conjunto proposto e o conjunto atualmente produzido a um ensaio de fadiga, comparando-os mecanicamente, sendo que os resultados mostraram a superioridade do conjunto proposto em relação ao atual nos quesitos resistência à fadiga e resistência à deformação. Com os resultados obtidos constatou-se a viabilidade da substituição dos materiais atualmente utilizados por materiais de melhores propriedades mecânicas, sendo possível a manutenção de aspectos como boa soldabilidade, alta resistência mecânica e custos equivalentes. Embora o aço escolhido possua preços até 30% superiores ao aço comercial atualmente empregado, o mesmo possibilitou a redução de peso em 16,6%, além da redução no uso de consumíveis e recursos envolvidos no processo de fabricação. Este estudo mostra a viabilidade no emprego de aços microligados em máquinas agrícolas visando a redução de peso, sendo esta uma tendência na indústria de máquinas e implementos agrícolas. / This current study has as aim resize the welded assembly of a combine harvester called feeder housing, searching for weight reduction with maintenance or increase of the mechanic resistance using a low carbon and medium strength microalloyed steel. To this, during the project step, were made finite elements analysis as way to improve the loads distribution and raw materials. After the prototype production were made mechanical tests to evaluate mechanical properties of the materials and fabrication process used. Them shown good results for the methods and parameters used, due the good mechanical properties got on the specimens during the tests. The last analysis step consisted to submit the new weldment and the current weldment produced to a fatigue analysis, comparing mechanically both, where the results showed the better quality of the new weldment in comparison to the current as fatigue resistance and deformation resistance. With the results was verified the feasibility of the current materials replacement to materials with better mechanical properties, keeping the good weldability, high strength and costs. Although the new steel used has prices up to 30% higher than comercial steel current used, its enabled 16,6% of weight reduction in addition to the materials and resources involved on the fabrication process. This study show the feasibility of the use of microalloyed steels in agricultural machinery aiming the weight reduction, being this a trend in the agricultural machinery and implements.

O presente trabalho tem como objetivo redimensionar o conjunto soldado de uma máquina colheitadeira denominado canal embocador, buscando a redução de peso com a manutenção ou aumento da resistência aos esforços mecânicos mediante a utilização de um aço microligado de baixo carbono e média resistência mecânica. Para isso, durante a etapa de projeto, foram realizadas análises de elementos finitos como forma de otimizar a distribuição de carregamentos e matérias primas. Após a fabricação do protótipo foram feitos ensaios mecânicos para avaliar as propriedades mecânicas dos materiais e processos de fabricação utilizados. Os mesmos apresentaram bons resultados em relação aos métodos e parâmetros aplicados, visto as boas propriedades mecânicas obtidas nos corpos de prova ensaiados. A última etapa das análises consistiu em submeter o conjunto proposto e o conjunto atualmente produzido a um ensaio de fadiga, comparando-os mecanicamente, sendo que os resultados mostraram a superioridade do conjunto proposto em relação ao atual nos quesitos resistência à fadiga e resistência à deformação. Com os resultados obtidos constatou-se a viabilidade da substituição dos materiais atualmente utilizados por materiais de melhores propriedades mecânicas, sendo possível a manutenção de aspectos como boa soldabilidade, alta resistência mecânica e custos equivalentes. Embora o aço escolhido possua preços até 30% superiores ao aço comercial atualmente empregado, o mesmo possibilitou a redução de peso em 16,6%, além da redução no uso de consumíveis e recursos envolvidos no processo de fabricação. Este estudo mostra a viabilidade no emprego de aços microligados em máquinas agrícolas visando a redução de peso, sendo esta uma tendência na indústria de máquinas e implementos agrícolas. / This current study has as aim resize the welded assembly of a combine harvester called feeder housing, searching for weight reduction with maintenance or increase of the mechanic resistance using a low carbon and medium strength microalloyed steel. To this, during the project step, were made finite elements analysis as way to improve the loads distribution and raw materials. After the prototype production were made mechanical tests to evaluate mechanical properties of the materials and fabrication process used. Them shown good results for the methods and parameters used, due the good mechanical properties got on the specimens during the tests. The last analysis step consisted to submit the new weldment and the current weldment produced to a fatigue analysis, comparing mechanically both, where the results showed the better quality of the new weldment in comparison to the current as fatigue resistance and deformation resistance. With the results was verified the feasibility of the current materials replacement to materials with better mechanical properties, keeping the good weldability, high strength and costs. Although the new steel used has prices up to 30% higher than comercial steel current used, its enabled 16,6% of weight reduction in addition to the materials and resources involved on the fabrication process. This study show the feasibility of the use of microalloyed steels in agricultural machinery aiming the weight reduction, being this a trend in the agricultural machinery and implements.

