Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-15T11:16:07Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Stéfany Mayara Ferreira de Rezende - 2018.pdf: 31211798 bytes, checksum: d3b61dc015a1246e10bf60722a5f9520 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-15T12:25:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Stéfany Mayara Ferreira de Rezende - 2018.pdf: 31211798 bytes, checksum: d3b61dc015a1246e10bf60722a5f9520 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-15T12:25:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Stéfany Mayara Ferreira de Rezende - 2018.pdf: 31211798 bytes, checksum: d3b61dc015a1246e10bf60722a5f9520 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-04-02 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / There are several techniques used for the manufacture of three-dimensional models, but due to their ease of use, material extrusion has been widely applied in specific areas, since such as engineering as personal use. Such factors indicate that in the coming years many of the everyday plastic products commonly produced by conventional methods will be replaced by home printed objects in order to minimize costs and customization. Thus, knowing the influence of the process parameters is fundamental for the good performance of the products made by this technology. Thus, this work is dedicated to the study of the mechanical properties of parts constructed by material extrusion and the influence of parameters of the material and the printing process on the final characteristics of the produced object. A brief review of the literature is carried out in order to know the mechanical properties already identified and which methods are most used. It has been identified that the mechanical properties of the printed pieces are significantly affected by the printing orientation and airgap parameters. An experimental approach is used, aiming to evaluate the influence of parameters, shape and fill percentage, on the mechanical strength of the made objects. In addition, an initial and introductory study was carried out in order to analyze the functional characteristics of a prosthesis made by additive manufacture. The accomplishment of the same, aims to identify the limitations of the device and to provide future improvements. / Diversas são as técnicas utilizadas para a manufatura de modelos tridimensionais, contudo em virtude de sua facilidade de uso, a impressão 3D por extrusão de material tem sido largamente empregada, desde em áreas específicas como medicina como para uso pessoal. Tais fatores indicam, que nos próximos anos, muitos dos produtos plásticos de uso cotidiano, comumente produzidos por métodos convencionais, serão substituídos por objetos impressos em casa, tendo em vista a minimização de custos e a customização. Voltando-se para a ampliação da aplicabilidade da impressão 3D em engenharia, é fundamental conhecer a influência dos parâmetros de processo de modo a assegurar o bom desempenho dos produtos confeccionados por esta tecnologia. Dessa forma, este trabalho dedica-se ao estudo das propriedades mecânicas de peças construídas por extrusão de material e a influência de parâmetros do material e do processo de impressão, nas características finais do objeto produzido. Uma breve revisão da literatura é realizada visando conhecer as propriedades mecânicas identificadas e quais os métodos mais empregados. Foi identificado que a orientação de impressão e o entretramas afetam relevantemente as propriedades mecânicas da peça impressa. Por outro lado, uma abordagem experimental também é utilizada objetivando avaliar a influência dos parâmetros, forma e porcentagem de preenchimento, na resistência mecânica dos objetos confeccionados. Além disso, foi efetuado um estudo inicial e introdutório tendo em vista analisar as características funcionais de uma prótese de mão confeccionada por manufatura aditiva. A realização do mesmo, visa identificar as limitações do dispositivo e propiciar melhorias futuras. Additive Manufacturing

