Orientadores: Leandro Palermo Jr, Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T20:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Foltran_CarlosEduardo_D.pdf: 1865758 bytes, checksum: 33429f7a36249d829d2630354751247b (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Apresenta-se, neste trabalho, um resumo da elasticidade plana, da teoria de Kirchhoff de flexão de placas e de alguns modelos de plasticidade. Em seguida desenvolvem-se as equações integrais do problema de flexão de placas e de estados planos de tensão com plastificação, com suas respectivas implementações no Método dos Elementos de Contorno (MEC). Discute-se a formulação de alguns algoritmos de integração no tempo e suas respectivas implementações no MEC. A seguir apresenta-se uma forma de se combinar os problemas planos de flexão de placa e estado plano de tensão, por meio da técnica de sub-regiões, possibilitando a análise de peças de paredes finas. São discutidas formas de se considerar o efeito de plastificação e a inércia da peça durante a análise. São apresentados exemplos em regime elástico e elasto-plástico, em equilíbrio estático e dinâmico / Abstract: This work opens with a short summary of the formulations for analysis of plane elasticity, plate bending according to the theory due to Kirchhoff and some models of plasticity. The integral equations of plate bending and plane elasto-plastic problems are developed and its implementation on Boundary Element Method is discussed (BEM). Some time-step integrators for dynamic analysis are presented and they are combined with the BEM. An algorithm, based on sub-region technique, for analysis of thin-walled structures is presented and the consideration of inertia and plastic effects are discussed. Some examples of structures on elastic and elasto-plastic regimen, under static and dynamic equilibrium, are presented. / Doutorado / Mecanica dos Solidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Mauro Augusto Demarzo, Inácio Maria Dal Fabbro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-18T17:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Affonso_EudirAlves_D.pdf: 5364894 bytes, checksum: 5129a906f83a74c648da3835cf634275 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A análise do comportamento das estruturas das obras de engenharia civil passam pela determinação das deformações e tensões atuantes em seus elementos. Neste contexto, a extensometria desempenha um papel fundamental. Nos laboratórios de estruturas civis do Brasil, os extensômetros utilizados, em geral, têm se limitado a determinar a deformação específica em um dado ponto dos corpos-de-prova. Verifica-se, porém, que a extensometria óptica apresenta-se como alternativa vantajosa para esta tarefa, fornecendo resultados para todos os pontos da área de medição (em campo inteiro ou full field). Entre as técnicas da extensometria óptica, a de moiré foi escolhida por ser a mais simples e apresentar os menores índices relativos de ruídos. O objetivo geral desta tese foi a implantação desta técnica. Os resultados mostraram que a sensibilidade da técnica de moiré por interferência mecânica (ou geométrica) alcançou níveis que anteriormente só podiam ser obtidos com o uso de interferômetros (moiré interferométrico). Esta tarefa foi possível por multiplicação de franjas obtida por processo digital (DFM), e mostrou-se capaz de medir deformações micrométricas a partir de retículos de baixa frequência. Este trabalho é apresentado como técnica de moiré geométrico digital (TMGD), pois tudo, desde a captura da imagem do retículo do modelo até a geração de franjas foi feita por meio digital, e não se insere na classificação geral das técnicas de moiré presente na bibliografia. O resultado obtido foi algo ainda inovador: uma técnica de baixo custo, insensível a perturbações do meio-ambiente, e capaz de fazer medições na superfície plana dos diversos materiais estruturais, sem aparatos dispendiosos. As conclusões mostram a aplicabilidade do método proposto para medir deformações e analisar tensões em modelos e estruturas de engenharia civil / Abstract: The study of the behavior of building structures pass through the determination of the strain and stresses to evaluate the level of local and global security against the active actions. In the last years in Brazil, the extensometers have been commonly used to measure the strain at a specific single point. The optical extensometry presents itself as an alternative to this task by providing results for all points of measurement area (full field). The moiré techniques are the simplest of the optical extensometry and have the smaller indeces relating to noise. In this work, the sensitivity of mechanics (or geometric) interference of moiré technique reached levels that previously could only be obtained using interferometers (moiré interferometry). It is worth noting that interferometers are appliances that cost thousands of dollars. This task was made possible through the multiplication of fringes obtained through digital technology with application present in photography and digital image processing and proved able to measure deformations for micrometric from very low frequency cross gratings. This work is presented as digital geometric moiré technique (TMGD) because everything from image capture of specimen gratings until the generation of fringes was made by digital means and therefore does not fall within the classification set out in chapter which deals with the classification of moiré techniques. The result was something still unheard in civil engineering in Brazil, a low-cost technique, insensitive to vibrations and of the environment, moreover able to make measurements in plane surfaces without major apparatus. Findings show the applicability of the proposed method to measure strain and to analyze stresses in models and civil engineering structures / Doutorado / Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Paulo Sollero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T19:31:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 QuispeRodriguez_Rene_M.pdf: 18563106 bytes, checksum: 3b10d1a137086184fd58033d26af0222 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A aplicação de adesivos para união de materiais cresceu consideravelmente no decorrer dos últimos anos, sendo que tal crescimento se deve aos benefícios proporcionados pelos adesivos, quando comparados aos métodos tradicionais de união, como solda ou utilização de parafusos. Na indústria, características como fácil aplicabilidade, melhor distribuição de tensões, prolongada vida útil, maior absorção de impactos e vibrações, menores custos de produtos e processos, tornam a utilização de adesivos soluções interessantes e competitivas. Existe então uma necessidade especifica de análise e da criação de ferramentas que ajudem no projeto de juntas coladas. O presente trabalho visa suprir em certa forma essa necessidade, mediante o estudo e implementação de modelos analíticos e critérios de falha. Para a validação numérica foi utilizado o método dos elementos finitos (MEF), mediante o uso do software comercial ABAQUS. Os modelos analíticos, numéricos e critérios de falha foram introduzidos em um software de fácil uso, denominado "KISPEO". Este software foi programado em sua maior parte mediante o aplicativo GUI (Graphical User Interface) do MATLAB. O software, que conta com interfaces amigáveis, é focado na análise das distribuições de tensões em juntas coladas de sobreposição simples (SLJ). Os modelos implementados no presente trabalho foram logo validados com ensaios experimentais normalizados segundo a norma ASTM (American Society for Testing and Materials) / Abstract: Application of adhesives in bonded joints has increased considerably over recent years. This growth is due to the benefits provided by adhesives, when compared to conventional joining methods, like rivets, bolts or welding. In the industry, characteristics as easy applicability, better stress distributions, improved service life, better impact and vibration absorption, less process and product costs, make adhesives an interesting and competitive option. Therefore, there is a specific need for analysis and design tools that can provide physical insight and accurate results for bonded joint applications. The present work aims to fulfill partially this need, studying and implementing several analytical models and failure criteria for bonded joints. For the numerical validation was utilized the Finite Element Method (FEM), using the commercial software ABAQUS. Analytical methods, numerical models and failure criteria were introduced in a user-friendly software, named "KISPEO". This software was implemented using the applicative GUI (Graphical User Interface) of MATLAB. The software, which features graphical interfaces, is focused in stress distribution and failure criteria analysis of Single Lap Joints (SLJ). Finally, implemented models were validated with experimental tests according to the ASTM (American Society for Testing and Materials) standard / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Paulo R. G. Kurka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T18:24:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Verges_AfonsoSantos_D.pdf: 3891256 bytes, checksum: 75175f48df80da40d5b68c937e525146 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Esta é uma contribuição ao problema