Fatores críticos no controle de um sistema elétrico, sem dúvida alguma, são os desafios de manter-se toda a sua estrutura física em plenas condições de operação. A infra-estrutura passiva, materiais e acessórios, devem manter suas propriedades elétricas e mecânicas, minimizados aos impactos da descaracterização por excedentes de correntes elétricas circulantes. Um dos elementos passivos nas redes de distribuição de energia elétrica é motivo deste estudo, sendo o condutor de corrente elétrica, por meio de fios de cobre eletrolíticos – ETP C110 têmpera meio-duro, seção circular, 101% IACS. As condições operacionais dos fios de cobre instalados numa rede estão sujeitos a intensidade da corrente elétrica de trabalho em períodos e eventos diversos; as correntes podem variar desde a mínima corrente de carga, carga média, carga pesada, sobrecarga ou sobrecorrentes por curto circuitos; todos esses eventos são relacionados a difusidade térmica do material, sendo relacionado para cada um deles uma temperatura obtida. No total foram investigadas 6 amostras, sendo 5 delas denotando um evento de intensidade de corrente elétrica, objetivando apontar os resultados das análises realizadas sobre os efeitos da temperatura imposta pela corrente elétrica circulante em fios. As amostras, originadas de produto, “material base” foram caracterizados, em fio de cobre nu rígido de diâmetro de 4,515 mm (≈16,00 mm²), utilizando-se dispositivo gerador de corrente elétrica, produziu-se intensidade da mesma para cada espécime; cinco amostras foram caracterizadas, sendo respectivamente, em 143 Amper (capacidade nominal do fio), 214.5 Amper, 286 Amper, 400 Amper e 700 Amper; cada qual denotando um evento com duração de tempo específica, sendo efetuado o monitoramento do gradiente de temperatura, individualmente, obtendo-se como resultado estruturas de material recristalizado, bem como produtos com recozimento severo. Inicialmente foi investigada a composição química percentual do material encruado pelo processo de trefilação do cobre puro ETP, e também a tração unidirecional e obtenção da estrutura metalográfica de todas as amostras, bem como a resistividade/condutibilidade de ambas. / Critical factor in the control of an electrical system, undoubtedly, are the provocation in maintain it all your physical structure in total operation conditions. Static infrastructure, materials and complement, must to maintain it’s electrical and mechanicals proprieties reduced at impacts loss characteristic for excess of electrical current. One of those statics elements in the electrical power distribution system it’s reason this work, being conductor of electrical current, through de electrolytic copper wire – ETP C110 hardness half-hard, cross-section, 101% IACS. Operations conditions of the copper wire installed in network are subjects to intensity of electrical current in cycle and several events; the currents can alter it from current minim, middle, absolute, overload or short circuit; all those events it’s connected to thermal diffusity of material, being connected to each and all a temperature have achieved. In total was investigated six samples, being five indicating an event of intensity of electrical current, intending obtain results of the analyses made with effects of temperature achieved by electrical current in wires. The samples, made of “base material” were characterized, in copper wire, without isolation, hardness half-hard, diameter 4.515mm (≈16,00 mm²), using it electrical current generator device, makes to circulate intensity of electrical current for each sample; five sample was characterized, being respectively, 143 Amper (nominal capacity of product), 214.5 Amper, 286 Amper, 400 Amper e 700 Amper; every one denoting an event with specific duration, being made the monitoring temperature rate of change, individually, obtaining as resulted structure of recrystallized material, and too severe annealing. Previously was investigated the percentage chemical composition of hardened material by drawing process of pure copper ETP, and too unidirectional tensile strength and metallography of all sample, and too the resistivity/conductivity in every one.

