Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T18:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrino_MarcilioHaddad_D.pdf: 2714544 bytes, checksum: e672b70a8b7d69be2cd8e546921e9f58 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Os dutos têm se tornado o principal meio de transporte para gás natural, petróleo e derivados nas últimas décadas. Diversos novos projetos, visando a extensão da malha dutoviária atual estão sendo implantados e as dimensões das redes de distribuição de países desenvolvidos mostram que este tipo de modal será cada vez mais utilizado, acompanhando o crescimento do Brasil. Dutovias com tais dimensões requerem esquemas de manutenção adequados, com técnicas otimizadas de inspeção. A falha, em muitos casos, pode levar a desastres ambientais, com conseqüências econômicas e sociais imensuráveis. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma nova metodologia para a medição de tensões mecânicas em dutos baseada na variação da velocidade de ondas longitudinais criticamente refratadas (ondas Lcr). Como objetivos específicos foram estudadas a influência da temperatura sobre o resultado da medição, a influência da textura do material para dutos e a determinação e validação do método matemático mais adequado para emprego na determinação das tensões. Para a determinação das tensões no duto foi construído um dispositivo especial para movimentar o conjunto de transdutores ao longo dos pontos de medição. Foram realizadas medições na direção longitudinal e transversal do duto e esses levantamentos foram comparados com medidas de tensão determinadas através de extensômetros. Os resultados finais da tese mostraram a excelente correlação entre a tensão aplicada e a resposta do sistema indicando que a técnica pode ser empregada em campo / Abstract: Pipelines have become the main transport means for natural gas, petroleum and derivatives in the last decades. Several new projects aiming the extension of the current pipeline mesh are being deployed and the size of distribution networks in developed countries show that this kind of modal will be increasingly used, following the growth of Brazil. Pipelines with such dimensions require proper schedules for maintenance, with optimized techniques of inspection. In many cases a flaw can lead to environmental disasters with economic and social consequences. This work is aimed to develop a new methodology for the measurement of mechanical stress in pipelines based in the variation of the speed of longitudinal critically refracted waves (Lcr waves). A more specific objectives, this study treats with the influence of the temperature on the measurement results, the influence of the texture of the material for pipelines and the determination and validation of the most suitable mathematical method for determination of the stress. For the determination of the stress in the pipeline a special device was constructed to move the set of transducers along the points of measurement. Measurements were performed in the longitudinal and transversal directions of the pipeline and the results were compared with stress measures determined by strain gages. The final results of the thesis showed the excellent correlation between the applied stress and the response of the system indicating that the technique can be employed in field / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Julio Soriano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Veiga_NadiaSchiavonda_M.pdf: 2631028 bytes, checksum: 691c2efa4c134e00748b530909cb9973 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A densidade da madeira é uma propriedade física importante às diversas aplicações, tais como na construção civil, na fabricação de móveis e na indústria de papel e celulose. Essa propriedade varia de espécie para espécie, sendo também influenciada por variações do teor de umidade. Convencionalmente, a densidade da madeira é obtida em laboratório por procedimentos padronizados. Diversas pesquisas buscam apontar métodos de ensaios não destrutivos que possam correlacionar seus resultados com a densidade da madeira. Neste contexto, esta pesquisa teve como objetivo estabelecer correlações dos resultados da esclerometria (ensaio não destrutivo) com a densidade da madeira. Para tanto, três espécies folhosas com densidades distintas foram escolhidas, sendo elas o Cumaru (Dipteryx odorata), a Garapa (Apuleia leiocarpa) e o Cedro (Cedrela ssp), das quais foram extraídas peças prismáticas medindo 80 mm x 200 mm x 300 mm. Duas condições de umidade foram consideradas: a de madeira não estabilizada, com umidade de pátio de madeireira, e a de madeira estabilizada por secagem. Esses prismas foram submetidos a impactos esclerométricos nas direções anatômicas longitudinal, radial e tangencial. As densidades foram determinadas pelo método da ABNT NBR 7190 (1997). Das correlações geradas para cada uma das direções anatômicas, foram obtidos coeficientes de correlação superiores a 0,81, indicando que os índices esclerométricos e a densidade podem ser correlacionados linearmente. Finalmente, pode-se concluir que a esclerometria é um método adequado para estimar a densidade da madeira / Abstract: Wood density is an important physical property for various applications, such as in the construction, furniture making and pulp and paper industry. This