Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Tese de doutoramento. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-03-08T13:53:17Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_InfluênciaGrauDeformação.pdf: 18295639 bytes, checksum: 53f500515e5f55f15506a44ca75b05c0 (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T17:51:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_InfluênciaGrauDeformação.pdf: 18295639 bytes, checksum: 53f500515e5f55f15506a44ca75b05c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T17:51:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_InfluênciaGrauDeformação.pdf: 18295639 bytes, checksum: 53f500515e5f55f15506a44ca75b05c0 (MD5) Previous issue date: 2005 / Nesse trabalho, o crescimento de trinca da/dN x ΔK foi estudado em dois aços bifásicos largamente usados na indústria automotiva, com cerca de 8% a 12% de fração volumétrica de martensita. A principal diferença entre esses aços é a composição química. Um dos aços tem adições de cromo enquanto o outro tem silício como elemento de liga. Além da composição química, o efeito de 10% de pré-deformação e tratamento térmico de “Baking Hardening” na resistência à fadiga foi verificado. Os aços bifásicos têm mostrado recentemente excelente resistência ao crescimento de trinca por fadiga, particularmente a baixas taxas de crescimento, perto do fator limiar de intensidade de tensão (ΔKTh), abaixo do qual as trincas permanecem paradas (latentes). Essa resistência depende da microestrutura do aço e é atribuida primeiramente à morfologia do caminho percorrido pela trinca e associação com efeitos de fechamento de trinca. Corpos-de-prova do tipo C(T) com 3,85mm de espessura e 50mm de largura na orientação T-L foram usados nos experimentos. A freqüência de ensaio foi de 30Hz e os experimentos foram realizados ao ar (aproximadamente 25ºC, R.H.=60%), e razão entre tensões R, de 0,1. Os resultados mostraram que os dois aços têm comportamento similar na resistência ao crescimento de trinca por fadiga. Não foi notado um efeito significante do tratamento mecânico e térmico nos dois aços, o que representa um resultado prático bastante interessante, pois esses tratamentos fazem parte do processo de fabricação das rodas. Modelos matemáticos de previsão de vida em fadiga por equações de Paris, Forman, Priddle, Collipriest, Elber e Hall, foram empregados, e os resultados experimentais mostraram uma boa concordância com os mesmos na região II. Desses modelos o que melhor se ajustou aos resultados experimentais foi o de Priddle. Os outros modelos apresentam uma característica menos conservativa na região do ΔKth que o de Priddle, o que torna esse modelo mais interessante se redução de peso e custos forem objetivos do projeto. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In this work, fatigue crack growth da/dN x ΔK has been studied in two dual-phase steels broadly used in the automotive industry, with, approximately, 8% to 12% of martensite volumetric fraction. The main difference between the steels is the chemical composition: one of the steels has chromium additions while the other has silicon as an alloy element. Besides the chemical composition, the effect of 10% of predeformation and a bake hardening heat treatment in the resistance to fatigue were verified. Dual-phase steels have been shown recently to display excellent resistance to fatigue crack growth, particularly at low growth rates approaching the threshold stress intensity range (ΔKth) below which long cracks remain dormant. Such resistance depends on the microstructure of the steel and is attributed primarily to meandering crack path morphology and associated crack closure effects. C(T) specimens with 3.85mm thickness and 50mm width in T-L orientation were used for the experiments. Testing frequency was 30Hz. The experiments were performed in ambient air (approximately 25oC, R.H. = 60%), at R stress ratio of 0.1. Results showed that the two steels present a similar behavior in fatigue crack growth resistance. It was not noticed significant effect of the mechanical and heat treatments in both steels. This is a very interesting practical result, because these treatments are part of the industrial process. Mathematical Models of Paris, Forman, Priddle, Collipriest, Elber and Hall were used and the experimental results showed a good agreement with them in region II. The best fitness in the results is Priddle. The others models presents a less conservative characteristic at ΔKth region in relation to the Priddle model, This reason becomes this model interesting if weight and costs reduction are important on the project.

Orientador: Gelson Luis Adabo / Resumo: Para eliminar a aplicação de porcelanas, zircônias com maior translucidez têm sido lançadas no mercado, que assim como o dissilicato de lítio, são indicadas para o uso monolítico. Um exemplo é a zircônia totalmente estabilizada em fase tetragonal, com maior quantidade de fase cúbica. No entanto, o comportamento mecânico, a espessura mínima indicada e a influência da espessura na translucidez destes materiais ainda são incertos. Este estudo avaliou zircônia totalmente estabilizada por ítria (Prettau Anterior), zircônia parcialmente estabilizada (Prettau) e dissilicato de lítio (IPS e.max CAD) através de caracterização mecânica, além do efeito da espessura na resistência à fratura e translucidez. Resistência à flexão biaxial (RFB) e parâmetros de Weibull (n=30) foram realizados. Espécimes em forma de disco nas espessuras de 0,5 mm, 1 mm e 1,5 mm foram analisados em espectrofotômetro para avaliação da translucidez. Posteriormente foram cimentados em substrato de resina epóxi para o ensaio de resistência à fratura (RF) e parâmetros de Weibull (n=30). Para caracterização microestrutural foi utilizado Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os valores de RFB (MPa) foram: 683,0 ± 70,23 para Prettau, 438,6 ± 64,1 para Prettau Anterior e 248,6 ± 37,3 para IPS e.max CAD. ANOVA à um fator para RFB mostrou significância (ρ<0,001) e pós-teste de Tukey indicou diferença entre todas as cerâmicas. Houve diferença estatística significante na resistência característica, mas no módulo de Wei... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In order to eliminate the porcelain veneering, high translucency Y-TZP has been introduced on the market, which as well as lithium disilicate, were developed for monolithic indication. One example is the fully stabilized zirconia, with greater amount of cubic phase. However, the mechanical behavior, the minimum thickness recommended and the influence of the thickness on the translucency of these materials are still uncertain. This study assessed the fully stabilized zirconia (Prettau Anterior), the partially stabilized zirconia (Prettau) and the lithium disilicate (IPS e.max CAD) through mechanical characterization, besides the effect of thickness on fracture load and translucency. Biaxial flexural strength (BFS) and Weibull parameters (n=30) were performed. Disk-shaped specimens with thicknesses of 0.5 mm, 1 mm, and 1.5 mm were analyzed in spectrophotometer to evaluation of translucency. After, they were cemented on an epoxy-resin substrate for the fracture load static test (FLST) and Weibull statistics (n=30). To microstructural characterization, Scanning Electron Microscopy (SEM) was used. The BFS values (MPa) were: 683.0 ± 70.23 to Prettau; 438.6 ± 64.1 to Prettau Anterior, and 248.6 ± 37.3 to IPS e.max CAD. One-way ANOVA for BFS was significant (ρ<.001), and Tukey’s post hoc test showed differences among all ceramics. There was statistical difference in characteristic strength, but there was no difference in Weibull modulus. Two-way ANOVA for FLST and for translucency wa... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-30T18:00:54Z No. of bitstreams: 1 140478.pdf: 2629495 bytes, checksum: 8a1eebf40b778ef380d6e6c0a4e3c509 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T18:00:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 140478.pdf: 2629495 bytes, checksum: 8a1eebf40b778ef380d6e6c0a4e3c509 (MD5) Previous issue date: 1975-10 / No ensaio à ruptura de uma viga de concreto armado sendo as cargas e as reações aplicadas nos bordos superior e inferior da viga, respectivamente (viga "diretamente carregada"), é patente que a resistência ao esforço cortante é grandemente afetada pela relação a/d = distância entre a carga e o apoio / altura útil da viga. Assim, para vigas diretamente carregadas com valores de a/d menores que 2,5 (chamadas "vigas curtas") a resistência ao esforço cortante aumenta sensivelmente, em virtude da presença de uma significante componente vertical da tensão de compressão entre a carga e a reação, sendo este efeito conhecido por "ação de arco". Com o objetivo de examinar este comportamento no concreto leve estrutural de argila expandida, foram ensaiadas, até a ruptura, dez vigas de seção retangular sem armadura