Fatores críticos no controle de um sistema elétrico, sem dúvida alguma, são os desafios de manter-se toda a sua estrutura física em plenas condições de operação. A infra-estrutura passiva, materiais e acessórios, devem manter suas propriedades elétricas e mecânicas, minimizados aos impactos da descaracterização por excedentes de correntes elétricas circulantes. Um dos elementos passivos nas redes de distribuição de energia elétrica é motivo deste estudo, sendo o condutor de corrente elétrica, por meio de fios de cobre eletrolíticos – ETP C110 têmpera meio-duro, seção circular, 101% IACS. As condições operacionais dos fios de cobre instalados numa rede estão sujeitos a intensidade da corrente elétrica de trabalho em períodos e eventos diversos; as correntes podem variar desde a mínima corrente de carga, carga média, carga pesada, sobrecarga ou sobrecorrentes por curto circuitos; todos esses eventos são relacionados a difusidade térmica do material, sendo relacionado para cada um deles uma temperatura obtida. No total foram investigadas 6 amostras, sendo 5 delas denotando um evento de intensidade de corrente elétrica, objetivando apontar os resultados das análises realizadas sobre os efeitos da temperatura imposta pela corrente elétrica circulante em fios. As amostras, originadas de produto, “material base” foram caracterizados, em fio de cobre nu rígido de diâmetro de 4,515 mm (≈16,00 mm²), utilizando-se dispositivo gerador de corrente elétrica, produziu-se intensidade da mesma para cada espécime; cinco amostras foram caracterizadas, sendo respectivamente, em 143 Amper (capacidade nominal do fio), 214.5 Amper, 286 Amper, 400 Amper e 700 Amper; cada qual denotando um evento com duração de tempo específica, sendo efetuado o monitoramento do gradiente de temperatura, individualmente, obtendo-se como resultado estruturas de material recristalizado, bem como produtos com recozimento severo. Inicialmente foi investigada a composição química percentual do material encruado pelo processo de trefilação do cobre puro ETP, e também a tração unidirecional e obtenção da estrutura metalográfica de todas as amostras, bem como a resistividade/condutibilidade de ambas. / Critical factor in the control of an electrical system, undoubtedly, are the provocation in maintain it all your physical structure in total operation conditions. Static infrastructure, materials and complement, must to maintain it’s electrical and mechanicals proprieties reduced at impacts loss characteristic for excess of electrical current. One of those statics elements in the electrical power distribution system it’s reason this work, being conductor of electrical current, through de electrolytic copper wire – ETP C110 hardness half-hard, cross-section, 101% IACS. Operations conditions of the copper wire installed in network are subjects to intensity of electrical current in cycle and several events; the currents can alter it from current minim, middle, absolute, overload or short circuit; all those events it’s connected to thermal diffusity of material, being connected to each and all a temperature have achieved. In total was investigated six samples, being five indicating an event of intensity of electrical current, intending obtain results of the analyses made with effects of temperature achieved by electrical current in wires. The samples, made of “base material” were characterized, in copper wire, without isolation, hardness half-hard, diameter 4.515mm (≈16,00 mm²), using it electrical current generator device, makes to circulate intensity of electrical current for each sample; five sample was characterized, being respectively, 143 Amper (nominal capacity of product), 214.5 Amper, 286 Amper, 400 Amper e 700 Amper; every one denoting an event with specific duration, being made the monitoring temperature rate of change, individually, obtaining as resulted structure of recrystallized material, and too severe annealing. Previously was investigated the percentage chemical composition of hardened material by drawing process of pure copper ETP, and too unidirectional tensile strength and metallography of all sample, and too the resistivity/conductivity in every one.