property varies among species, being also influenced by variations in moisture content. Conventionally, the density of the wood is obtained in the laboratory by standardized procedures. Several researches are pointing nondestructive testing methods that can correlate their results with wood density. In this context, this study aimed to establish correlations between the results of sclerometry (nondestructive testing) with the density of the wood. For this purpose, three broadleaves species with different densities Cumaru (Dipteryx odorata), Garapa (Apuleia leiocarpa) e Cedro (Cedrela ssp) were chosen, of which were extracted prismatic pieces measuring 80 mm x 200 mm x 300 mm. Two moisture content conditions were considered: non-stabilized wood with moisture content of sawmill patio, and wood stabilized by drying. These prisms were subjected to esclerometric impacts in the longitudinal, radial and tangential anatomical directions. The densities were determined by method of ABNT NBR 7190 (1997). From the correlations generated for each anatomical direction, were obtained correlation coefficients greater than 0.81, indicating that esclerometric indexes and density can be correlated linearly. Finally, it can be concluded that sclerometry is a suitable method to estimate the density of the wood / Mestrado / Construções Rurais e Ambiencia / Mestra em Engenharia

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T07:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Buenos_AlexandreAparecido_D.pdf: 36097019 bytes, checksum: d270fa6d123f9a141621191306944498 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Um método alternativo para a medição das tensões em componentes em serviço emprega o ultrassom, utilizando ondas longitudinais criticamente refratadas (LCR) e a teoria acustoelástica. Este método é influenciado por diversos fatores, dentre os quais os ligados à microestrutura do material, ainda não modelados. Este trabalho avalia a influência da microestrutura do material na velocidade de propagação das ondas LCR. Foram estudados os efeitos do tamanho dos grãos e da orientação preferencial dos grãos (textura) do material. Para isso, foram ensaiadas amostras de aço carbono de média resistência ASTM A36, laminadas, utilizadas em componentes estruturais. Parte das amostras foi tratada termicamente para crescimento dos grãos em temperaturas variadas, o que permitiu obter diferentes tamanhos de grão. Outras amostras foram utilizadas como recebidas para estudo do efeito da textura do material. O trabalho mostra que ambos, o tamanho dos grãos e a textura, têm efeito sobre a propagação das ondas LCR. Os resultados mostraram um aumento na variação do tempo de percurso médio (?TOF) das ondas LCR com o aumento do diâmetro dos grãos austeníticos médios (DGAM). Como consequência, houve uma diminuição na variação da velocidade da onda LCR média (?VLCR) devido ao aumento do DGAM. Os resultados mostraram também o efeito da direção de laminação (DL) na propagação das ondas LCR, mostrando que o tempo de percurso (TOF) é maior na direção de laminação (DL) do que na direção transversal à laminação (DT). Isso é atribuído ao alongamento dos grãos devido ao processo de laminação. O efeito da textura do material foi associado ao desvio padrão (DP) encontrado e ainda representa um desafio para o emprego do método em aços com orientação cristalográfica pouco definida. Tais resultados permitem direcionar as pesquisas atuais sobre o assunto para o desenvolvimento de técnicas que minimizem os efeitos dos fatores de influência estudados / Abstract: Critically refracted longitudinal waves (LCR) and the acoustoelastic theory can be an interesting alternative for measuring stress in components in service. This method is influenced by several factors, among which the ones linked to the material microstructure, not modeled yet. This work evaluates the influence of material microstructure on the LCR waves speed. The effects of grain size and preferred grain orientation (texture) of the material were studied. We tested samples of carbon steel ASTM A36 of medium strength, made from rolled plates, used in structural components. Part of the samples was heat treated for grain growth at various temperatures, generating different grain sizes. Other samples were used as received to study the effect of the material¿s texture. The work shows that both the grain size and texture affects the propagation of LCR waves. The results showed that the increase in variation of the mean time-of-flight (?TOF) of the LCR waves can be related to the increase of the mean austenitic grain diameter (DGAM). As consequence a decrease in the variation of the mean LCR wave speed (?VLCR) is linked to the increase in DGAM. The results also reveals the effect of the rolling direction (DL) in the propagation of LCR waves, showing that the time-of-flight (TOF) is greater in the DL direction than in the transverse direction to rolling (DT). This is attributed to the grain elongation due to the rolling process. The effect of texture was associated with the standard deviation (DP) found. This effect still represents a challenge to the employment of the method in steels with poorly defined crystallographic orientation. The results allow directing the current research on the subject to develop techniques that minimize the effects of