de correção da dispersão que ocorre na região de deformação plástica da curva de tensão-deformação obtida no teste com a barra de pressão Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) ou, teste de compressão com altas taxas de deformação. Utilizam-se funções harmônicas para solução da barra livre assimétrica e, neste caso, a barra livre é considerada como uma região limitada da barra infinita percorrida por pulsos de compressão e tração deslocando-se em sentidos opostos. A ocorrência destes pulsos no tempo é tal que as tensões normais e deslocamentos radiais são nulos nas extremidades da barra. Desta forma, o trabalho das tensões cisalhantes nestas seções é nulo, permitindo satisfazer todas as condições de contorno da barra livre. O emprego desta solução permite a identificação dos pulsos de deformação nas interfaces entre o corpo de prova e as barras do SHPB. A solução analítica da barra livre, através de funções harmônicas, é confirmada pela solução numérica utilizando o método de elementos finitos. O procedimento de obtenção da curva de tensão-deformação envolve duas etapas. Na primeira etapa, para obter o deslocamento devido ao pulso refletido, utiliza-se o vetor dos tempos defasado de uma constante. Esta constante é ajustada por tentativa, sendo considerada adequada quando o deslocamento inicial devido ao pulso refletido é nulo. Isto equivale ao instante em que o pulso incidente atinge a interface entre o corpo de prova e a primeira barra. Na segunda etapa, que consiste na obtenção da tensão no corpo de prova, o vetor dos tempos também é ajustado por tentativa. O ajuste é considerado adequado quando ocorre a convergência entre as regiões elásticas da curva de tensão-deformação deste teste e a curva de tensão deformação do teste quase estático. Com este procedimento, é obtida uma curva de tensão-deformação sem oscilações para um corpo de prova de cobre / Abstract: This is a contribution to the problem of correction of dispersion that occurs in the stress-strain curve obtained in tests with the Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB), or high strain rate compression testo Harmonic functions are used as solutions ofthe free bar. In this case, the free bar is considered as a limited section ofthe infinite bar, canning compression and tensile pulses moving in the opposite directions. The OCCUlTence of these pulses is such that the tensile stress and radial displacements are null in the extremities ofthe bar. This way, the work done by shear stresses in these sections is null, satisfying alI the ftee bar boundary conditions. With this solution it is possible to identify the strain pulses at bars-specimen interfuces in the SHPB test this analytical solution is confined by the finite element method. The procedure to obtain the stress-strain curve involves two stages. In the first stage, the displacement due to the reflected pulse is obtained. The time is shifted by a constant. This constant is adjusted, to the appropriate condition that the initial displacement corresponds to a null displacement. This condition represents the instant that the incident pulse reaches the bar-specimen interfuce. In the second stage, the specimen stress is obtained. The time is also shifted by a constant. The appropriate condition is reached when the elastic area of the stress-strain curve converges to the stress-strain curve ofthe quasi-static test With the free bar solution and the procedure to obtain the stress-strain-curve described above, the stress-strain curve of a copper specimen is obtained. The stress-strain curve presents a plastic area virtually free of dispersion / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Dawilson Lucato, Itamar Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T05:41:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gallette_WalterRicardo_M.pdf: 6987684 bytes, checksum: 2d7cc166c872dd6ddbf864d6408307a4 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Freios de atrito são dispositivos de conversão de energia cinética em energia térmica por fricção entre elementos rotares e estatores. Freios aeronáuticos operam em condições de alto nível de energia. Os dispositivos de frenagem que utilizam materiais carbonosos têm obtido relativo sucesso em função das características peculiares do compósito. Esse trabalho parte do levantamento de características tanto dos sistemas de frenagem metálico quanto dos sistemas carbono-carbono, relacionando-os com propriedades físicas, térmicas e mecânicas desejáveis. O que se deseja no presente trabalho é uma avaliação do projeto do sistema de discos de freios em uso nas aeronaves de alto desempenho do tipo AMX para empregá-Io nas aeronaves MIRAGE III EBR (F-103). Para tanto, utiliza-se um balanço energético e o método de elementos finitos com refinamento de malha para os discos rotores obtendo campos de tensão e deformação. Com base em hipóteses simplificadoras retiradas de ordens técnicas e relatórios referenciados, faz-se uma comprovação desempenho dos discos / Abstract: Brakes are devices to convert kinetic energy into thermal energy by friction betwen rotors and stators. Aircraft brakes works in high energy leveI. Carbon brakes gets reiative success in this situation. The proposal of the present work is a study of metalic and carbon brakes and their relativ merit in design aiming the adaptation of the AMX brake project to the Mirage lII EBR (F-I03). Stress and strain distributions have been obtained with the energy balance technique and finite element models. The study uses simplified hypotesis based on technical informations for comparisons purposes of the two brakes systems. techinical orders compared with two different aircraft brakes perfomance / Mestrado / Mecanica dos Solidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-08-01T14:31:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao Leonardo Gadelha Tumajan Costa de Melo.pdf: 3712487 bytes, checksum: 319470ec99fc796f895904606d046fc5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-01T14:31:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao Leonardo Gadelha Tumajan Costa de Melo.pdf: 3712487 bytes, checksum: 319470ec99fc796f895904606d046fc5 (MD5) Previous issue date: 2017-01-25 / CAPES / A escolha de parâmetros de soldagem é uma etapa importante do processo de soldagem, influenciando diretamente no aporte térmico fornecido às juntas soldadas. Neste trabalho, alguns parâmetros de soldagem foram escolhidos para analisar suas influências nas tensões residuais, obtidas através do método de Deslocamento de Pontos Coordenados (DPC) em chapas de aço naval ASTM A-131 grau AH-36. Chapas de teste com dimensões de 200 mm x 70 mm e 13,7 mm de espessura foram soldadas através do processo Gas Metal Arc Welding (GMAW) seguindo o sentido de laminação. Para análise das tensões, foram escolhidas as condições de referência como: velocidade de soldagem de 6 mm/s, ângulo de bisel de 25° e tensão de soldagem média de 19,63 V. Posteriormente, cada um desses parâmetros foi variado, porém mantendo-se constantes os demais. Deste modo, foi possível estabelecer comparações entre um parâmetro dito padrão e suas variações. Para a chapa padrão, as médias das tensões residuais obtidas foram 138,13 MPa e 153,65 MPa, medidas a 3 mm e 2 mm da borda do cordão de solda, respectivamente. Para as amostras nas quais houve redução da velocidade de soldagem de 6mm/s para 3,5mm/s, as médias das tensões residuais medidas foram 34,67 MPa e 42,32 MPa, a 3 mm e 2mm da borda do cordão de solda, respectivamente. Para as amostras soldadas nas quais o ângulo de bisel foi aumentado de 25° para 35°, as médias das tensões residuais medidas foram 28,29 MPa e 31,96 MPa, a 3 mm e 2 mm da borda do cordão de solda, respectivamente. Por fim, para o aumento da tensão de soldagem média de 19,63 V para 26,48 V, as média das tensões residuais calculadas foram 50,81 Mpa e 47,39 MPa, a 3 mm e 2 mm da borda do cordão de solda, respectivamente. As tensões residuais calculadas apresentaram comportamentos esperados. Assim, foi evidenciado como a mudança de parâmetros de soldagem influencia de forma significativa as tensões residuais na peça soldada. / Choosing welding parameters is an important step of the welding process, which may influence directly in the heat input provided. In this study, some welding parameters were selected in order to analyze their influences in calculating residual stresses through Displacement of Coordinated Points (DCP) method in ASTM A-131 grade AH36 naval steel sheets. Samples with 200 mm x 70 mm and 13,7 mm thickness were welded through Gas Metal Arc Welding (GMAW) process according to rolling direction. To analyze the stresses, standard conditions were defined, such as welding speed of 6 mm/s, bevel angle of 25°, average welding voltage of 19,63 V. Then, each parameter was switched, however, only one at a time, keeping the rest of them constant. This way it was possible to establish comparisons between a standard parameter's value and its variation. For the standard sample, the average residual stresses found were 138,13 MPa and 153,65 MPa, by 3 mm and 2 mm from bead margin, respectively. For the samples in which welding speed was lowered from 6 mm/s to 3,5 mm/s, the average measured residual stresses were 34,67 MPa and 42,32 MPa, by 3 mm and 2 mm from bead margin, respectively. For the welded samples in which bevel angle was increased from 25° to 35°, the average measured residual stresses were 28,29 MPa and 31,96 MPa, by 3 mm and 2 mm from bead margin, respectively. Finally, for an increase in average welding voltage from 19,63 V to 26,48 V, the average calculated residual stresses were 50,81 MPa and 47,39 MPa, by 3 mm and 2 mm from bead margin. The calculated residual stresses presented as expected. It was evidenced how changing welding parameters would influence the residual stresses in a welded component in a significant way.

