As análises de tensões não-lineares por elementos finitos situadas no regime plástico do material demandam maior tempo de processamento computacional quando comparadas às análises lineares situadas no regime elástico. Os valores de tensões não-lineares podem ser obtidos por meio de metodologias analíticas de previsão de tensão aplicadas a componentes entalhados. Entre os métodos de obtenção de tensão em entalhes, destaca-se o método de Neuber. O presente trabalho visa avaliar a aplicação deste método aliado à análise de elementos finitos para a obtenção de tensões não-lineares em componentes automotivos fabricados em ferro fundido nodular contendo descontinuidades geométricas na superfície. Como referência foram utilizados valores de tensões obtidos através da técnica de extensometria, aplicados em dois diferentes modelos de alavancas contidas em transmissões de ônibus e caminhões. Todos os dados de entrada para os cálculos de elementos finitos foram obtidos através da caracterização do material por meio da realização de ensaios de dureza, tração e metalografia. A fim de verificar possíveis trincas ocasionadas pelos carregamentos aplicados, os componentes testados foram submetidos a ensaios de partículas magnéticas. Busca-se, assim, uma contribuição para a redução do tempo de desenvolvimento de novos produtos fabricados em componentes de ferro fundido nodular. / The analyzes of nonlinear stresses by finite elements located in the plastic regime of the material demand a longer time of computational processing when compared to the linear analyzes located in the elastic regime. The values of nonlinear stresses can be obtained by analytical methodologies of stress prediction applied to notched components. Among the methods of obtaining stresses in notches, the Neuber method is outstanding. The present work aims to evaluate the application of this method, combined with the finite element analysis to obtain nonlinear stresses in automotive components made of nodular cast iron containing geometric surface discontinuities. As reference, stress values obtained through the strain gauge technique were used, applied in two different shift levers contained in bus and truck transmissions. All input data for the finite element calculations were obtained through the characterization of the material by means of hardness, tensile and metallography tests. In order to verify possible cracks caused by the applied loads, the tested components were subjected to magnetic particle tests. Thus, a contribution is made to reduce the development time of new products manufactured in nodular cast iron components.

Este trabalho tem o intuito de analisar a junção realizada pelo processo de soldagem por fricção-mistura (FSW) pelo do teste de Arcan. É apresentada inicialmente uma revisão bibliográfica dos estudos já realizados nessa área e da teoria relevante. Foram realizados ensaios para avaliar a falha da junta sob carregamento multiaxial quando comparada à falha do material base. Para a realização dos ensaios utilizouse uma máquina de tração com capacidade de 50 kN. Foi projetado e construído um dispositivo de Arcan modificado, que permite a variação do ângulo com o qual a força de tração é aplicada. Os resultados práticos demonstraram as características de resistência da junção por FSW quando sujeita à forças de tração e cisalhamento. Os resultados obtidos servem como base para comparação entre junções feitas por FSW e por métodos convencionais como a utilização de rebites (prática muito comum na indústria aeronáutica). / The aim of this work is to analyze the junction made by Friction Stir Welding (FSW) using the Arcan test. Initially is presented a review of the studies carried out in this area and the relevant theory for the project. Tests were executed in order to evaluate the failure of the welding under multiaxial loading when compared to the failure of the base material. In order to execute the Arcan Tests, a tensile test machine with nominal capacity of 50 kN was used. A modified Arcan device, that allows an angle variation of the force applied, was developed and fabricated. The practical results demonstrate the FSW joint resistance characteristics when subjected to normal and shear forces. The results obtained serve as basis to compare the junctions made using FSW and conventional joint methods like rivets (very common practice in the aeronautical industry).

A corrosão metálica é um problema que afeta a economia mundial, sendo responsável pelo aumento dos custos de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica e pode ser influenciada por atividades microbianas, podendo levar a aceleração ou inibição do processo. O presente trabalho teve por objetivo isolar e identificar as bactérias associadas a processos de corrosão em torres de transmissão de energia, bem como avaliar a resistência destas bactérias a diferentes metais pesados buscando selecionar micro-organismos com potencial para biorremediação. A identificação taxonômica dos isolados associados a elementos metálicos foi efetuada por análise filogenética das sequências parciais do gene RNA ribossomal 16S, resultando em 101 bactérias distribuídas em oito gêneros: Lysinibacillus, Serratia, Stenotrophomonas, Pseudomonas, Exiguobacterium, Chryseobacterium, Bacillus e Acinetobacter. Todos os gêneros foram resistentes a mais de um metal, sendo que o metal que menos afetou o crescimento dos isolados foi o cromo e o que mais afetou foi o mercúrio. / Metallic corrosion is a problem that affects the world economy, being responsible for the increased costs of generating, transmission and distribution of electricity and can be influenced by microbial activities, leading to inhibition or acceleration of the process. This study aimed to isolate and identify bacteria associated with corrosion processes in metallic structures of power transmission towers, as well as evaluating the resistance of these bacteria to different heavy metals, in order to select microorganisms with potential for biorremediation. The taxonomic identification of the isolates of bacteria associated with metallic elements was performed by phylogenetic analysis of partial sequences of 16S ribosomal RNA gene, resulting in 101 bacteria distributed in eight genera: Lysinibacillus, Serratia, Stenotrophomonas, Pseudomonas, Exiguobacterium, Chryseobacterium, Bacillus and Acinetobacter. All genera were resistant to more than one metal. Chromium and mercury were the metals that least and most affected the growth of isolates, respectively.