No presente trabalho se estuda a correlação de diferentes parâmetros de sinais de Ruído Magnético de Barkhausen (RMB) e de fluxo magnético com o comportamento elastoplástico em chapas de aço carbono, visando à aplicação dos resultados como técnica de Ensaio Não-Destrutivo. Comprovou-se que o comportamento de parâmetros como a energia (RMBenegia), o valor quadrático médio(RMBrms) e a envolvente dos sinais de RMB com os diferentes estados elastoplásticos do material resultou fortemente dependente da anisotropia de laminação, quantidade de Carbono e fases, gerados no processo de produção das chapas. Como novidade introduziu-se o parâmetro chamado de Área em baixo da curva da distribuição de pulsos do sinal de Barkhausen. A evolução deste parâmetro com a deformação identificou com boa aproximação a região de transição elasto-plástica do material. Harmônicos não lineares (HNL) do fluxo magnético apresentaram uma melhor correlação com a anisotropia do que com os estados elasto-plásticos do material, mas com alta dependência ao acoplamento sonda-amostra. Enquanto que o RMB apresentou elevados níveis de reprodutibilidade. Propriedades mecânicas e comportamentos característicos de ensaios de tração em regime discreto e contínuo foram reproduzidos e identificados com um alto grau de aproximação pelo RMB e os HNL. Outros métodos magnéticos e não magnéticos usados neste trabalho não apresentaram níveis altos de sensibilidade às mudanças microestruturais devido às deformações elasto-plásticas no material, no entanto o RMB e os HNL identificaram tais mudanças microestruturais dando margem a novas soluções nos campos de ensaio e inspeção não-destrutivos. / The present work studies the relationship between different parameters of the Magnetic Barkhausen Noise (MBN) and non-linear harmonics of the magnetic flux signals (NLH) with the elastic-plastic behavior in carbon steel plates, in an effort to use the results as a non-destructive testing technique. MBN parameters such as the envelope of the MBN signal, and the scalar parameters MBNenergy, MBNrms were found to be highly dependent on the lamination processes, carbon content and phases originated during the fabrication of the samples. A new parameter entitled area under the MBN jump distribution was defined. The behavior of this parameter as strain evolved provided a good approximation of the elastic-plastic transition region. Non-linear harmonics offered a good correlation with both anisotropy and the elasticplastic states of the material, nevertheless depending heavily on the sensor coupling with the sample surface, while at the same time MBN provided good reproducibility. The characteristic behavior as well as the mechanical properties obtained from discrete and continuous tensile strength tests were reproduced by both MBN and HNL. Other magnetic and non-magnetic methods did not show the same level of sensibility to microstructure changes due to elastic-plastic strains when compared to the results obtained using MBN and HNL, giving room to new solutions in the nondestructive inspection and testing fields.

Este trabalho investiga a possível correlação existente entre os baixos valores de CTOD e a ocorrência de zonas frágeis localizadas (ZFL) presentes na região de grãos grosseiros (RGG) da zona termicamente afetada (ZTA) de uma junta soldada de aço API 5L X80. Para isto, foi necessário obter corpos-de-prova SE(B) a partir de uma chapa de aço API 5L X80 a qual foi soldada numa junta ½V, para facilitar o posicionamento do entalhe na RGG da ZTA. As dimensões dos corpos-de-prova SE(B) utilizados foram espessura B=17mm, largura W=34mm, distância entre os apoios dos roletes S=138mm e uma relação entre o tamanho de trinca (a) e a largura, a/W=0,5. O entalhe posicionado na RGG da ZTA tem por objetivo evidenciar o efeito de ZFL e para tal os ensaios foram conduzidos nas temperaturas de -40ºC, - 50ºC e -70ºC. Os resultados de CTOD crítico obtidos neste estudo sugerem indícios de severa degradação da tenacidade na RGG da ZTA, provavelmente associada à formação de ZFL. / This work evaluates the possible correlation between low fracture toughness (critical CTOD) and local brittle zones (LBZ) occurrences in heat affected zone (HAZ) coarse grain regions. The fracture toughness of a welded API 5L X80 steel was characterized using SE(B) specimens for CTOD determination with notches located in the HAZ. The specimen dimensions are thickness B=17mm, width W=34mm, span S=138mm and crack length to width ratio, a/W=0,5. The effects of LBZ are evaluated through tests carried out in temperatures of -40ºC, -50ºC and -70ºC. The critical CTOD values obtained in this work had presented low fracture toughness and these results can be attributed to local brittle zones formed in the welding process.