Orientadores: Fernando Iguti, Dante A. O. Martinelli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T16:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vizotto_Isaias_D.pdf: 6706804 bytes, checksum: 305850a294e6ba7eb7343b8c74b9aad6 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Para estruturas em casca, as formas geométricas são importantes para se obter comportamentos estruturais adequados. O estado de tensão que ocorre numa casca depende diretamente da sua forma geométrica. O estado de tensão ideal para estas estruturas é o de compressão pura. Neste trabalho, é apresentado um processo relativamente simples para geração de formas de estruturas em casca por meio de técnicas de programação matemática combinadas com a técnica de elementos finitos. Como resultado da aplicação desta formulação, é possível a definição de formas geométricas para estruturas em casca em que as cargas aplicadas são equilibradas, principalmente, por esforços internos de membrana. Entretanto, isto não exclui a possível existência de outros carregamentos que podem causar estados de tensão diferentes da compressão pura. Por meio do modelo proposto é possível simular computacionalmente uma membrana flexível, de qualquer formato, sobre a,qual podem atuar vários carregamentos, incluindo o efeito de pressão. Sob a influência e a atuação destes carregamentos, a membrana é deformada até uma das suas configurações de equilíbrio, que define uma superfície média para a estrutura em casca fina a ser construída. No caso do carregamento de pressão pode ser mostrado, no caso geral, que o sistema de forças não é conservativo. No modelo para geração de formas de estruturas em casca é utilizado um elemento finito triangular plano de membrana, com a hipótese de tensão-deformação constante, modificado para permitir a consideração de deslocamentos normais ao seu plano. A equação constitutiva adotada para descrever o comportamento do material é uma relação linear entre as tensões e deformações. A definição de deformação utilizada é a de Green, sendo considerados grandes deslocamentos e grandes deformações de modo exato. No modelo computacional existe a possibilidade de se impor um deslocamento de valor conhecido à membrana, obtendo-se assim formas geométricas simplesmente pela distorção da geometria plana inicial. Deste modo é possível projetar formas livres e esbeltas de estruturas em casca para coberturas, com quaisquer formatos na projeção horizontal e que, em essência, possuam aproximadamente um comportamento de acordo com a Teoria de Membrana / Abstract: In shell structures, geometrical shapes are important for the determination of their correct behavior. The stress state is strongly dependent on the geometrical shape. The ideal stress state for these structures is the pure compression state. In this work a relati vely simple process to generate free form shells by means of mathematical programming combined with the finite element technique is presented. As a result of the application of such formulation it is possible to define geometrical shapes for the shells where the applied loadings are equilibrated mainly by membrane action. This doesn't however preclude the existence of loadings which cause noncompressive stress. With the proposed model it is possible to simulate automatically a flexible membrane, with any shape, able to carry a larger number of loading conditions, including pressure loads. Under the action of these loads the membrane is deformed reaching one of its equilibrium configurations, which will define the midle surface of the shell to be built. For pressure loadings it can be shown that, generally, the system of forces is nonconservative. The finite element used to generate free form shells is the constant stress-strain triangle modified to consider out of plane displacements. The constitutive equation to model corresponds to linear elasticity. Exact displacements and strains are used for the membrane, using Green's strains. In the computational model it is possible to impose a known displacement to the membrane and to obtain geometrical shapes just distorting the initial configuration. In this way it is possible to design free form thin shells working as membranes