transversal, com valores de a/d entre 0,8 e 2,4.Todas as vigas romperam por esforço cortante e a análise dos modos de ruptura observados indica que a resistência ao cortante no concreto leve é afetada pelas mesmas variáveis que afetam esta resistência no concreto de peso normal. A diferença entre os dois tipos de materiais é apenas na magnitude da resistência ao cortante, não havendo diferença fundamental de comportamento. Os resultados obtidos dos testes foram comparados com os critérios de dimensionamento a esforço cortante recomendados por HANSON (1962), CEB-FIP (1970), ACI-COMMITTEE 318 (1971), ZSUTTY (1971) e ABNT: NB-1 (1974), sendo apresentado um quadro que mostra as acentuadas diferenças entre estes critérios. É proposta ainda uma fórmula empírica destinada a avaliar a resistência ao esforço cortante em vigas de seção retangular sem armadura transversal com valores de a/d entre 1,0 e 3,0. / In the failure test of a reinforced concrete beam, with the loads and reactions applied on the top and bottom of the beam, respectively (named "directly loaded beam"), it is evident that the shear strenght of the beam is greatly affected by the ratio of shear span to effective depth, a/d. Thus, for directly loaded beams with a/d ratios smaller than 2.5 (named "short beams") the shear strenght increases sharply, due to the presence of a significant vertical compressive stress component between the load and reaction, this effect being known as "arch action". The present work’s main purpose was to study this behaviour in lightweight structural concrete with expanded shale aggregate, by means of the failure tests of ten rectangular beams without web reinforcement, with a/d valves between 0.8 and 2.4. All test beams failed in shear and the analysis of the observed failure patterns indicate that shear strength of the lightweight concrete is affected by the sames variables as affect the strength of normal weight concrete. The difference between the types of materials is one of magnitud of shear resistance and not fundamental difference in behavior. The tests results were compared with shear design criteria of HANSON (1962), CEB-FIP (1970), ACI-COMMITTEE 318 (1971), ZSUTTY (1971) and ABNT: NB-1 (1974) and it is presented a table which shows accentuated differences between these criteria. An empirical equation to evaluate the shear strength of rectangular without web reinforcement with a/d values between 1.0 and 3.0 is proposed.

Made available in DSpace on 2015-07-23T02:03:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000472531-Texto+Completo-0.pdf: 4997837 bytes, checksum: 1590f79ac735e6692cd0c7dd643ff084 (MD5) Previous issue date: 2015 / The present study aims to evaluate the wear resistance of two different materials (SAE 1045 steels and SAE 52100) in different microstructure conditions without lubrification and using biodiesel (B100), biodiesel-diesel blend (B50) and commercial diesel fuel (B7). Two samples of each material were subjected to hardening heat treatment of quenching (temperature: 850 °C and cooled in water in SAE 1045 samples and temperature: 830°C cooled in oil in SAE 52100 steel samples) followed by tempering (300°C in samples of SAE 1045 steel and 100°C and 200°C in SAE 52100 steel samples to 100 ° C). It was obtained samples with four different hardness and different microstructure conditions (tempered martensite in steel SAE 1045 and tempered martensite with Chromium Carbide in steel SAE 52100). The experiments will be conducted in a pin-on-disk tribometer, with rotation of 300 RPM, 1,5kg load and 4400 m distance covered, according to the recommendations of ASTM G99-04, followed by the wear track surface hardness measurement and evolution of the samples wear surface with a Scanning Electron Microscope. At the end of the trials, there was a variation of wear resistance between different materials, different microstructures and different lubricants applied in the test. The results showed a tendency to decrease in wear tests with B100 biodiesel lubrication. / O presente trabalho tem por objetivo avaliar a resistência ao desgaste de dois diferentes materiais (três amostras de SAE 1045 e três amostras de aço SAE 52100) em diferentes condições microestruturais, sem lubrificação e com lubrificação (utilizando biodiesel B100, óleo diesel B50 e óleo diesel comercial B7). Duas amostras de cada material foram submetidas a tratamento térmico de têmpera (850°C resfriado em água nas amostras de SAE 1045 e 830°C resfriado em óleo nas amostras de aço SAE 52100) seguida de revenimento (100°C e 300°C nas amostras de SAE 1045 e 100°C e 200°C nas amostras de aço SAE 52100). Assim, foram obtidas amostras com quatro durezas diferentes e diferentes condições microestruturais (martensita revenida no aço SAE 1045 e martensita revenida com uma terceira fase prioritariamente de carbeto de cromo no aço SAE 52100). Os ensaios foram realizados em um tribômetro do tipo pino-sobre-disco, com rotação de 300 RPM, 1,5kg de carga e 4400m de distância percorrida, seguindo as recomendações da norma ASTM G99–04, medição da microdureza superficial da pista de desgaste e avaliação da superfície desgastada das amostras com um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). Ao final dos ensaios, observou-se a variação da resistência ao desgaste entre os diferentes materiais, diferentes microestruturas e diferentes lubrificantes aplicados no ensaio. Os resultados indicaram uma tendência de diminuição de desgaste nos ensaios realizados com lubrificação de biodiesel B100.

Made available in DSpace on 2015-12-09T01:04:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000476571-Texto+Competo-0.pdf: 1876137 bytes, checksum: 9fe390eadadb7a4c4bb1e5c4f411b37c (MD5) Previous issue date: 2015 / This study evaluates the electrochemical anodization process parameters in the formation of titanium nanotubes on titanium sheets in order to determine their implications on the morphology of the tubes and the film/substrate adhesion. The evaluated parameters were the anodization time, applied potential, water content in the electrolyte and the electrolyte stirring (ultrasound bath and magnetic agitation) in an ethylene glycol electrolyte with addition of ammonium fluoride. The obtained results were compared to those obtained from the anodization in an aqueous acid electrolyte (mixed solution of hydrofluoric and phosphoric acid). Analyzes using scanning and transmission electron microscopy were performed for the morphological characterization of the samples. Rutherford backscattering spectrometry was used to determine the composition and density profile of the different oxide layers formed. Tensile tests (pull out) were used in order to determine the adhesion of the titanium nanotubes to the substrate. The results showed that it is possible to form titanium nanotubes with various morphologies by changing the parameters of the electrolytic process. The average adhesive tension of nanotubes ranged from 2,82 ± 0,27 Mpa to 5,18 ± 3,61 MPa, however, it was not possible to observe a direct relationship between the morphologies formed and the obtained adhesive tension values. / No presente trabalho, foram estudados os parâmetros do processo de anodização eletroquímica para formação de nanotubos de titânio (NTT) sobre chapas de titânio a fim de determinar suas implicações na morfologia dos tubos e na adesão NTT/substrato. Os parâmetros avaliados foram o tempo de anodização, a tensão de trabalho, o teor de água no eletrólito e o tipo de agitação do eletrólito (banho de ultrassom e magnética) usando um eletrólito orgânico de etilenoglicol com adição de fluoreto de amônia. Os resultados obtidos foram comparados com os de anodizações feitas em eletrólito aquoso ácido (mistura de ácido fluorídrico com ácido fosfórico). Para a caracterização morfológica das amostras, foram realizadas análises de microscopia eletrônica de varredura (FEGMEV) e de transmissão (MET). Para a determinação de um perfil de composição e densidade das diferentes camadas óxidas formadas foi utilizada espectrometria de retroespalhamento Rutheford (RBS). Para determinar a adesão dos NTT ao substrato de titânio foram utilizados testes de tração (pull out). Os resultados mostraram que é possível crescer NTT com diversas morfologias a partir das alterações dos parâmetros do processo eletrolítico. As médias da tensão adesiva dos NTT ao Ti apresentaram valores variando entre 2,82 ± 0,27 MPa e 5,18 ± 3,61 MPa, contudo não foi possível observar uma relação direta entre as morfologias formadas e os valores de tensão de adesão obtidos.

Made available in DSpace on 2013-11-29T01:01:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000452619-Texto+Completo-0.pdf: 1154303 bytes, checksum: 1c5fd674a322085ab06b90525da4401a (MD5) Previous issue date: 2013 / Introduction: Coxa brevis is a deformity of the proximal femur caused by a decrease or absence of growth of the physis of the proximal femur, usually caused by avascular necrosis present condition in conditions such as developmental dysplasia of the hip, proximal femoral epiphysiolysis, septic arthritis or disease Legg-Calvé-Perthes disease. Several surgeries have been proposed to lower the greater trochanter and femoral neck lengthening reestablishing the anatomy. Objective: To compare the mechanical tests by polyurethane in bone models the compressive strength of two different assemblies of plates for fixing osteotomy "L" of the proximal femur. Material and Methods: We used anatomical models of the proximal femur polyurethane which underwent an osteotomy longitudinal and divided into two groups with one group fixed with 4. 5 DCP plate 10 holes with four screws proximal and three distal screws and fixed with a group 4. 5 DCP plate 6 holes with two proximal and two distal screws. The anatomical models were tested for flexo in mechanical universal testing machine and was evaluated relative stiffness and linear movement. Results: By comparing the two groups in flexo tests, the average value of the relative stiffness in group 1 set with the long plate was 386. 17 x10-3 N / m. In the group with the smaller plate fixed average value of the relative stiffness was 261,89 x10-3 N / m. The average linear displacement observed for an applied force of 1000 N in group 1 was 2. 53 x10-3. In group 2, the mean value of linear displacement was 3. 49 x 10-3m. Conclusion: Based on the parameters measured in the tests flexo, stability obtained by fixing the first group with a plate of ten holes was significantly higher than that obtained by fixing the second group with six holes of the plate. / Introdução: Coxa brevis é uma deformidade do fêmur proximal causada pela diminuição ou ausência de crescimento da fise da extremidade proximal do fêmur, geralmente causada por necrose avascular condição presente nas patologias como displasia do desenvolvimento do quadril, epifisiólise femoral proximal, artrite séptica ou doença de Legg-Calvé-Perthes. Diversas cirurgias tem sido propostas para rebaixar o grande trocânter ou alongar o colo femoral reestabelecendo a anatomia. Objetivo: comparar através de testes mecânicos em modelos ósseos de poliuretano a resistência à compressão entre duas montagens diferentes de placas para fixação osteotomia em “L” do fêmur proximal. Material e Métodos: Foram utilizados modelos anatômicos de fêmur proximal em poliuretano no qual foi realizado uma osteotomia longitudinal e divididos em dois grupos sendo um grupo fixado com placa 4,5 DCP 10 furos com quatro parafusos proximais e três parafusos distais e um grupo fixado com placa 4,5 DCP 6 furos com dois parafusos proximais e dois distais. O modelos anatômicos foram submetidos a teste de flexocompressão em máquina universal de ensaios mecânicos e foi avaliado a rigidez relativa e o deslocamento linear. Resultados: Ao comparar os dois grupos nos ensaios de flexocompressão, o valor médio da rigidez relativa no grupo 1 fixado com a placa longa foi de 386,17 x10-3 N/m. No grupo fixado com a placa menor o valor médio da rigidez relativa foi de 261,89 x10-3 N/m. O valor médio do deslocamento linear, observado para uma força aplicada de 1000 N, no grupo 1 foi de 2,53 x10-3. No grupo 2 o valor médio do deslocamento linear foi de 3,49 x10-3m. Conclusão: Com base nos parâmetros analisados nos ensaios de flexocompressão, a estabilidade obtida pela fixação do grupo 1 com placa de dez furos foi significativamente maior que a obtida pela fixação no grupo 2 com a placa de seis furos.