Atualmente, o Brasil é o maior fabricante de celulose branqueada de eucalipto do mundo. Geralmente as fibras virgens de Eucalyptus spp. são utilizadas na fabricação de papéis para imprimir, tissue e especiais. Papéis para embalagens, tipicamente Kraftliners, precisam de uma grande resistência mecânica e são produzidos principalmente a partir de pastas Kraft de coníferas não branqueadas. Por outro lado, nanoceluloses fabricadas a partir de biomassa são consideradas um dos materiais sustentáveis mais interessantes para o século, com excelentes propriedades como baixa densidade, elevadas propriedades mecânicas, alta hidrofilicidade, grande área superficial com reatividade química e elevado valor econômico. Desde 2012 o uso de nanoceluloses na fabricação de papel ganhou impulso. As nanoceluloses têm sido adicionadas em pastas mecânicas e Kraft branqueadas para fabricação do papel, incrementando notavelmente as suas propriedades mecânicas, mas há preocupações sobre a diminuição da drenabilidade, da porosidade e da opacidade do papel. Poucos estudos foram desenvolvidos visando a aplicação de nanoceluloses em fibras não branqueadas, ainda que tenham aplicações em pastas branqueadas e/ou mecânicas. Portanto, o presente trabalho visa desenvolver o uso de nanoceluloses para melhorar as propriedades mecânicas em fibras não branqueadas. Em primeiro lugar, tomaram-se os finos primários do branqueamento de celulose de Pasta Kraft de Eucalipto como a matéria-prima para produzir dois tipos de nanocelulose. A celulose microfibrilada (MFC) é produzida diretamente por homogeneização mecânica utilizando equipamento Masuko. A celulose nanofibrilada (CNF) é produzida por oxidação mediada por TEMPO e homogeneizada por GEA. Em segundo lugar, selecionaram-se com as fibras virgens de Pasta Kraft Marrom de Pinho (PKPM) com número Kappa 36,1 e Pasta Kraft de Eucalipto Não Branqueada (PKEP), obtida na saída de estágio de deslignificação com oxigênio, com número Kappa 9,21, e todas as fibras foram refinadas até atingir o mesmo grau Shopper-Riegler (33±1 SR). Os experimentos com PKPM são conduzidas como uma referência a papéis Kraftliners tradicionais, com ou sem nanocelluloses. Também obteve folhas manuais com pasta branqueada Kraft de eucalipto, adicionando nanoceluloses, para compreender o efeito da lignina presente em PKEP. A receita e os aditivos químicos aplicados aqui são os mesmos que na produção industrial. Os principais resultados são: o uso de CNF (ou MFC) e agentes químicos, separadamente, na pasta PKEP, aumenta as resistências mecânicas dos papéis, no entanto, quando aplicadas CNF (ou MFC) em PKMP sem aditivos químicos, as resistências à tração e a estouro diminuem, e a resistência ao rasgo permanece constante. Como a terceira parte do estudo, delineamento de experimentos teve a configuração composto central com o ponto central em 1% de CNF (ou MFC) e 1% de agentes químicos (polímero+amido+cola), e seus pontos axiais foram 0,3%-1,7% de CNF (ou MFC), e 0,15%-0,85% de agentes químicos. O ponto ótimo de equilíbrio dos índices de rasgo (mN.m2/g) /estouro (kPa.m2/g) /tração (N.m/g) de (10,00/2,25/36,56 para CNF e 12,88/4,25/57,62 para MFC), obteve-se com a adição de 1,03% de CNF e 0,65% de amido, ou com a adição de menos de 0,01% de MFC e de 1% de amido. Finalmente, foram aplicadas CNF ou MFC por impregnação direta no centro da direção-z, considerando que o papel tem forças que interagem em 3D. Os resultados mostram que a PKEP atinge a qualidade do Kraftliner de pinus obtendo um índice de tração de 52,58 N.m/g utilizando 1% de CNF, ou 47,40 N.m/g utilizando 1% de MFC. Também, o custo de utilização do CNF ou MFC na fabricação do papel é avaliado, resultando em estimativas de 0,9494 US$/kg ou 0,3036 US$/kg, com a adição de 1% de CNF ou 1% de MFC, respectivamente, em pasta PKEP. Este trabalho mostra que a aplicação de nanocelulose em Kraftliner tradicional com fibras de pinus com todos os agentes químicos não tem vantagens reais. No entanto, o uso de CNF e MFC tecnicamente e economicamente tem vantagens superiores em pasta Kraft de eucalipto