Orientador: Marney Pascoli Cereda / Banca: Marcelo Álvares de Oliveira / Banca: Magali Ribeiro da Silva / Resumo: Os tubetes ou células de germinação disponíveis hoje no mercado são de derivados do petróleo como o polietileno e o poliestireno tipo isopor, um recurso não renovável. Focalizando o mercado de produtos alternativos, anteriores pesquisas com subprodutos e resíduos agroindustriais resultaram em um material biodegradável com o qual foi possível confeccionar tubetes com volume reduzido (26 cm3) em relação aos convencionais (55 cm3). O objetivo do trabalho foi avaliar os tubetes biodegradáveis comparando-os com tubetes de polietileno através do sistema de produção de mudas de aroeira (Schinus terebinthyfolius Raddi), utilizando-se análise clássica de crescimento, porcentagem de germinação e sobrevivência das mudas e custo de produção operacional da fase de crescimento das mudas. Para estabelecer as comparações os tubetes biodegradáveis e seu material foram caracterizados quimicamente e, mecanicamente por ensaios de resistência à ruptura de corpos de prova por impacto, tração paralela e flexão. No viveiro estabeleceu-se o uso de 230 tubetes biodegradáveis e 230 de plástico, divididos em dois lotes: 1) Não Destrutivo: 40 tubetes biodegradáveis e 40 de plástico. 2) Destrutivo: 190 tubetes biodegradáveis e 190 de plástico. A análise química dos tubetes biodegradáveis antes do uso, após a fase de crescimento e do substrato mostrou a lixiviação de minerais, pois o material dos tubetes é poroso permitindo a adsorção de água juntamente com seus minerais dissolvidos. Verificou-se também redução de Carbono e Matéria Orgânica...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Actually commercial pots or germination cells are composed by polyethylene and polyesthyrene, non-renewable source. Use of by-products and residues for biodegradable pots production with low volume (26cm3) when compared with traditional pots (55cm3) were made aiming the market of new products. This work had as purpose to compare the seedling aroeira production (Schinus terebinthifolius Raddi) in biodegradable pots and polyethylene pots as support. It was used classic growth analysis, germination and survival seedling percentages and operational production cost of growth phase seedling. The chemical and mechanical characteristics (resistance to rupture for impact, parallel traction and flexion) were analyzed. It was used 230 biodegradable pots and 230 polyethylene pots, divided in two parcels in plant house. 1) Non-destruction parcel: 40 biodegradable pots and 40 polyethylene pots. 2) Destruction parcel: 190 biodegradable pots and 190 polyethylene pots. The results of chemical analysis showed that occurred mineral substrate lixiviation to pots. Due the porous characteristics of biodegradable pots can be occurred water adsorption and dissolved minerals. It was observed Carbon and Organic Matters decrease in biodegradable pots, which evidence the pots biodegradation in growth phase already. The results of mechanical test showed that the best result for manual technique is pushing (flexion) instead of pulling (traction). It will also possible compare this biodegradable material with others products. The germination and survival seedling percentages were 100% in both pots. The growth analysis results showed that lower volume of biodegradable pots did not affect the growing of roots as well as the plant development. The cost of operational production in...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Theoretical strength of solids is defined as the ultimate strength beyond which plastic deformation, fracture, or decohesion would occur. Understanding the microscopic origin from quantum mechanics and thermoelastic formulation is of great importance to mechanical properties and engineering design of various solids. While quite a few theory models have been made in the past century by several generations of scientists, including Frankel and Born, a general and convincing framework has not been fully established. We study this issue from three respects: (1) Unify various elastic stability criteria for solids that determine an upper bound of theoretical strength; (2) with ab initio method, we test the elastic stability conditions of crystal Au. The phenomenon of bifurcation is observed: under hydrostatic expansion, the rhombohedral modulus reaches zero first of all; while under uniaxial tensile stress, the tetragonal shear modulus first reaches zero; (3) propose a nonlinear theoretical formulation of stability criterion. As an analytic method, this scheme is quite simple, in the mean time, it saves computation resource.

Thesis (M.S.)--Mississippi State University. Department of Civil Engineering. / Title from title screen. Includes bibliographical references.