influence factors studied / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Resumo: A classificação e padronização da madeira serrada é uma atividade de rotina, desenvolvida por países que se apresentam como grandes consumidores deste material. O Brasil não pratica a classificação dos materiais à base de madeira, em geral. Essa afirmação é particularmente verdadeira para o caso da madeira serrada. Em outros segmentos de mercado, em que o país ocupa posição de destaque como fornecedor internacional, tem-se visto forçado a estabelecer padrões mínimos de qualidade e a atingir marcas de conformidade, para continuidade dos fornecimentos. O Centro Virtual de Pesquisas em Madeiras - CEVEMAD, através do Laboratório de Ensaios de Materiais - FCA/UNESP tem desenvolvido pesquisas com o intuito principal de avaliar a sensibilidade dos ensaios não-destrutivos na avaliação de alguns defeitos potenciais presentes correntemente nas madeiras de rápido crescimento (notadamente pinus e eucalipto). No enfoque dado pelo CEVEMAD - Centro Virtual de Pesquisas em Madeiras, os ensaios não-destrutivos são encarados como ferramenta alternativa e/ou complementar no processo de classificação das madeiras (classificações quanto às classes de resistência e categorias de qualidade). Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a sensibilidade dos principais métodos não-destrutivos como ferramentas alternativas e/ou complementares no processo classificatório de vigas (6cm x 12cm x 280 cm) de Eucalyptus sp. As madeiras empregadas no programa experimental foram obtidas a partir de material genético disponibilizado por empresas de reflorestamento da região do cerrado do Estado de Minas Gerais - MG. Foram amostradas 296 vigas de dimensões estruturais (6cm x 12cm x 280cm) de 10 clones distintos de Eucalyptus, que foram ensaiadas não-destrutivamente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract : The classification and standardization of the sawn wood is an usual activity, developed by countries that come as great consumers of this material. Brazil does not practice the classification of wood base materials, in general. This is particularly true for the case of the sawn wood. In other segments, in which Brazil occupies prominente position as international supplier, it has been forced to establish minimum patterns of quality and to reach conformity marks. The Virtual Center of Researches on Wood - CEVEMAD, through the Laboratory of Testing Materials - FCA/UNESP - Sao Paulo State University - Brazil has carried out researches with the main objective of evaluating the sensibility of non-destructive tests in the evaluation of potential defects in wood from fast grown plantation (especially Pinus and Eucalyptus). In its peculiar focus, non-destructive tests are considered as alternative and/or complementary tool in the sawn wood classification process (either mechanical and visual classification). This work had the main objective of evaluating the sensibility of most common non-destructive tests in the classification of dimension lumber of from fast grown Eucalyptus plantation. Wood was obtained from genetic material supplied cultivated at Curvelo region, Minas Gerais State, Brazil. 296 beams of structural dimensions (6 cm x 12 cm x 280 cm) from 10 different clones of Eucalyptus were sampled. Beams were non-destructively (stress wave, ultrasound and resonance methods) and destructively (static bending and compression parallel to grain) tested. The results of tests were correlated, being considered the present defects in each one of the studied pieces and the non-destructive tests showed sensibility in the classification of pieces of structural dimensions of the sawn wood of Eucalyptus when framed in strips of velocity, both in the green condition and in the equilibrium moisture... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Adriano Wagner Ballarin / Coorientador: José Tarcisio Lima / Banca: Hernando Alfonso Lara Palma / Banca: Elias Taylor Durgante Seveo / Banca: José Tarcisio da Silva Oliveira / Banca: André Bartholomeu / Doutor

Este trabalho apresenta a utilização de métodos não destrutivos (ultrassom e correntes parasitas) no acompanhamento da vida útil de revestimentos de barreiras térmica (TBC). As amostras estudadas possuíam como metal de base as superligas de Inconel 718 e Hastelloy X, um revestimento de NiCrAl usado como metal de ligação e um revestimento superior de cerâmica YSZ usado com a finalidade de isolamento térmico. Estas amostras foram submetidas a ciclos térmicos simulando as condições térmicas de trabalho de componentes de turbinas a gás. Com o ensaio de ultrassom foi feita a caracterização da camada cerâmica, fazendo uma estimativa de sua porosidade através da velocidade de propagação do som no revestimento, conforme ciclagem térmica. O ensaio com correntes parasitas foi utilizado para caracterização elétrica dos materiais com revestimento, acompanhando as mudanças de condutividade elétrica através do monitoramento do ângulo de fase segundo seu ciclo de vida útil. Também com este método foram feitas medidas de espessuras dos revestimentos, acompanhando do crescimento da camada de óxido crescida termicamente e a sinterização da camada cerâmica. Para validação dos resultados obtidos pelos métodos não destrutivos adotados, estes resultados foram comparados