não branqueada (e deslignificada com oxigênio), obtendo-se propriedades superiores às de fibras longas. / Nowadays, Brazil is the largest manufacturer of Bleached Eucalyptus Kraft Pulp in the world. Mostly the Eucalyptus spp. virgin fibres are used in papermaking to manufacture printing, tissue and specialty papers. Packaging papers, typically Kraftliners, have high demands for mechanical strength and are made mostly from Unbleached Softwood Kraft Pulp. Other side, nanocelluloses from biomass are considered one of the most interesting sustainable materials for the Century, with excel properties such as low density, high mechanical properties, high hydrophilicity, large surface area with chemical reactivity and high economic value. Since 2012 the use of nanocellulose in papermaking experienced a great momentum. Nanocelluloses are added in bleached or mechanical pulp in papermaking to increase significantly the mechanical properties, but there are concerns about the decreasing of the drainability, the porosity and the opacity of the paper. A very few studies were developed on the application of nanocelluloses in an unbleached Kraft pulp, even there are its applications on bleached pulps and mechanical pulps. Therefore, the present work aims to develop the application of nanocelluloses to increase the mechanical properties of the unbleached fibers, specifically for Kraftliners, and show the way to replace the softwood fibers with the low-cost hardwood fibers. Firstly, the primary fines from bleaching area of Eucalyptus Kraft pulp, obtained from an industrial residue, was the raw material for nanocellulose production of two nanocelluloses. The microfibrillated celluloses (MFC) are produced with direct mechanical homogenization using Masuko. The nanofibrillated cellulose (NCF) is produced with oxidation mediated by TEMPO and homogenization using GEA. Secondly, as virgin fibers were selected the Unbleached Pine Kraft Pulp (USKP) with Kappa number 36.1 and the Unbleached Eucalyptus Kraft Pulp (UEKP) just after the oxygen delignification stage with the Kappa number 9.21. All the fibres (USKP and UEKP) was refining at the same Shopper-Riegler (33±1 SR). USKP experiments are conducted as reference to traditional Kraftliners, with or without nanocelluloses. Also the virgin bleached Eucalyptus Kraft pulp with nanocelluloses addition for the handsheet paper helps to understand the role of lignin in UEKP. The recipe and chemicals applied here are the same of the industrial production. The main results are: the use CNF (or MFC) and chemical agents, separately, in UEKP, promote the mechanical resistances, however when applied CNF (or MFC) in UPKP without chemicals, the tensile and burst properties decreased and tear remains constant. As the third group of the study, the design of the experiments was conducted in the star configuration with centre point as 1% CNF (or MFC) and 1.00% chemical agents (polymers+starch+chemical agents) and, the axial points were 0.3%-1.7% NCF (or MFC) and 0.15%-0.85 of chemical agents. The optimum point from the balanced tear (mN.m2/g) /burst (kPa.m2/g) /tensile (N.m/g) index point of view with 10.00/2.25/36.56 for (1.03% CNF and 0.65% starch) and 12.88/4.25/57.62 for (<0.001% MFC and 1% starch). Finally, it is applied here the direct impregnation of the center of z-direction with 1% of CNF and MFC, considering that the paper has 3D interacting forces. The results show that the UEKP reaches the pinus Kraftliner quality with 52.58 N.m/g (Tensile Index) using 1% CNF or 47.40 N.m/g using 1% MFC. Also, the cost of use CNF or MFC in papermaking is evaluated, resulting in the estimates of 0.9494 US$/kg or 0.3036 US$/kg, the addition of 1% CNF or 1% MFC in UEKP. This work shows that the application of nanocellulose in traditional Kraftliner with pinus fibres with all chemical agents has no real advantages. However, the use of CNF and MFC technically and economically has superior advantages in Eucalyptus unbleached (and oxygen delignified) Kraft pulp, resulting in such properties superior to those of long fibres.