El uso de materiales compuestos de matriz polimérica (FRP) emerge como alternativa al hormigón convencionalmente armado con acero debido a la mayor resistencia a la corrosión de dichos materiales. El presente estudio investiga el comportamiento en servicio de vigas de hormigón armadas con barras de FRP mediante un análisis teórico y experimental. Se presentan los resultados experimentales de veintiséis vigas de hormigón armadas con barras de material compuesto de fibra de vidrio (GFRP) y una armada con acero, todas ellas ensayadas a flexión de cuatro puntos. Los resultados experimentales son analizados y comparados con algunos de los modelos de predicción más significativos de flechas y fisuración, observándose, en general, una predicción adecuada del comportamiento experimental hasta cargas de servicio. El análisis de sección fisurada (CSA) estima la carga última con precisión, aunque se registra un incremento de la flecha experimental para cargas superiores a las de servicio. Esta diferencia se atribuye a la influencia de las deformaciones por esfuerzo cortante y se calcula experimentalmente.Se presentan los aspectos principales que influyen en los estados límites de servicio: tensiones de los materiales, ancho máximo de fisura y flecha máxima permitida. Se presenta una metodología para el diseño de dichos elementos bajo las condiciones de servicio. El procedimiento presentado permite optimizar las dimensiones de la sección respecto a metodologías más generales. / Fibre reinforced polymer (FRP) bars have emerged as an alternative to steel for reinforced concrete (RC) elements in aggressive environments due to their non-corrosive properties. This study investigates the short-term serviceability behaviour of FRP RC beams through theoretical and experimental analysis. Twenty-six RC beams reinforced with glass-FRP (GFRP) and one steel RC beam are tested under four-point loading. The experimental results are discussed and compared to some of the most representative prediction models of deflections and cracking for steel and FRP RC finding that prediction models generally provide adequate values up to the service load. Additionally, cracked section analysis (CSA) is used to analyse the flexural behaviour of the specimens until failure. CSA estimates the ultimate load with accuracy, but it underestimates the experimental deflection beyond the service load level. This increment is mainly attributed in this work to shear induced deflection and it is experimentally calculated.A discussion on the main aspects of the SLS of FRP RC is introduced: the stresses in materials, maximum crack width and the allowable deflection. A methodology for the design of FRP RC at the serviceability requirements is presented, which allows optimizing the overall depth of the element with respect to more generalised methodologies.

Thesis (M.S.) -- Mississippi State University. Department of Civil Engineering. / Title from title screen. Includes bibliographical references.

A localização do Pólo Gesseiro do Araripe é muito privilegiada. Situado no alto Sertão do Estado de Pernambuco, dista cerca de 800 km de 8 importantes capitais do Brasil (Recife, Salvador, Fortaleza, Aracaju, Maceió, João Pessoa, Natal e Teresina), gera 13200 mil empregos diretos e 66 mil indiretos que fazem do Pólo Gesseiro do Araripe um importante pólo de atividades sócio-econômicas da Região Nordeste. No Brasil, métodos produtivos e construtivos tradicionais estão sendo substituídos gradativamente pelos sistemas industrializados de construção. Este trabalho teve o objetivo de desenvolver um processo produtivo para obtenção de um novo material compósito do tipo gesso-polímero, com alta resistência mecânica e à umidade. Com esse propósito foram investigadas condições de temperatura, pressão e tempo, necessárias à obtenção de um compósito que servirá para fazer do gesso um material de revestimento externo, hidrófobo e com reduzida produção de rejeitos sólidos durante o transporte e sua aplicação. O monômero utilizado para os testes experimentais foi o estireno pela relativa disponibilidade de mercado. O compósito produzido foi obtido por polimerização em massa do estireno em corpos de prova pré-moldados em gesso. Obedecendo a um delineamento composto central rotacional (DCCR) foram realizados 20 experimentos distribuídos em 23 fatoriais completos, 6 pontos centrais e 6 pontos axiais. As variáveis-resposta foram as resistências à tração na flexão, à compressão, à absorção de água e à conversão polimérica. O valor mínimo da absorção de água (1,03%) e valores máximos da resistência de tração na flexão (9,89 MPa) e de compressão (24,80 MPa), que caracterizam o compósito gesso-polímero obtido, apresentaram-se superiores aos valores obtidos do gesso puro, o que habilita a utilização do compósito em painéis externos, possibilitando, também, considerável redução de rejeitos sólidos no manuseio desse material / The Plaster Pole of Araripe localization is more than privileged. Situated in the state of Pernambuco high hinterlands, about 800 km equidistant of 8 Brazilian capitals (Recife, Salvador, Fortaleza, Aracaju, Maceió, João Pessoa, Natal and Teresina), it generates 13,200 direct jobs and 66,000 indirect jobs, making an important center for social- economic activities out of the Plaster Pole of Araripe on the Northeast of the country. In Brazil, traditional methods of production and building are gradually being replaced by industrialized construction systems. This study aimed to develop a production process for obtaining a new type of composite plaster-polymer with high mechanical strength and humidity resistance. Considering that purposes were investigated: temperature, pressure and timing needed to obtain a composite which would make an external coating material out of plaster, such material would be hydrophobic and with reduced production of solid waste during transport and application. The monomer used for the experimental tests was the styrene for the availability of it on the market. The composite produced was obtained by bulk polymerization of styrene in samples pre-cast in plaster. Following a central composite design (CCRD) were performed 20 experiments distributed in complete factorial, six central points and six axial points. The response variables were the tensile strength in bending, compression, water absorption and polymer conversion. The minimum water absorption (1.03%) and maximum tensile strength in bending (9.89 MPa) and compression (24.80 MPa), those chracteristics of the composite plaster-polymer showed themselves superior to the values found on the pure plaster, allowing the usage of this composite in external panels, enabling also a considerable reduction of solid waste on the handling of this material