com resultados de análises por micrografia das amostras utilizadas. Para avaliação da pré-oxidação nos revestimentos as amostras foram separadas em dois grupos, com metal de base Inconel 718 e com metal de base Hastelloy X. O grupo de amostras com Inconel 718 quando submetido ao ensaio de oxidação apresentou a formação de uma camada de alumina, isto até 30 ciclos do ensaio, com o decorrer dos ciclos foram formados óxidos de níquel e cromo que tiveram um rápido crescimento levando o revestimento ao desplacamento. As amostras com substrato Hastelloy X no ensaio de oxidação apresentaram predominantemente a alumina, formando até mais de uma camada deste mesmo óxido, não apresentou óxidos de níquel e cromo, sendo que nenhuma amostra ensaiada apresentou desplacamento de camada TBC. A utilização dos ensaios não destrutivos se mostrou eficiente para acompanhar o ciclo de vida dos revestimentos TBC, onde o acompanhamento das variações de espessuras mostrou pouca diferença de valor com relação a medições com método metalográfico. A leitura de condutividade elétrica através do ângulo de fases foi um bom indicativo da formação de óxidos prejudiciais, que foram os óxidos de níquel e cromo, os quais foram evidenciados por ensaios em MEV/EDS. Foi observado que a velocidade do ultrassom tem uma relação inversamente proporcional à porosidade da camada cerâmica, esta analisada com método metalográfico. / This paper presents an evaluation of the use of non-destructive methods with ultrasound and eddy currents, monitoring of life and characterization of thermal barrier coatings (TBC). This coatings are used to protect base metal components that operate at high temperatures. With the method that uses the ultrasonic characterization of ceramic layer was made an estimating their porosity through the sound propagation of velocity in the coating. The test with eddy currents was used here to make an electrical characterization of materials coated, following the changes of electrical conductivity through the phase angle monitoring following their lifecycle. Also with this method are made the measurements of coatings thickness, following the growth of the thermally grown oxide layer and sintering of the ceramic layer. To validate the results obtained by non-destructive methods, these results were compared with results from analyzes micrograph of the samples used. For evaluation of pre-oxidation in the sample coatings were separated into two groups based metal Inconel 718 and Hastelloy X base metal. The group of samples with Inconel 718 when subjected to the oxidation test showed the formation of an alumina layer up to 30 cycles of the testwith the passing of the cycles were formed oxides of nickel and chromium which grew quickly leading the coating to the cracks. The samples of Hastelloy X in substrate oxidation test showed predominantly alumina to form up more than one layer of the same oxide no showed oxides of nickel and chromium, and no cracks in the test sample are showed in TBC layer. The use of non destructive testing has shown effective to follow the life cycle of TBC coatings. Where the monitoring of variations in thickness, showed little difference in value with respect to measurements metallographic method. The reading of electrical conductivity through the phase angle is a good indicator of formation of harmful oxides which were nickel and chromium oxides, which was evidenced by tests on MEV/EDS. It was observed that the ultrasound velocity has an inversely proportional relation to the porosity of the ceramic layer, that analyzed using metallographic method.

Orientador: Raquel Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-06T23:17:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_OdilonAntonioLemeda_D.pdf: 609036 bytes, checksum: 7d2e8a120668fe4865c7b99b8f0ef0a8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A madeira, sendo um material higroscópico, tem suas propriedades mecânicas e elásticas afetadas por condições ambientais. Sendo assim, a relação de dependência de propriedades da madeira com a variação do teor de umidade tem merecido, há muito tempo, a atenção de pesquisadores de todo o mundo. Um dos grandes avanços obtidos nos últimos anos na caracterização de materiais, tanto do ponto de vista mecânico quanto de qualidade, é a aplicação de técnicas não destrutivas, denominadas internacionalmente como NDT ¿ Non Destructive Testing e NDE ¿ Non Destructive Evaluation, destacando-se dentro elas o uso do ultra-som. No entanto, da mesma forma que as propriedades mecânicas e elásticas, sabe-se que a velocidade de propagação das ondas de ultra-som na madeira é afetada pela umidade, o que torna a quantificação desta influência de fundamental importância para a análise e a projeção de resultados obtidos nas mais diversificadas propostas de estudos que envolvam a aplicação do método do ultra-som. Este projeto teve, portanto, o objetivo de estudar o comportamento da velocidade de propagação de ondas de compressão (longitudinais) na madeira em função da umidade. Paralelamente foram também estudados o comportamento dos coeficientes da diagonal da matriz de rigidez (CLL, CRR e CTT), bem como a anisotropia da madeira por meio da avaliação da velocidade nas três direções principais (longitudinal, radial e tangencial). Para a medição das velocidades de propagação das