Um fator importante para o desenvolvimento de projetos de microssistemas é o conhecimento de propriedades termomecânicas dos materiais e a compreensão dos mecanismos de falhas. Este trabalho estuda o comportamento mecânico de microvigas atuadas termicamente e propõem um método para ser utilizado na caracterização de propriedades termomecânicas de filmes finos. Fabricou-se vigas de Oxinitreto de Silício em que se aplicou a microscopia Nomarski para observar a deformação e a ocorrência do fenômeno de flambagem. / An important factor to develop microsystems is knowledge of materials properties and failure mechanisms. This research studies the thermal actuated microbeam mechanical behavior and propose a method in order to characterize thermomechanical properties of thin films. Silicon Oxynitride microbeams are fabricated and Nomarski microscopy was applied to observe strain and buckling phenomenon ocurrence.

Nesta pesquisa, fez-se uma abrangente reunião da literatura existente, apresentando um resumo histórico da evolução dos plásticos, enfocando o estado da arte e os avanços obtidos com o emprego desses materiais na construção civil, com função estrutural. É feita uma revisão sobre a estrutura química dos plásticos mais conhecidos, apresentando os mecanismos moleculares que provocam os fenômenos dependentes do tempo, e de que forma as suas propriedades podem ser alteradas. Este trabalho também analisa os diversos modelos de previsão do comportamento viscoelástico, além de fazer uma comparação entre os modelos de Maxwell, Kelvin-Voigt e Associado e os dados experimentais, mostrando aqueles que mais se adequam ao comportamento do material plástico. São discutidos alguns aspectos pertinentes a um Projeto de Engenharia e, posteriormente, apresentados alguns conceitos e considerações específicos a um projeto de estruturas de material plástico. Os tipos de processamento mais utilizados são apresentados e, para cada um deles, quais as aplicações a que se destinam e qual a sua influência nas características do produto final. Tratando-se do plástico reciclado, é de fundamental importância o conhecimento e o entendimento do processo de reciclagem. Além da apresentação dos tipos de reciclagem, é feita uma análise do cenário local e global do mercado dos plásticos reciclados. Ao fim deste trabalho, pôde-se concluir que o mercado dos elementos estruturais de plástico reciclado é um nicho a ser explorado e, como a pesquisa sobre o tema é ainda incipiente, há muito a ser estudado, pesquisado e, posteriormente, desenvolvido. Pode-se afirmar que a baixa rigidez do plástico reciclado frente aos materiais de construção tradicionais é a sua maior deficiência. O seu comportamento viscoelástico, dependente do tempo, e a sua sensibilidade à variação de temperatura tornam complexo o dimensionamento com esse material, desencorajando o seu emprego pelos projetistas de estruturas. Desde que sejam desenvolvidas formas de se contornar essas deficiências, como a adição de fibras, o emprego de armaduras de protensão nos elementos estruturais e a aplicação de aditivos, o emprego do plástico reciclado como elemento estrutural mostra-se não só tecnicamente viável, como bastante também promissor / This work deals with the employment of plastic materials in structures of civil construction. First, a reunion of existent literature is performed, emphasizing the state of art and the obtained advances in this area. A resume about the chemical structures of plastics is done, presented, considering the molecular mechanisms that cause the time-dependent behavior. This work also analyzes the several prediction models of viscoelasticity and compares the models of Maxwell, Kelvin-Voigt, Associated and experimental data, looking for those that best adequate with the plastic behavior. Some aspects involving an engineering project are discussed and, after, some specific concepts and ideas about plastic structures are presented. This work also considers the processing of plastics and its influence on the characteristics of manufactured product. Beyond the ways of plastic recycling, a local and global analysis of recycled plastic market are presented. It can be concluded that the recycled plastic structures market needs to be explored and as the research is novel, there is a lot to be studied, researched and, after, developed. The low stiffness is the worst characteristic of plastics and the time-dependent behavior and the temperature sensibility make the design complex, not encouraging the employment by engineers. If these problems are crossed, with fibers, additions or the pos-tension of reinforcement, the recycled plastic as structural element become technically viable and a reality in a brief future