Os pré-moldados de gesso são largamente utilizados na construção civil para o acabamento de interiores, devido a propriedades acústica, térmica, elétrica e, principalmente, por ser um produto de custo relativamente baixo. No Pólo Gesseiro Pernambucano, localizado na Região de Araripe, semi-árido nordestino, alcança-se anualmente 90 % da produção brasileira de gipsita O H 2 CaSO 2 4 , gesso O H 5 , 0 CaSO 2 4 e seus derivados, estimada em cerca de 2 milhões de toneladas. Existem hoje no Pólo Gesseiro mais de 150 fábricas de pré-moldados e os produtos principais são as placas e os blocos de gesso. Esses pré-moldados de gesso são produzidos através de processo de hidratação do gesso, utilizando-se moldes específicos. São caracterizados por serem constituídos de material frágil, que possuem baixas resistências à compressão, à flexão e ao impacto. Sabe-se também que as características mecânicas dessas peças pré-moldadas dependem de diversos fatores, tais como: a natureza do gesso utilizado (gessos e ) e do processo da preparação, como da consistência (relação água/gesso em peso) e da presença de aditivos. A introdução dessas últimas, por sua vez, reflete-se na elevação de custo do produto final e dificulta a reciclagem dos pré-moldados após o uso, sem contudo melhorarem as resistências mecânicas dos mesmos. Neste trabalho, as propriedades mecânicas dos pré-moldados de gesso- foram modificadas a partir da redução da relação água/gesso e moldagem do pó úmido com auxílio de prensagem hidráulica, a exemplo do que existe de publicação em patentes. Contudo, um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) e micrografias com auxílio da MEV foram utilizados para explicar e definir quais as condições adequadas de carga e de relação água/gesso para a produção de premoldados de gesso de alta resistência. A microscopia mostrou um alongamento e arrumação dos cristais, em forma de feixes paralelos, e uma redução significativa da porosidade na microestrutura do material após a conformação por prensagem. O DCCR mostrou que a o adicionamento de água em relação ao gesso próximo ao valor de 21,0 % (valor estequiométrico) reduz a contribuição da re-hidratação do semi-hidrato no aumento da resistência mecânica final. / The plaster cast are widely used in building to the finishing of interior, because the acoustic properties, thermal, electrical and, especially, as a product of relatively low cost. Plaster Pole of Araripe at semi-arid region, achieves 90% annually of the Brazilian plaster production, gypsum ore and its products, estimated at around 2 million tonnes. There are now in Plaster Pole more than 150 plants in plaster cast and the main products are the panels and blocks. These plaster casts are produced through a process of hydration of the plaster, using specific molds. Are characterized by being made of fragile material, which have low compressive strength, flexural and impact. It is also known that the mechanical characteristics of these casts depend on several factors, such as: the nature of used plaster, the factory process, the consistency (water/plaster weight ratio) and the presence of additives. The introduction of these latter, in turn, reflected in the increase of cost of the final product and makes the recycling of pre-molded after use, without improving the strength of them. In were modified this work, the mechanical properties of plaster cast from the reduction of the water/plaster and molding of wet powder with aid of hydraulic pressing, as there is published in patents. However a central composite rotational design (CCRD), Surface Analysis Method (SAM) and micrographs were used to explain and define what the appropriate ratio water/plaster to produce plaster cast high mechanical strength. Scanning Electronic Microscopy (SEM) showed an elongation of the crystals and storage, in the form of parallel beams, and a significant reduction of porosity in the microstructure of the material after shaping by pressing. The CCRD showed that when the water/plaster ratio close to 21.0% (stoichiometric value) reduces the contribution of re-hydration of the semi-hydrate in increasing of mechanical strength