ondas de ultra-som (VLL, VRR e VTT) e para o cálculo dos termos da diagonal da matriz de rigidez (CLL, CRR e CTT) foram utilizados 75 (setenta e cinco) corpos de prova de dimensões 300 mm na direção longitudinal, 60 mm na direção radial e 30 mm na direção tangencial ou 300 mm na direção longitudinal, 30 mm na direção radial e 60 mm na direção tangencial, sendo 15 corpos-de-prova de cada uma das cinco espécies de madeira estudadas: Pinho do Paraná (Araucária angustifólia), a Imbuia (Ocotea porosa), a Cupiúba (Goupia glabra), o Pinus elliottii (Pinus elliottii) e o Eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora). Essas medições foram sendo realizadas durante a secagem dos corpos de prova, ou seja, desde a condição saturada até a condição seca em estufa. Os resultados permitiram concluir que a equação quadrática foi o modelo mais adequado para representar a variação da velocidade de propagação das ondas com a umidade para todas as espécies estudadas. Além disso, também para todas as espécies, foi possível concluir que a influência da umidade na velocidade de propagação das ondas de ultra-som se dá de maneira diferenciada em dois trechos, correspondentes a umidades abaixo e acima do ponto de saturação das fibras (PSF), sendo mais acentuada para o trecho correspondente a umidades abaixo do PSF. Foi também observado que a velocidade de propagação das ondas é mais influenciada pela umidade na direção longitudinal, seguida da radial e, por último da tangencial. Em relação aos coeficientes de rigidez, observou-se que, para umidades abaixo do PSF, o comportamento é semelhante aos obtidos para a resistência e a rigidez da madeira na maioria das propriedades mecânicas, ou seja, decresce com o acréscimo da umidade. Em algumas espécies, para o trecho correspondente a umidades acima do ponto de saturação das fibras, esse comportamento é afetado pela presença de água livre e pode ser corrigida utilizando-se, no cálculo, a densidade efetiva em lugar da densidade aparente. O comportamento da anisotropia foi diferenciado para as espécies estudadas / Abstract: The wood, being a higroscopic material, has their mechanical and elastic properties affected for environmental conditions. Being like this, the relationship of dependence of properties of the wood with the variation of the moisture content has been deserving, since a long time, the researcher's attention. One of the great progresses obtained in the last years in the characterization of materials, as much of the mechanical point of view as of quality, it is the application of techniques non destructive, denominated internationally like NDT - Non Destructive Testing and NDE - Non Destructive Evaluation, emphasizing the use of the ultrasound. However, in the same way that the mechanical and elastic properties, it is known that the speed of propagation of the ultrasound waves in the wood is affected by the moisture content, what turns the quantification of this influence of fundamental importance for the analysis and the projection of results obtained in the more diversified proposed of studies that involve the application of the method of the ultrasound. This project had, therefore, the objective of studying the behavior of the speed of propagation of compression waves (longitudinal) in the wood in function of the moisture content. Parallel they were also studied the behavior of the coefficients of the diagonal of the stiffness matrix (CLL, CRR and CTT), as well as the anisotropia of the wood through the evaluation of the speed in the three main directions (longitudinal, radial and tangential). For the measurement of the speeds of propagation of the ultrasound waves (VLL, VRR and VTT) and for the calculation of the terms of the diagonal of the rigidity matrix (CLL, CRR and CTT) were used 75 (seventy five) specimens and its dimensions were 300 mm in the longitudinal direction, 60 mm in the radial direction and 30 mm in the tangential direction or 300 mm in the longitudinal direction, 30 mm in the radial direction and 60 mm in the tangential direction, being 15 specimens of each one of the five studied species: Paraná Pine(Araucária angustifólia), Imbuia (Ocotea porosa), Cupiúba (Goupia glabra), Pinus elliottii (Pinus elliottii) and Eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora). Those measurements went being accomplished during the drying of the specimens, in other words, from the condition saturated to the anhidrous condition. The results allowed to conclude that the quadratic equation was the most appropriate model to represent the variation of the speed of propagation of the waves with the moisture content for all of the studied species. Besides, also for all of the species, it was possible to conclude that the influence of the moisture content in the speed of propagation of the ultrasound waves feels in way differentiated in two intervals, corresponding to moisture content below and above the saturation fibers point (PSF), being more accentuated for the interval corresponding to moisture content below PSF. It was also observed that the speed of propagation of the waves is more influenced by the moisture content in the longitudinal direction, following by the radial and, last by the tangential. In relation to the rigidity coefficients, it was observed that, for moisture content below PSF, the behavior