O concreto reforçado com fibras (CRF) corresponde a um material compósito formado principalmente por cimento hidráulico, agregados miúdo e graúdo, água e fibras descontínuas. A principal finalidade do reforço no concreto com fibras é o aumento da capacidade resistente pós-fissuração do compósito, que reflete no ganho de tenacidade. Tradicionalmente, as fibras de aço, por possuírem elevadas rigidez e resistência à tração, são as mais utilizadas para o reforço do concreto, enquanto que as fibras sintéticas são adotadas para controle de fissuração por retração plástica do compósito. A macrofibra polimérica se trata de uma fibra sintética estrutural que se difundiu no mercado brasileiro nos últimos anos, possuindo pouca pesquisa a respeito de seu desempenho como elemento de reforço no concreto. Diante disto, nesta pesquisa foi avaliado o uso da macrofibra polimérica na composição de concreto para fins estruturais, sendo analisado o comportamento mecânico de duas matrizes de concreto reforçado com fibras, uma convencional e a outra de alta resistência, com diferentes teores de fibra de aço e de macrofibra polimérica. Para isto, foram determinados o abatimento e a massa específica de cada concreto no estado fresco. No estado endurecido, foram realizados ensaios de absorção de água, índice de vazios, massa específica, resistência à compressão, Barcelona, tenacidade à flexão em prismas e tenacidade à punção em placas. Nas misturas com maiores teores de fibra não foi possível se obter a trabalhabilidade desejada, mesmo com a adição de superplastificante. Em alguns concretos, a macrofibra polimérica e a fibra de aço tiveram desempenhos equivalentes com relação à absorção, índice de vazios, resistência residual no Estado Limite Último (ELU) dos prismas e tenacidade das placas. O acréscimo do teor de macrofibra polimérica provocou alterações não significativas no valor do índice de vazios, da resistência residual em prismas e da tenacidade em prismas e placas. Foi encontrado uma equivalência entre os valores de tenacidade do concreto com menor teor de fibra de aço e do concreto com maior teor de macrofibra polimérica para a maioria das misturas. A macrofibra polimérica apresentou uma eficiência menor do que a fibra de aço quando utilizada no concreto destinado a pisos industriais. Além disso, o acréscimo do teor de macrofibra polimérica provocou pequenas alterações na espessura do piso industrial. / The fiber reinforced concrete (FRC) is a composite material mainly composed of hydraulic cement, fine and coarse aggregates, water and discontinuous fibers. The main purpose of the reinforcement in the concrete with fibers is the increase of the post-cracking resistant capacity of the composite, which reflects in the toughness gain. Traditionally, steel fibers, due to their high stiffness and tensile strength, are the most used for concrete reinforcement, while synthetic fibers are used to control the plastic shrinkage cracking of the composite. The polymeric macrofiber is a structural synthetic fiber that has spread in the Brazilian market in recent years, with few researches regarding its performance as a reinforcement element in concrete. Therefore, the use of the polymeric macrofiber in the concrete composition for structural purposes was evaluated in this study and the mechanical behavior of two fiber reinforced concrete matrices, one conventional and the other with high strength, with different contents of steel fiber and polymeric macrofiber, was analyzed. For this, the slump and the specific gravity of each concrete in the fresh state were determined. In the hardened state, water absorption, voids, specific gravity, compressive strength, Barcelona, flexural toughness in prisms and punching toughness in plates tests were performed. In the mixtures with higher fiber contents it was not possible to obtain the desired workability, even with the addition of superplasticizer. In some concretes, the polymeric macrofiber and the steel fiber had equivalent performances with respect to the absorption, voids, residual strength at Ultimate Limit State (ELU) of the beams and toughness of the plates. The increase of the polymeric macrofiber content did not cause significant changes in the value of the voids, residual strength in prisms and toughness in beams and plates. An equivalence of the toughness values of the concrete with lower content of steel fiber and the concrete with higher content of polymeric macrofiber was found for the majority of the mixtures. The polymeric macrofiber was less efficient than the steel fiber when used in concrete for industrial floors. In addition, the increase of the polymeric macrofiber content caused small changes in the thickness of the industrial floor.

O cimento ósseo, utilizado para a fixação de componentes protéticos nas cirurgias de substituição articular, mais resistente às forças de compressão do que às forças de tração, tem suas propriedades mecânicas alteradas por vários fatores entre esses a formulação comercial e o método de preparação empregado. É o objetivo deste trabalho avaliar comparativamente as propriedades mecânicas à compressão de duas formulações comerciais de cimento ósseo preparadas manualmente e a vácuo, segundo as instruções do fabricante. Um conjunto de moldagem confeccionado em aço inoxidável permitiu preparar 48 corpos de prova para cada grupo experimental, totalizando 192 corpos de prova, que foram testados na Máquina Universal de Ensaios, tendo as especificações baseadas nas normas ISO 5833 e ASTM F451-86. A elaboração do diagrama tensão x deformação de cada grupo experimental analisou as propriedades mecânicas do cimento ósseo quanto ao módulo de elasticidade, tensão e deformação no limite de proporcionalidade, entre grupos de mesma formulação comercial e entre os grupos com mesmo método de mistura. Analisados estatisticamente pelo método de Variança de Kruskal-Wallis (p &#8804;0,001) e pelo método de Dunn's (p &#8804;0,05). Quanto ao módulo de elasticidade, o grupo 2M foi o que apresentou maior módulo, 1563 MPa, valor estatisticamente significante (p &#8804; 0,05) em relação aos grupos 1M, 1V e 2V. Para a tensão no limite de proporcionalidade os grupos 1M (39,40 MPa) e 2V (39,65 MPa) foram os maiores valores de tensão no limite de proporcionalidade, não havendo diferença estatisticamente significante entre eles, mas essas diferenças foram significativas quando comparadas aos grupos 1V e 2M. A deformação no limite de proporcionalidade de maior valor percentual foi para o grupo 1M, 3,36%, sendo esta diferença estatisticamente significante quando comparado ao grupo 2M. Os testes de resistência à compressão do cimento nacionalizado e importado, preparados manualmente e a vácuo, mostraram não haver diferença importante entre os dois tipos de cimento ósseo, nem entre as duas formas de misturá-los. / The bone cement used for the fixation of the prosthetic components in the surgeries of joint replacement, more resistant to the compression than to the traction, has its mechanical properties altered by several factors among those the commercial formulation and preparation employee's method. It is the objective of this work to evaluate the mechanical properties to the compression of the two commercial formulas of bone cement manually prepared and using vacuum, according to the manufacturer's instructions. A molding set was made in stainless steel and it allowed for the preparation of 48 bodies of proof for each experimental group, adding up to 192 proof bodies total which were tested in the Universal Rehearsal Machine, with the specifications based on the ISO 5833 and the ASTM F451-86 regulations. The elaboration of the diagram "tension vs. deformation" of each of the experimental group analyzed the mechanical properties of the bone cement in relation to the elasticity module, tension and deformation on the proportional limit among the groups with the same commercial formula and among the groups with the same mixture method. Analyzed statistically, by Kruskal-Wallis's method of the variation (p &#8804;0.001) and by the Dunn’s method (p &#8804;0.05). Regarding the elasticity, the group 2M was the one with the highest module, 1563 MPa, a statistically significant value (p &#8804;0.05) in relation to the groups 1M, 1V and 2V to the tension at the limit of the proportionality, there is no significant differences among them, but these differences were relevant when compared to groups 1V and 2M. The deformation at the limit of the proportionality of the highest percentage was to group 1M, 3.36%, being this the relevant statistical difference when compared to group 2M. The resistance tests to the compression of the national and international cement prepared manually and by vacuum show that there is no important difference between the two kind of bone cement, and neither between the two ways of mixing them.

O objetivo deste trabalho foi a produção de blendas a partir de zeína e amido de milho, procurando unir de forma otimizada as propriedades dos polímeros e suas características de processabilidade e o entendimento da correlação estrutura-propriedades destas blendas. Misturas de amidolzeína foram preparadas nas proporções de 0/100, 10190, 20180, 30170, 50150, 80120 e 10010 massa/massa%, utilizando glicerol como plastificante nas proporções de 22, 30 e 40% em relação a massa total dos polímeros. As formulações foram processadas em um misturador interno, tipo Haake, conectado ao reômetro de torque a 160°C. As misturas obtidas foram moldadas por compressão a 160°C. As propriedades das blendas foram aliadas por ensaios de absorção de umidade, difração de raios X, ensaios mecânicos (tração), calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), análise termo dinâmica-mecânica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia ótica. As blendas com 22% de glicerol foram avaliadas também quanto a biodegradabilidade, utilizando a técnica de biodegradação aeróbia. A adição da zeína facilitou o pmcessamento das misturas, conforme o observado durante o processamento no reômetro de torque. A presença da zeína não afeta a cristalinidade do amido nas blendas e não ocorre a formação de novas estruturas cristalinas devido a mistura. As blendas amidolzeína apresentaram menor estabilidade térmica que o amido termoplástico e zeína plastificada separadamente e a estabilidade térmica das blendas diminuiu com o aumento do teor de glicerol. As propriedades mecânicas das blendas foram dependentes do teor de zeína e de glicerol. A adição de zeína na lenda provocou aumento no módulo de elasticidade e na resistência a tração e diminuição da deformação , enquanto que o gliceml provocou diminuição em todas estas propriedades. As blendas apresentaram-se imiscíveis em todas as composições estudadas. A zeína plastificada mostrou biodegradação mais acentuada que o amido termoplástico e as blendas apresentaram biodegradação intermediária entre o amido e a zeína. / In this work were investigated blends from zein, which is a com protein, with com starch. The objective of this work was optimizing the polymers properties and their processing characteristics and looking for a structure-properties correlation of these blends. The mixtures of pure polymers and starchlzein blends were prepared using glycerol as plasticizer in a batch mixer connected to a torque rheometer. The zein content varied from 20 to 80% and three levels of glycerol were used, 22, 30 and 40 % of total starch plus zein weight, on a dry basis. The mixtures obtained were molded by compression at 160 OC. The blends were characterized by water absorption experiments, wide-angle X-ray diffraction, thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), tensile test, dynamical mechanical thermal analysis (DMTA), scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy. Additionally the biodegradability of starchtzein blends were evaluated by aerobic test. The torque behavior of the starchtzein blends shows that zein acts as a processing agent, reducing the melt viscosity of the mixture and facilitating the plasticization of starch. No evidence of the zein affecting the type or amount of crystal structure of thermoplastic starch was observed. The zein proved to be effective to reduce the water absorption of the blends. Mechanical properties of blends depends on the glycerol and zein contents. Young\'s modulus and ultimate tensile strength increase sharply with increasing zein content, while that the glycerol caused reduction on these properties. The blends were immiscible and phase invesion was observed. The results of biodegradation aerobic showed that after 45 days the zeína unfastened greater COz mass than the starch. This indicates that the zein biodegradation occurs more easily than the starch. The blends presented intermediate biodegradtion between the starch and the zein.

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.