with generic projection in plant the material behavior formulation for large / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Os aços inoxidáveis austeníticos são materiais atrativos para serem utilizados em vários setores industriais que operam sob meios corrosivos, como por exemplo: indústria química, alcooleira, petroquímica, de papel e celulose, na prospecção de petróleo e nas indústrias têxtil e farmacêutica. Contudo, apresentam propriedades tribológicas pobres. No sentido de melhorar essas propriedades, como aumentar a dureza superficial, a resistência ao desgaste e a resistência à fadiga, vários métodos de tratamentos superficiais vêm sendo utilizados. Dentre eles, o mais eficiente é a nitretação por plasma. Este processo é realizado em uma câmara de vácuo sob uma mistura gasosa de hidrogênio e nitrogênio. É aplicada uma diferença de potencial entre o cátodo (porta amostras) e o ânodo (paredes da câmara), acelerando os íons contra a superfície da peça, aquecendo-a e arrancando elétrons de sua superfície. Os íons reagem com espécies da superfície do plasma formando compostos instáveis do tipo FeN que se recombinam para formarem nitretos estáveis. O sucesso deste tratamento se deve à baixa temperatura de operação, ao menor tempo efetivo de tratamento e ao controle da uniformidade da espessura da camada. A camada de nitretos formada durante o tratamento possui uma influência positiva na vida em fadiga de um componente, graças a dois motivos principais. O primeiro é o atraso na nucleação da trinca devido ao aumento da resistência mecânica superficial. O segundo motivo está relacionado com a introdução de tensões residuais compressivas durante o processo de endurecimento da superfície, que retarda a iniciação da trinca e diminui o fator de intensidade de tensão. Os corpos de prova foram nitretados a 400ºC durante 6 horas, com uma pressão de 4,5 mbar e utilizando uma mistura gasosa de 80% vol.H2 e 20%vol.N2. Ocorreu um aumento da resistência mecânica próxima á superfície, devido à camada de nitretos, o que ficou evidente com o sensível aumento no valor do limite de fadiga do material nitretado em relação ao não nitretado. O limite de fadiga do aço AISI 316 não tratado foi de 400MPa e do nitretado foi de 510MPa, enquanto que, para o aço AISI 304, o limite de fadiga do material não tratado foi de 380MPa e o limite para material submetido ao tratamento de nitretação foi de 560MPa. / The austenitic stainless steels are attractive materials to many industrial sectors which work on corrosive environments, as chemical industry alcohol, petrochemical, cellulose industries, in the petroleum prospection and pharmaceutical and textiles industries. However, they present poor tribological properties. In order to improve these properties, like increasing superficial hardness, wear and fatigue resistance superficial heat treatment methods have being used. The most efficient is the plasma nitriding process which occurs in a vacuum container under hydrogen and nitrogen gas mixture. A potential difference is applied between the cathode (samples receptor) and the anode (container walls), accelerating the ions against the piece, heating it and removing electron from the surface of material. These atoms react with the surface plasma species, producing unstable compounds like FeN, which recombine producing stable nitrides. The success of this treatment is due to the low temperature operation, the short effective time of treatment and to the uniformity control of the layer’s thickness. The nitrides layer produced during the treatment have a positive influence in the fatigue life of a component, thanks to two main reasons. The first is the retardation in crack nucleation due to increasing of superficial mechanical strength. The second reason is due to introduction of compressive residual stress during the surface hardening process, which retards de crack initiation process. The specimens were nitriding at 400°C during 6 hours, at a 4,5mbar pressure and using a gas mixture of 80% vol. H2 and 20% vol. N2. The surface mechanical strength increased, due to the nitrides layer, which was evident with the sensitive increase in the fatigue limit of the nitriding specimens, comparing to the untreated ones. The fatigue limit of the AlSl 316 steel in untreated condition was 400 MPa and in nitriding condition was 510 MPa, whereas AlSl 304 steel, the fatigue limit of the untreated condition was 480 MPa and the fatigue limit for the nitrided condition was 560 MPa.