is similar to the obtained for the resistance and the rigidity of the wood in most of the mechanical properties, in other words, it decreases with the increment of the moisture content. In some species, for the passage corresponding to moisture content above the point of saturation of the fibers, that behavior is affected by the presence of free water and it can be corrected being used, in the calculation, the basic density or the effective density instead of the apparent density. The behavior of the anisotropia was different for the studied species / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientadores: Antonio Celso Fonseca de Arruda, Roberto de Alencar Lotufo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T16:25:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maschio_Celio_M.pdf: 7517102 bytes, checksum: b541bb4f611106b935e681d6189f03a7 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A tomografia computadorizada de raios-x tem extrapolado a área médica e ganhado campo em inúmeras aplicações onde se faz necessária a interpretação (qualitativa e quantitativa) da estrutura interna de um material opaco, sem destruí-lo. O presente trabalho demonstra a aplicação desta técnica em ensaios não destrutivos, utilizando-se amostras de materiais e componentes de diferentes densidades e geometrias, com defeitos simulados e reais, ensaiados em tomógrafos médicos. Demonstra-se, também, o uso da técnica na caracterização de filtros eletroquímicos usados para remoção de agentes contaminantes (no caso, zinco) de efluentes industriais. Foram usadas técnicas de processamento digital de imagens (sistema Khoros) para a caracterização dos defeitos encontrados, através da medida do coeficiente de atenuação do material em regiões de interesse, e por meio do cálculo de parâmetros dimensionais tais como área e perímetro. Foram aplicadas operações de filtragem matemática para a correção do efeito de endurecimento de feixe, verificado nas imagens de materiais metálicos, sobretudo no alumínio. Devido à sua natureza qualitativa e quantitativa, a tomografia computadorizada de raios-x demonstrou ser uma ferramenta promissora em ensaios não destrutivos de materiais. Este trabalho demonstra e reforça sua aplicabilidade através do uso de processamento digital de imagens / Abstract: X-ray computed tomography (XCT), originally developed for medical purposes is becoming increasingly applied to several applications where it is necessary the interpretation of the internal structure of an object nondestructively. The present work shows the application of this technique to nondestructive testing using materiaIs and components of different density and geometry, with simulated and real defects tested in a medical scanner. Characterization of electrochemical filters used to remove contamination agents (in this case, zinc) in industrial effluents, by XCT technique is also described. Digital image processing have been used (software Khoros) for defects characterization, determining the attenuation coefficient in regions of interest and measuring parameters like area and perimeter. Digital filtering operations have been applied for beam hardening correction in metallic materiaIs images, mainly aluminum. Due its qualitative and quantitative nature, XCT technique established to be a promising tool of nondestructive materiaIs evaluation and this work emphasizes its applicability through digital image processing / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Antonio Ludovico Beraldo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-09T06:15:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Espelho_JeanClaudioChiozzini_M.pdf: 5138907 bytes, checksum: 875754541cac182e91f3c878f2be3883 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O bambu é uma matéria-prima com múltiplas aplicações, principalmente no setor da construção. Seu desenvolvimento e seu desempenho mecânico são obtidos após um curto intervalo de tempo, quando comparado com as árvores. O bambu é um material renovável e encontrado em abundância em regiões tropicais e subtropicais, nas quais é considerado um material de baixo custo. No entanto, a maior parte das espécies de bambu é altamente susceptível ao ataque de fungos e insetos. Basicamente, pode-se aumentar a durabilidade dos colmos de bambu de duas maneiras, representadas por procedimentos culturais (naturais) e pelo tratamento dos colmos com produtos químicos. Dentre os diversos métodos que visam aumentar a durabilidade do bambu destaca-se o ¿Método de Boucherie Modificado¿. Neste trabalho testou-se a eficiência da aplicação do Método de Boucherie Modificado, comparando o aumento na durabilidade das amostras tratadas (taliscas de bambu) com amostras não tratadas ou testemunhas. Para tal, foram avaliados os efeitos de algumas variáveis como: posição da amostra no colmo, tipos de preservativo e sua concentração, duração do tratamento e tempo de exposição das taliscas em dois ambientes (protegido e exposto). Foram realizados ensaios não destrutivos - END (visual, pesagem das amostras e de ultra-som) e destrutivo (flexão estática). Também foram efetuadas análises químicas (concentração dos elementos químicos nas soluções e seu teor nas regiões do colmo) e de rastreabilidade dos elementos químicos por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados obtidos permitiram verificar a falta de uniformidade da distribuição dos elementos químicos ao longo dos constituintes anatômicos do bambu, ocorrendo a deposição dos mesmos basicamente nos vasos. Verificou-se, igualmente, a ineficiência do uso de soluções com baixa concentração, principalmente quando foram combinadas com tratamentos de curta duração. Os ensaios de ultra-som e de flexão estática foram suficientemente sensíveis para detectar a melhor combinação do efeito dos parâmetros avaliados / Abstract: Bamboo is a raw material with several possibilities of applications, mainly for building purposes. Its development and its mechanical performance are obtained after a short interval of growing when compared with trees. Bamboo is renewable raw material and it is available in tropical and subtropical regions, where it is considered as a cheap material. Nevertheless, the most of bamboo species is highly decayed by insects and fungi attacks. Basically the bamboo culm protection can be obtained by means of a two treatment types: natural protection and chemical protection. In this last category one of the most employed is the Boucherie Modified Method. In this work it was evaluated the performance of a Boucherie Modified Method, comparing treated bamboo samples (bamboo splits) with no treated samples (control). It was evaluated the effect of the sample position in the culm, chemical solution type and its concentration, treatment elongation and the exposition period in two environment (protected and no protected). Non destructive evaluation - NDE (visual, weight control and ultrasound) and flexure test were applied to the specimens along the time. Also chemical analysis (chemical element concentration in the solution and its amount in the bamboo regions) and the traceability of these chemical elements by means a scanning electronic microscope (SEM) were employed. Results obtained showed a lack of uniformity of the distribution of the chemical elements across the bamboo anatomical constituents, occurring the salt deposition mainly in the vessel with a greater diameter. Smaller concentration solutions, mainly when they were combined with smaller treatment time, were not effective to protect bamboo against decay. Results obtained by ultrasound and flexure test were sensitive enough to detect the best combination of the effect of the parameters evaluated. / Mestrado / Construções Rurais e Ambiencia / Mestre em Engenharia Engenharia Agrícola

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T21:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leao_RodrigoJunqueira_M.pdf: 11585473 bytes, checksum: eb36aabbabd372414779881f910455a8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Materiais compósitos são cada vez mais utilizados na indústria aeroespacial, por apresentarem baixa relação entre massa específica e resistência mecânica. Para a realização de ensaios não destrutivos utilizando o ultrassom, faz-se necessário conhecer a velocidade com que o som se propaga através desses materiais. Nem sempre é possível desenvolver protótipos reais durante o desenvolvimento de um projeto, por limitações construtivas e de custo; modelos virtuais são, pois, necessários. O objetivo deste trabalho é desenvolver modelos virtuais para avaliar a propagação de ondas em compósitos e compará-los com resultados experimentais. Uma liga de alumínio é usada inicialmente, de forma a calibrar o modelo e configurar alguns parâmetros de simulação. O material composto analisado é um laminado unidirecional, fabricado a partir de 97 camadas de material pré-impregnado (AS4/8552) da Hexcel¿. Utiliza-se o método dos elementos finitos para simular a geração, propagação e recepção de ondas ultrassônicas no modelo. O foco do estudo são ondas longitudinais de volume, embora a geração de ondas longitudinais criticamente refratadas (Lcr) também seja demonstrada. A razão é que o estudo é parte de uma pesquisa sobre o desenvolvimento de técnicas ultrassônicas para a medição de tensões em compósitos, utilizando Acustoelasticidade. A fim de permitir a medição da velocidade da onda ultrassônica em diferentes orientações, foi fabricado um corpo de prova em formato de prisma de base poligonal de 24 lados. O modelo numérico desenvolvido considera o caso ideal, onde as lâminas são perfeitamente coladas umas nas outras e não há problemas como delaminação ou vazios. Um modelo simplificado de cada lâmina foi admitido, de modo a utilizar uma malha menos refinada nas simulações e reduzir o gasto computacional. A fração volumétrica de reforço e matriz foi mantida. Um pulso de 1 MHz foi inserido no modelo e as discretizações no tempo e no espaço foram escolhidas de forma coerente. Simulações para o caso de 0º e 90º foram feitas e um modelo para os outros ângulos de orientação foi proposto. Os resultados mostram-se satisfatórios e indicam que, no futuro, o modelo simplificado adotado poderá ser estendido, levando em conta não conformidades e uma distribuição mais heterogênea das fibras, permitindo o desenvolvimento de ferramentas de inspeção aperfeiçoadas / Abstract: The use of composite materials in the aerospace industry is increasing due to its low ratio between density and mechanical strength. To perform non-destructive testing using ultrasound, it is necessary to know the sound velocity in these materials. It