Fatores críticos no controle de um sistema elétrico, sem dúvida alguma, são os desafios de manter-se toda a sua estrutura física em plenas condições de operação. A infra-estrutura passiva, materiais e acessórios, devem manter suas propriedades elétricas e mecânicas, minimizados aos impactos da descaracterização por excedentes de correntes elétricas circulantes. Um dos elementos passivos nas redes de distribuição de energia elétrica é motivo deste estudo, sendo o condutor de corrente elétrica, por meio de fios de cobre eletrolíticos – ETP C110 têmpera meio-duro, seção circular, 101% IACS. As condições operacionais dos fios de cobre instalados numa rede estão sujeitos a intensidade da corrente elétrica de trabalho em períodos e eventos diversos; as correntes podem variar desde a mínima corrente de carga, carga média, carga pesada, sobrecarga ou sobrecorrentes por curto circuitos; todos esses eventos são relacionados a difusidade térmica do material, sendo relacionado para cada um deles uma temperatura obtida. No total foram investigadas 6 amostras, sendo 5 delas denotando um evento de intensidade de corrente elétrica, objetivando apontar os resultados das análises realizadas sobre os efeitos da temperatura imposta pela corrente elétrica circulante em fios. As amostras, originadas de produto, “material base” foram caracterizados, em fio de cobre nu rígido de diâmetro de 4,515 mm (≈16,00 mm²), utilizando-se dispositivo gerador de corrente elétrica, produziu-se intensidade da mesma para cada espécime; cinco amostras foram caracterizadas, sendo respectivamente, em 143 Amper (capacidade nominal do fio), 214.5 Amper, 286 Amper, 400 Amper e 700 Amper; cada qual denotando um evento com duração de tempo específica, sendo efetuado o monitoramento do gradiente de temperatura, individualmente, obtendo-se como resultado estruturas de material recristalizado, bem como produtos com recozimento severo. Inicialmente foi investigada a composição química percentual do material encruado pelo processo de trefilação do cobre puro ETP, e também a tração unidirecional e obtenção da estrutura metalográfica de todas as amostras, bem como a resistividade/condutibilidade de ambas. / Critical factor in the control of an electrical system, undoubtedly, are the provocation in maintain it all your physical structure in total operation conditions. Static infrastructure, materials and complement, must to maintain it’s electrical and mechanicals proprieties reduced at impacts loss characteristic for excess of electrical current. One of those statics elements in the electrical power distribution system it’s reason this work, being conductor of electrical current, through de electrolytic copper wire – ETP C110 hardness half-hard, cross-section, 101% IACS. Operations conditions of the copper wire installed in network are subjects to intensity of electrical current in cycle and several events; the currents can alter it from current minim, middle, absolute, overload or short circuit; all those events it’s connected to thermal diffusity of material, being connected to each and all a temperature have achieved. In total was investigated six samples, being five indicating an event of intensity of electrical current, intending obtain results of the analyses made with effects of temperature achieved by electrical current in wires. The samples, made of “base material” were characterized, in copper wire, without isolation, hardness half-hard, diameter 4.515mm (≈16,00 mm²), using it electrical current generator device, makes to circulate intensity of electrical current for each sample; five sample was characterized, being respectively, 143 Amper (nominal capacity of product), 214.5 Amper, 286 Amper, 400 Amper e 700 Amper; every one denoting an event with specific duration, being made the monitoring temperature rate of change, individually, obtaining as resulted structure of recrystallized material, and too severe annealing. Previously was investigated the percentage chemical composition of hardened material by drawing process of pure copper ETP, and too unidirectional tensile strength and metallography of all sample, and too the resistivity/conductivity in every one.

Este trabalho tem por objetivo avaliar os efeitos do hidrogênio em três diferentes tipos de aços de alta resistência mecânica. São descritos os fenômenos de introdução, difusão e aprisionamento de hidrogênio (H) dentro dos metais, em conjunto com os diferentes tipos de danos provocados devido à presença do hidrogênio. Os materiais de estudo são aços da família Advanced High Strength Steels (AHSS): aços Dual Phase (DP 1000 e DP 1200) e aço Martensítico (M 190). A introdução de hidrogênio nos materiais foi realizada através de carregamento catódico, o qual é representativo para as condições industriais a que se destinam. De modo a avaliar a influência do H nas propriedades mecânicas dos aços, os seguintes ensaios foram propostos: ensaio de carregamento com H, para determinar o conteúdo total de H (saturação) e conteúdo de H difusível (suscetibilidade a fragilização); ensaio de tração ao ar, para determinar a tensão no final da região elástica e resistência à tração na região do entalhe e ensaio de tração com carga constante em ambiente hidrogenado, para avaliar os efeitos provocados pela presença do H e determinar o patamar abaixo do qual o H não apresenta efeito crítico sobre o material. Os efeitos provocados pela aplicação de diferentes densidades de correntes (0,2 – 1,0 mA/cm²) foram avaliados nos ensaios de quantificação de H difusível. Conforme os resultados obtidos todos os aços apresentaram perdas na resistência mecânica à tração quando em ambiente hidrogenado, ou seja, sofreram fragilização por H. Os aços DP 1200 e M 190 (de microestrutura predominantemente martensítica) foram fortemente afetados, conforme evidenciado pela notável queda nos valores de tensão necessários para provocar a falha. Por outro lado, o aço DP 1000, de menor resistência mecânica, demonstrou menor suscetibilidade à fragilização, o que é atribuído a menor permeabilidade do H na microestrutura austenítica. / This work aims to evaluate the effects of hydrogen in three high- strength steel grades. The phenomena of hydrogen (H) entry, transport and trapping inside the metals, together with the different types of damages due to the presence of hydrogen are presented. The study materials are a range of AHSS steel grades: Dual Phase Steel (DP 1000 and DP 1200) and Martensitic Steel (M 190). The hydrogen entry was performed by cathodic charging, which is suitable for industrial applications. In order to evaluate the influence of H on the steel mechanical properties, the following tests were done: H charging, to measure total H content (saturation point) and diffusible H content (embrittlement susceptibility); uniaxial tensile test of uncharged samples to determine notched tensile strength values and the strength levels at the end of elastic region and constant load tensile testing carried out in hydrogen environment, to determine the threshold values where hydrogen has an effect on the material. DP 1200 and M 190 were strongly affected by H pre-charging, as shown by the significant drop in stress required to break them. On the other hand, DP 1000 showed a lower embrittlement susceptibility, which is attributed to its lower mechanical strength. The current densities effects (0.2 up to 1.0 mA/cm²) were evaluated during H charging to measure diffusible H content. All steels showed a drop in the tensile strength i.e. experienced hydrogen embrittlement. Steels with higher tensile strength, as DP 1200 and M 190, showed a much bigger drop that is related to the favorable characteristics of martensitic microstructure regarding to the hydrogen permeability and diffusivity.

O desenvolvimento do concreto de alta resistência - CAR foi um importante avanço na tecnologia de concreto, entretanto, a despeito de suas inúmeras vantagens como material estrutural, o seu emprego tem sido limitado, por ter se revelado mais susceptível à fissuração nas primeiras idades. Isto se deve à ocorrência do fenômeno da retração autógena, particularmente mais intenso nestes concretos que nos de resistência normal, uma vez que no CAR, há significativamente maior quantidade de material cimentício e menor quantidade de água, o que dá origem a uma estrutura porosa muito refinada logo nas primeiras idades, gerando altas magnitudes de tensões capilares. Além do estudo sobre o entendimento do fenômeno, as pesquisas atualmente têm buscado formas de mitigá-lo a fim de contribuir para estruturas mais duráveis. Diante do exposto, esta pesquisa investigou o comportamento do CAR, no tocante às propriedades mecânicas, elásticas e viscoelásticas e à durabilidade, quando empregado um aditivo redutor de retração - ARR que pode se configurar como estratégia mitigadora para a redução da retração autógena, bem como verificar a sua influência sobre a microestrutura e hidratação da pasta de cimento. Os resultados indicam que o ARR é eficaz na redução da retração autógena e retração por secagem, sem alterar de forma relevante as propriedades mecânicas e elásticas: a resistência à compressão sofre uma pequena queda de 5% com o uso de 2% de ARR em relação ao concreto referência, contudo, as demais propriedades não são alteradas com o uso do ARR. Quanto ao efeito sobre a fluência, não se obtiveram resultados conclusivos. A durabilidade, medida pelos ensaios de penetrabilidade a íons cloretos, permeabilidade à água, carbonatação natural e absorção capilar e por imersão, não é comprometida com a incorporação do aditivo redutor de retração. Do ponto de vista microestrutural, observou-se que o ARR altera o volume total de poros, embora de uma forma não muito expressiva; e ainda constatou-se que este aditivo afeta a velocidade de hidratação das pastas de cimento, e que possivelmente interage com compostos de hidratados da pasta, sem, no entanto, alterar as características macroestruturais do material. / The development of high strength concrete - HSC represented an important advance in concrete technology. However, even knowing that this kind of concrete has several advantages as a structural material, its application is limited by the early ages cracking. This occurrence is due to the autogenous shrinkage phenomenon, once HSC has a greater amount of cementitious material and a lower amount of water in relation to a normal-strength concrete. This condition implies in a greatly refinement of pore structure at early ages which lead to a higher magnitudes of capillary tension than the one observed in a normal-strength concrete. Beyond to study the phenomenon, much research has been conducted in many countries in order to reduce autogenous shrinkage and contribute to more durable structures. So, this research aims to investigate the effectiveness of shrinkage-reducing admixtures – SRA in decreasing the autogenous shrinkage of HSC, and mainly, verify its influence on viscoelastic, elastic and mechanicals properties and durability. The effect of SRA on microstructure and on the cement paste hydration was also investigated. The results show that SRA is effective in reducing the autogenous shrinkage and drying shrinkage without remarkable changes in elastic and mechanical properties. There were not conclusive results related to the creep property. The concrete durability under the action of aggressive agents (such as water, CO2 and chloride) was not influenced by the SRA, information provided by the results of chloride penetration, natural carbonation, water permeability, capillary absorption and absorption of water tests. In a microstructural point of view, it was observed that the addition of SRA results in a small rise in total pore volume. Besides, the results suggest that the SRA affects the rate of cement hydration and it can interact to the hydrated products of paste without implying in great influences on the macrostructural characteristics of the material.

O estudo numérico do comportamento estrutural de materiais compostos apresenta-se, desde os últimos anos, como um campo muito fértil de pesquisas, o que justifica o crescimento exponencial de trabalhos científicos nesta área. Atualmente é possível desenhar as propriedades físicas do material adequando-os ao uso que se queira dar a eles. Especificamente quanto às propriedades mecânicas vinculadas a função estrutural que o material em estudo possa ter, estas podem, na atualidade, ser quantificadas, modificadas e otimizadas. No presente trabalho, explora-se um material composto formado por uma matriz polimérica e uma segunda fase particulada com distribuição aleatória. Para realizar esse estudo foi utilizado o método dos elementos discretos e o método dos elementos finitos. No primeiro caso é apresentado um estudo onde se realizam tentativas de determinar o elemento de volume representativo considerando o comportamento do material como não-linear. No segundo caso, aplicando o método dos elementos finitos, realiza-se um estudo considerando a matriz e a fase particulada com comportamento elástico linear, determinando o elemento de volume representativo e comparando os resultados, em termos de constantes elásticas homogeneizadas, com propostas teóricas fornecidas pela micromecânica clássica. Um estudo da convergência da malha e exercícios de otimização foram realizados sobre o composto simulado. Finalmente, realiza-se um estudo não-linear através do método dos elementos finitos, onde a matriz é elástica e a fase particulada hiperelástica, onde se determina o elemento de volume representativo e se faz aplicações para verificação da eficácia dos resultados. / The numerical study of the composite material mechanical behavior has shown lately a fertile field of research, which justifies the exponential growing of scientific works in this area. Nowadays it is possible to design the material properties adapting them to the usage that we want to give them. Specifically, regarding to the mechanical properties, there are methods that allow us to modify them in a rational way to reach different objectives. In the present work, different aspects are analyzed of a composite material built with a polymeric matrix and a second particulate phase with random distribution. The Discrete Element Method (DEM) and the Finite Element Method (FEM) were used to carry out the present work. Firstly, an application of DEM, a study of different alternatives is shown to determine the volume representative element (RVE) considering the non-linear behavior of the studied material. Secondly, an application of FEM, a study considering the matrix and particulate phase, both, with linear elastic behavior. This application consists on computing the RVE and comparing these results with analytical proposals available in the Micromechanics classical bibliography. A mesh convergence study of the FEM models used and simple applications of optimization are also presented. Finally, another application of FEM is presented. In this case a non linear study is shown, where the matrix is considered linear elastic, and the particulate phase is hyperelastic. In this case the RVE was determined and some applications to verify the consistency of the results obtained are presented.

O desenvolvimento do concreto de alta resistência - CAR foi um importante avanço na tecnologia de concreto, entretanto, a despeito de suas inúmeras vantagens como material estrutural, o seu emprego tem sido limitado, por ter se revelado mais susceptível à fissuração nas primeiras idades. Isto se deve à ocorrência do fenômeno da retração autógena, particularmente mais intenso nestes concretos que nos de resistência normal, uma vez que no CAR, há significativamente maior quantidade de material cimentício e menor quantidade de água, o que dá origem a uma estrutura porosa muito refinada logo nas primeiras idades, gerando altas magnitudes de tensões capilares. Além do estudo sobre o entendimento do fenômeno, as pesquisas atualmente têm buscado formas de mitigá-lo a fim de contribuir para estruturas mais duráveis. Diante do exposto, esta pesquisa investigou o comportamento do CAR, no tocante às propriedades mecânicas, elásticas e viscoelásticas e à durabilidade, quando empregado um aditivo redutor de retração - ARR que pode se configurar como estratégia mitigadora para a redução da retração autógena, bem como verificar a sua influência sobre a microestrutura e hidratação da pasta de cimento. Os resultados indicam que o ARR é eficaz na redução da retração autógena e retração por secagem, sem alterar de forma relevante as propriedades mecânicas e elásticas: a resistência à compressão sofre uma pequena queda de 5% com o uso de 2% de ARR em relação ao concreto referência, contudo, as demais propriedades não são alteradas com o uso do ARR. Quanto ao efeito sobre a fluência, não se obtiveram resultados conclusivos. A durabilidade, medida pelos ensaios de penetrabilidade a íons cloretos, permeabilidade à água, carbonatação natural e absorção capilar e por imersão, não é comprometida com a incorporação do aditivo redutor de retração. Do ponto de vista microestrutural, observou-se que o ARR altera o volume total de poros, embora de uma forma não muito expressiva; e ainda constatou-se que este aditivo afeta a velocidade de hidratação das pastas de cimento, e que possivelmente interage com compostos de hidratados da pasta, sem, no entanto, alterar as características macroestruturais do material. / The development of high strength concrete - HSC represented an important advance in concrete technology. However, even knowing that this kind of concrete has several advantages as a structural material, its application is limited by the early ages cracking. This occurrence is due to the autogenous shrinkage phenomenon, once HSC has a greater amount of cementitious material and a lower amount of water in relation to a normal-strength concrete. This condition implies in a greatly refinement of pore structure at early ages which lead to a higher magnitudes of capillary tension than the one observed in a normal-strength concrete. Beyond to study the phenomenon, much research has been conducted in many countries in order to reduce autogenous shrinkage and contribute to more durable structures. So, this research aims to investigate the effectiveness of shrinkage-reducing admixtures – SRA in decreasing the autogenous shrinkage of HSC, and mainly, verify its influence on viscoelastic, elastic and mechanicals properties and durability. The effect of SRA on microstructure and on the cement paste hydration was also investigated. The results show that SRA is effective in reducing the autogenous shrinkage and drying shrinkage without remarkable changes in elastic and mechanical properties. There were not conclusive results related to the creep property. The concrete durability under the action of aggressive agents (such as water, CO2 and chloride) was not influenced by the SRA, information provided by the results of chloride penetration, natural carbonation, water permeability, capillary absorption and absorption of water tests. In a microstructural point of view, it was observed that the addition of SRA results in a small rise in total pore volume. Besides, the results suggest that the SRA affects the rate of cement hydration and it can interact to the hydrated products of paste without implying in great influences on the macrostructural characteristics of the material.

Este trabalho tem por objetivo avaliar os efeitos do hidrogênio em três diferentes tipos de aços de alta resistência mecânica. São descritos os fenômenos de introdução, difusão e aprisionamento de hidrogênio (H) dentro dos metais, em conjunto com os diferentes tipos de danos provocados devido à presença do hidrogênio. Os materiais de estudo são aços da família Advanced High Strength Steels (AHSS): aços Dual Phase (DP 1000 e DP 1200) e aço Martensítico (M 190). A introdução de hidrogênio nos materiais foi realizada através de carregamento catódico, o qual é representativo para as condições industriais a que se destinam. De modo a avaliar a influência do H nas propriedades mecânicas dos aços, os seguintes ensaios foram propostos: ensaio de carregamento com H, para determinar o conteúdo total de H (saturação) e conteúdo de H difusível (suscetibilidade a fragilização); ensaio de tração ao ar, para determinar a tensão no final da região elástica e resistência à tração na região do entalhe e ensaio de tração com carga constante em ambiente hidrogenado, para avaliar os efeitos provocados pela presença do H e determinar o patamar abaixo do qual o H não apresenta efeito crítico sobre o material. Os efeitos provocados pela aplicação de diferentes densidades de correntes (0,2 – 1,0 mA/cm²) foram avaliados nos ensaios de quantificação de H difusível. Conforme os resultados obtidos todos os aços apresentaram perdas na resistência mecânica à tração quando em ambiente hidrogenado, ou seja, sofreram fragilização por H. Os aços DP 1200 e M 190 (de microestrutura predominantemente martensítica) foram fortemente afetados, conforme evidenciado pela notável queda nos valores de tensão necessários para provocar a falha. Por outro lado, o aço DP 1000, de menor resistência mecânica, demonstrou menor suscetibilidade à fragilização, o que é atribuído a menor permeabilidade do H na microestrutura austenítica. / This work aims to evaluate the effects of hydrogen in three high- strength steel grades. The phenomena of hydrogen (H) entry, transport and trapping inside the metals, together with the different types of damages due to the presence of hydrogen are presented. The study materials are a range of AHSS steel grades: Dual Phase Steel (DP 1000 and DP 1200) and Martensitic Steel (M 190). The hydrogen entry was performed by cathodic charging, which is suitable for industrial applications. In order to evaluate the influence of H on the steel mechanical properties, the following tests were done: H charging, to measure total H content (saturation point) and diffusible H content (embrittlement susceptibility); uniaxial tensile test of uncharged samples to determine notched tensile strength values and the strength levels at the end of elastic region and constant load tensile testing carried out in hydrogen environment, to determine the threshold values where hydrogen has an effect on the material. DP 1200 and M 190 were strongly affected by H pre-charging, as shown by the significant drop in stress required to break them. On the other hand, DP 1000 showed a lower embrittlement susceptibility, which is attributed to its lower mechanical strength. The current densities effects (0.2 up to 1.0 mA/cm²) were evaluated during H charging to measure diffusible H content. All steels showed a drop in the tensile strength i.e. experienced hydrogen embrittlement. Steels with higher tensile strength, as DP 1200 and M 190, showed a much bigger drop that is related to the favorable characteristics of martensitic microstructure regarding to the hydrogen permeability and diffusivity.