A norma que prescreve o cálculo de alvenaria estrutural de blocos vazados de concreto, NBR 10837:1989, encontra-se em fase de revisão, sendo que a principal alteração é a introdução do método dos estados limites no dimensionamento e na verificação dos elementos de alvenaria. Neste trabalho, estudam-se duas normas para alvenaria, a NBR 10837:1989 e EC 6:1996, e o texto proposto para revisão da NBR 10837. A escolha do EC 6:1996 se deu pela sua importância em relação à comunidade européia e porque muitas das prescrições contidas nessa norma foram adaptadas para o texto de revisão da NBR 10837. Quando necessárias, são realizadas comparações entre as duas normas e o texto de revisão, com o intuito de auxiliar no entendimento das implicações que a mudança de abordagem causará. Vários exemplos que simulam situações típicas de projeto, como compressão simples, flexão e cisalhamento, são apresentados. Com a variação dos diversos parâmetros envolvidos no dimensionamento dos elementos de alvenaria, é possível a elaboração de gráficos e ábacos. Desta forma consegue-se englobar uma grande variedade de situações, e a comparação entre as respostas obtidas com cada uma das normas e com o texto de revisão torna-se bem mais simples e precisa. Pretende-se, com este trabalho, contribuir para a introdução do método dos estados limites na norma de cálculo de alvenaria estrutural, bem como avaliar as mais importantes adaptações propostas. / The code that regulates the design of concrete blockwork structural masonry, NBR 10837:1989, is under revision phase. The main change is the introduction of limit state method for the design and verification of masonry elements. In this work, two masonry codes (NBR 10837:1989 and EC 6:1996) and a proposed revised text for the NBR 10837 are studied. The choice for EC 6:1996 is justified by its importance to european community and because many clauses of the revised text are adapted from that code. When necessary, comparisons between the two codes and revised text are carried out, to help the understanding of the changes implications. Some examples, that simulate typical design situation, such as axial compression, bending and shear are presented. A parametric study on the masonry elements design is carried out, allowing for the elaboration of graphs and abacus. Thus, various situations are explored, showing different results corresponding to each one of the codes and the revision text, in order to clarify the comparisons. The general aim of this work is help the introduction of the limit state method in the masonry code, and to evaluate the most important changes in the proposed revised text of the brazilian code.

O processo de injeção sob pressão de ligas de alumínio é empregado para a produção de peças diversas, destinadas principalmente à indústria automobilística. Dentre as principais vantagens deste processo, destaca-se a possibilidade de produção de peças complexas, com seções delgadas, e a alta velocidade de produção. Apesar desses pontos positivos, o reduzido tempo de ciclo e as elevadas temperaturas (~ 700°C) envolvidas promovem danos por fadiga térmica na superfície de trabalho das matrizes. Após milhares de peças produzidas, surgem trincas em regiões críticas, que crescem com o aumento da produção até atingirem condições que inviabilizam o uso da matriz, levando ao seu fim de vida. Na última década, novos aços de alta tenacidade e melhor resistência a quente, bem como tratamentos termoquímicos como a nitretação sob plasma vêm sendo aplicados em tais matrizes, retardando significativamente o fim de vida. Neste contexto, o presente trabalho visou estudar o fim de vida de matrizes de fundição sob pressão, relacionando-o aos aspectos microestruturais da superfície nitretada, tensões residuais inseridas durante processo de nitretação e as condições do processo de fundição. Para o estudo, os aços AISI H13, AISI H11 com redução do teor de Si e AISI H10 modificado, foram temperados e revenidos para dureza na faixa de 44 a 46 HRC e posteriormente nitretados sob plasma em diversas condições de temperatura, tempo e composição da atmosfera gasosa. Foram feitos ensaios de medições de tensões residuais, perfis de dureza, metalografia e difração de Raios-X. Para o estudo de fadiga térmica, foi utilizado o software DEFORM 3DTM para simular os danos ocasionados pelos mecanismos de fadiga térmica nas superfícies das matrizes com a presença e ausência de camada nitretada. Os resultados obtidos mostraram que a variação dos parâmetros de nitretação, tais como: tempo, temperatura e percentual de nitrogênio, afetam o perfil de dureza e de tensões residuais presentes na camada nitretada, bem como os microconstituintes da camada nitretada. Também foi verificado que a variação dos teores de elementos de liga de aços ferramenta para trabalho a quente em relação ao H13, mudam o perfil de dureza e de tensões residuais de compressão das camadas nitretadas. O material nitretado, após ser submetido em temperatura elevada, apresenta redução no nível de tensões residuais de compressão, ocorrendo processo de alívio de tensões. O mesmo efeito não é tão fortemente verificado no perfil de dureza do material. Deste modo, foi possível verificar que nos primeiros ciclos de injeção de alumínio, os mecanismos responsáveis por retardar a nucleação das trincas térmicas são a presença de tensões residuais de compressão na superfície do material e maior dureza local, dada pela maior dureza a quente existente no perfil de dureza da camada nitretada. Para estágios mais avançados de ciclagem térmica, apenas a maior dureza local será responsável por retardar a nucleação das trincas térmicas. A simulação demonstrou que o dano gerado durante processo de fadiga térmica é mais intenso no processo em que a matriz permanece exposta por tempos mais longos em elevadas temperaturas. O conhecimento destas características pode auxiliar a retardar o dano na superfície da matriz, via alterações do processo de fundição, ou das características dos aços ferramenta, dada pela tenacidade e resistência a quente da liga empregada na matriz, ou dos tratamentos térmicos e ou dos tratamentos de superfície, como a nitretação sob plasma, aplicados às matrizes. / The process of pressured injection of aluminum alloys is made use of in the production of sundry parts, meant mainly for the automotive industry. Among the main advantages of such process there stands out the possibility of production of complex parts, with thin sections, and at a high output speed. Despite these positive points, the reduced cycle time and high temperatures (~ 700°C) involved cause damage due to the thermal fatigue on the working surface of dies. After a great number of parts made there appear cracks in these areas that grow with the production increase up to reaching conditions that make the use of the die no longer viable, thus leading to its death. In the last decade, new unyielding, better heat resistant steels, as well as thermochemical treatments like plasma nitriding, have been applied to such dies, significantly hindering their death. In this context, the present paper has aimed at studying the death of pressured die casting by relating it to the microstructural aspects of the surface, residual tensions inserted during the nitriding process and the die casting conditions. For the study, AISI H13, AISI H11 with Si content reduction, and DIN WNr. 1.2367 steels were quenched and tempered to hardness in the range of 44 to 46 HRC and later subjected to plasma nitriding in different conditions of temperature, time, and gas atmosphere composition. Measurement tests of residual tensions, hardness profiles, metallography, and X-Ray diffraction have been carried out. For the thermal fatigue study, the software DEFORM 3D has been used to simulate damages caused by the thermal fatigue on the surface of dies in the presence or absence of surface nitriding. Results obtained have shown that the variation of nitriding parameters, such as time, temperature, and nitrogen percent, affect the hardness and residual tension profiles present in the surface nitriding, as well as in its microcomponents. It has also been ascertained that the variation of content of elements of steel tool alloys for heat work in relation to H13 one changes the profile of hardness and residual tensions of compression of nitriding treated surface. The resulting material, after being subjected to high temperature, presents a reduction of level in the residual tensions of compression, bringing about a process of tensions relief. The same effect is not so strongly verified in the material hardness profile. Accordingly, it has been possible to ascertain that in the first cycles of aluminum injection, the mechanisms responsible for slowing down the nucleation of thermal cracks are the presence of residual compression tensions on the material surface and higher spot hardness, given the higher heated hardness existing in the hardness profile of nitriding treated surface. For more advanced thermal cycling stages just the higher spot hardness will account for hindering the nucleation of thermal cracks. The simulation has demonstrated that the thermal fatigue process is more intense in process in which the die is exposed to high temperature for a longer time. The knowledge of these characteristics may help hinder the die surface damage through modifications in the casting process, or in the characteristics of tool steel (given the toughness and heat resistance of the alloy used in the die), or in the thermal treatments, or in the surface treatments, like plasma nitriding applied to dies.