is not always possible to manufacture physical prototypes during the development of a project because of time, construction limitation and cost; virtual models are therefore needed. The objective of this work is to develop virtual models to evaluate the wave propagation in composites and compare them with experimental results. Initially, an aluminum alloy is used in order to calibrate the model and configure some simulation parameters. The composite material analyzed is a unidirectional laminate, made from 97 layers of prepreg material (AS4/8552) from Hexcel¿. We use the finite element method to simulate the generation, propagation and reception of ultrasonic waves in the model. The focus of this study is the generation of longitudinal bulk waves, although the generation of Critically Refracted Longitudinal (Lcr) waves is also demonstrated. The reason is that the study is part of an ongoing research project on the development of ultrasonic techniques for measuring residual stress in composites, using acoustoelasticity. To enable the measurement of the ultrasonic wave velocity in different orientations, we manufactured a specimen in a prismatic shape (24-sided polygonal base). The numerical model consists of the ideal case, where the different materials are completely attached to each other and there are no problems such as delamination or voids. A simplified model of each layer was admitted, to use a less refined mesh in the simulations and reduce the computational cost. The volume fraction of reinforcement and matrix was maintained. A pulse of 1 MHz was inserted into the model and the discretization both in time and space was chosen consistently. Simulations for the case of 0° and 90° were made and a model for the other orientations was proposed. The results prove to be satisfactory and indicate that in the future, the simplified model adopted could be extended, taking into account nonconformities and a more heterogeneous distribution of the fibers, allowing the development of improved inspection tools / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T19:03:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Matsusaki_EduardoHiroshi_M.pdf: 16938577 bytes, checksum: 51152fe274507619364344f4ec28e4b9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Tensões mecânicas estão entre as principais causas de falhas de componentes estruturais. A medição de tais tensões pode ser feita com técnicas que relacionam alguma variável física a tensão existente. Técnicas destrutivas podem ser usadas para tal finalidade, mas apenas no controle de qualidade. Entre as técnicas não destrutivas destacam-se os Raios X, a difração de Nêutrons e a acustoelasticidade. Uma das técnicas mais promissoras envolve a Interferometria a Laser. Segundo essa técnica, a interferência entre feixes de luz permite a identificação de pontos da superfície e estes, quando deslocados sob a aplicação de esforços, possibilitam o cálculo das deformações e tensões. Este trabalho apresenta a aplicação da técnica de Interferometria Eletrônica entre Padrões de Speckles - ESPI para a medição de tensões em virabrequins. O estudo consistiu em uma revisão teórica do método; no estudo dos fatores que influenciam o resultado da medição; na validação da técnica para a medição de tensões, através da comparação com resultados do MEF e da extensometria; na aplicação da técnica para a medição cm chapa entalhada e no emprego desta para a medição de tensões em virabrequins. O estudo permitiu também a ajustagem ótima dos parâmetros que influenciem a medição. Os resultados obtidos mostraram que o método é promissor quanto ao seu emprego generalizado; que a resolução obtida é adequada para o emprego na medição nos componentes analisados e que o método tem limitações importantes, que devem ser avaliadas para cada aplicação / Abstract: Mechanical stresses are among the main causes of failure of structural components. The measurement of such stresses can be made with techniques that relate some physical variable with the stress. Destructive techniques can be used for this purpose, but only in quality control. Non-destructive methods such as the X rays, the neutron diffraction and acoustoelasticity, are among the most used techniques. One of the most promising techniques applies Laser Interferometry. In this technique, the interference between light beams identifies points on the surface and these, when displaced under external forces, enable the calculation of the deformations and of the stresses. This paper presents the employ of the Electronic Speckle Pattern Interferometry technique for measuring stresses in crankshafts. It consisted of a theoretical review of the method; the study of the factors that would compromise the measuring results; a validation of the technique to measure stresses, by comparing MEF with strain gauges results; using the technique to take measures in a entailed plate and in the stresses measurements of crankshafts. This work also allowed the optimum adjustment for the parameters inducing the measurements. The obtained results showed a promising method for its general use; showed too that the resolution obtained is proper to the use in parts analyzed and that the method has important limitations that should be analyzed in every situation / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica