Visual inspection is the current method for determining if a wire rope needs to be removed from service. It can be time consuming and inaccurate. The point of this research is to prove that vibration testing could be used on rope to find damage. For this research, capacitive accelerometers were used. A program ran a Fast Fourier Transform (FFT) as the main analysis. From the data produced, it was determined that a damaged rope's vibration signature was different from the vibration signature of the undamaged rope. There were four different types of vibrations used: an impulse while measuring the axial response, a harmonic excitation while measuring the axial response and both transverses directions. The impulse did not provide consistent results to adequately find damage with an acceptable degree of confidence. The harmonic excitations did provide results that showed a different signature. This was the case for all three directions measured. As a result, it was determined that vibrations can be used to find damage in a wire rope.

Este trabalho apresenta um estudo experimental a respeito do fenômeno da biestabilidade em cilindros finitos com média razão de aspecto. Na biestabilidade, há uma esteira estreita a jusante de um dos cilindros e uma esteira larga a jusante do outro. Pode estar presente em muitas situações práticas da engenharia dependendo da distância entre os cilindros. Em cilindros finitos ainda é pouco compreendida e explorada. Para compreender o mecanismo do desprendimento de vórtices, são estudados o escoamento em torno de um único cilindro finito, com cilindros de diâmetros entre 25 e 60 mm e razão de aspecto entre 1 e 4 e após, o escoamento em torno de dois cilindros finitos dispostos lado a lado, com cilindros de diâmetros entre 25 e 32 mm e razão de aspecto entre 3 e 4. A técnica experimental aplicada consiste na medição das flutuações de velocidade em canal aerodinâmico, utilizando a técnica de anemometria de fio quente e na visualização do escoamento no mesmo canal, mantendo os parâmetros, utilizando gelo seco e laser. Além disso, foi realizada a visualização do escoamento em canal hidráulico com as mesmas dimensões do canal aerodinâmico, utilizando injeção de tinta através de agulhas. Para o estudo foram utilizados Re=2,00×104 para um cilindro finito e 3,86×103 ≤ Re ≤ 4,81×104 para cilindros finitos dispostos lado a lado. Os dados medidos em canal aerodinâmico são tratados através de ferramentas estatísticas, espectrais e de ondaletas, e os resultados das visualizações do escoamento são apresentados por meio de imagens obtidas das filmagens realizadas com uma câmera digital. Além disso, os vídeos são tratados com softwares de edição de vídeo e com ferramentas estatísticas. Os resultados confirmam a existência do fenômeno da biestabilidade para dois cilindros finitos dispostos lado a lado, que é um dos objetivos do estudo, nas três posições estudadas. A técnica de visualização de escoamento reforça a interpretação dos resultados obtidos através da técnica de anemometria de fio quente. Neste trabalho é considerada a existência de três escoamentos concomitantes: o escoamento ascendente, caracterizado pela estrutura de vórtices na base; o escoamento descendente, caracterizado pela estrutura de vórtices no topo; e o aqui chamado escoamento principal, caracterizado pelo desprendimento de vórtices a meia altura dos cilindros. / This work presents an experimental study on the bistability phenomenon in finite cylinders with a mid-aspect ratio. In the bistability phenomenon the flow to form two wakes behind the cylinders, a large wake behind a cylinder and a narrow wake after another. It can be present in many practical engineering situations depending on the distance between the cylinders. In finite cylinders, it is still poorly understood and explored. To understand the vortex shedding mechanism are studied the flow in a single finite cylinder with diameters between 25 and 60 mm and aspect ratio between 1 and 4 is studied. After that, the flow of two finite cylinders placed side by side with cylinders of diameters between 25 and 32 mm and aspect ratio between 3 and 4 was studied. The experimental technique of hot wire anemometry in aerodynamic channel is applied in the measurement of velocity fluctuations of the flow. The flow visualization was performed on the same aerodynamic channel, keeping the parameters, through using dry ice and laser. In addition, flow visualization is performed on the hydraulic channel with the same dimensions of the aerodynamic channel using ink injection through needles. All images are captured with a camera digital. For the study, Re=2.00×104 for a finite cylinder and 3.86×103 ≤ Re ≤ 4.81×104 for finite cylinders arranged side by side were used. The data measured in aerodynamic channel are treated through statistics, spectral and wavelet tools and the videos are treated through video editing software and with statistical tools. The results show the existence of two different levels of mean velocity in time series, corresponding to two flow modes confirming the phenomenon of bistability for two finite cylinders placed side by side, which is one of the objectives of the study. The flow visualization technique strengthens the interpretation of the results obtained through the hot wire anemometer technique. In this work the existence of three concomitant flows is considered: the upwash flow, characterized by the vortex structure in the base; the downwash flow, characterized by the vortex structure at the top; and the so-called main flow, characterized by the vortex shedding at half height of the cylinders.

O objetivo deste trabalho visa analisar criticamente o processo de fabricação do arame galvanizado, discutindo a influência de variáveis, tais como: composição química do aço, velocidade dos fios na linha de galvanização e temperaturas associadas ao tratamento térmico, garantindo com isto um produto aderente as novas necessidades apresentadas pelo setor da avicultura que emprega o arame galvanizado BWG 18 na confecção de telas. A metodologia adotada envolveu as etapas de revisão da literatura e procedimento experimental D.O.E. (Design of Experiments), com coleta de amostras sob diferentes empregos (matéria prima) e condições operacionais (alteração de velocidades na linha de galvanização) e posterior realização de ensaios e análises de laboratório nas amostras coletas. Na etapa final foi realizado a avaliação e discussão dos resultados obtidos, identificando o produto galvanizado que melhor atende as propriedades mecânicas exigidas na fabricação de telas para o setor de avicultura. / The objective of this work aims at critically analyze the process of manufacture of the galvanized wire, arguing the influence of variables, such as: chemical composition of the steel, wire speed in the galvanizing line and temperatures associates to the heat treatment, ensuring with this an adherent product the new necessities presented for the poultry keeping that uses galvanized wire BWG 18 in the manufacturing of wire mesh. The adopted methodology involved the stages of revision of literature and experimental procedure D.O.E. (Design of Experiments), with acquisition of samples under different jobs (raw material) and operational conditions (alteration of speeds in the galvanizing line) and later accomplishment of assays and analyses of laboratory in the samples collections. In the final stage it was carried through the evaluation and quarrel of the acquired results, identifying the galvanized product that better takes care of the demanded mechanical properties in the manufacture of wire mesh for the poultry keeping sector.

Este trabalho tem como objetivo realizar um estudo preliminar da influência da espessura na vida em fadiga de arames de aço deformados a frio. A espessura original dos arames é de 5mm e foi criada uma segunda condição, com diminuição dessa espessura para 2,5mm. Para avaliar o comportamento em fadiga do material, foram realizados testes de fadiga por carregamento em flexão com o intuito de comparar a diferença de desempenho entre as espessuras de 5 e 2,5mm. Os resultados mostraram que para os níveis de carregamento mais altos impostos sobre as amostras (1000 MPa) a condição com 2,5mm de espessura apresenta uma tendência de melhora na resistência à fadiga, essa tendência de aumento acentua-se à medida que os níveis de solicitação diminuem. A condição com espessura de 2,5mm apresentou também tendência de aumento do limite de fadiga. / The aim of this work is to make a preliminary study about the influence of thickness effect on the fatigue behavior of cold drawing steel strips. The original component’s thickness is 5mm and was carried a decrease of this thickness to 2,5mm. To evaluate the fatigue performance, was obtained bending load fatigue curves to compare the performance of the samples with 5 and 2,5 mm of thickness. The results shown that for higher load levels the fatigue strength and endurance limit had presented a tendency of increase for the 2,5mm thickness condition.

Doctor of Philosophy / Department of Mechanical and Nuclear Engineering / Douglas S. McGregor / The 3He gas shortage for neutron detection has caused an increase in research efforts to develop viable alternative technologies. 3He neutron detectors cover areas ranging from 10–1000 cm2 in cylindrical form factors and are ideal for many nuclear applications due to their high intrinsic thermal neutron detection efficiency (> 80%) and gamma-ray discrimination (GRR ≤ 1 x 10-6) capabilities. Neutron monitoring systems for nuclear security applications include Radiation Portal Monitors (RPM’s), backpack, briefcase, and hand-held sensors. A viable replacement technology is presented here and compares three neutron detectors, each with different neutron absorber materials, to current 3He standards. These materials include Li and/or B silica aerogels, LiF impregnated foams, and metallic Li foils. Additionally, other neutron absorbing materials were investigated in this work and include LiF coated Mylar, B foils, BN coated carbon foam, and BN coated plastic honeycomb. From theoretical calculations, the Li foil material showed the greatest promise as a viable 3He alternative, thus a majority of the research efforts were focused on this material. The new neutron detector was a multi-wire proportional counter (MWPC) constructed using alternating banks of anode wires and 95% enriched 6Li foils sheets spaced 1.63 cm apart. In total, six anode banks and five layers of foil were used, thus an anode wire bank was positioned on each side of a suspended foils. Reaction products from the 6Li(n,α)3H reaction were able to escape both side of a foil sheet simultaneously and be measured in the surrounding gas volume concurrently. This new concept of measuring both reaction products from a single neutron absorption in a solid-form absorber material increased the intrinsic thermal neutron detection efficiency and gamma-ray discrimination compared to coated gas-filled detectors. Three different sizes of Li foil MWPC neutron detectors were constructed ranging from 25–1250 cm2 and included detectors for RPM’s, backpacks, and hand-held systems. The measured intrinsic thermal neutron detection efficiency of these devices was approximately 54%, but it is possible to exceed 80% efficiency with additional foils. The gamma-ray discrimination abilities of the detector exceeded 3He tubes by almost three orders of magnitude (GRR = 7.6 x 10-9).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2000-07-07Bitstream added on 2014-06-13T20:36:32Z : No. of bitstreams: 1 nakandakari_c_me_arafo.pdf: 1267996 bytes, checksum: dc9b87d037adfc305e3af30b88541bdc (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Essa pesquisa tem por objetivo a caracterização química, metalográfica e estudo das propriedades mecânicas de fios ortodônticos de titânio-molibdênio - TMA. As amostras foram submetidas a análise química e metalográfica, empregando-se microscopia eletrônica de varredura - MEV com espectroscopia por dispersão de energia de raios X - EDX e mapeamento elementar, determinando-se uma análise semi quantitativa e qualitativa dos elementos (Ti, Mo, Zr e Sn) presentes na amostra. Para se avaliar as propriedades mecânicas foram realizados ensaios de tração até a ruptura dos corpos-de-prova, análise da fratura e ensaios de dureza. Os resultados encontrados foram comparados com os dos fios de aço inoxidável, por serem considerados padrão para a Odontologia. Baseando-se na análise dos dados experimentais, constatou-se que as ligas de TMA em relação às ligas de aço, apresentam resiliência semelhante com maior flexibilidade devido a menor rigidez e baixo módulo de elasticidade. Finalmente, pode-se apresentar subsídios para a seleção de ligas metálicas adequadas as necessidades de cada fase do tratamento ortodôntico. / The aim of this research is the chemical, metalographic characterization and study of the mechanical properties of the titanium-molibidenium orthodontic wire - TMA. The samples were submitted to chemical and metalographic analyses, using na eletronic scanning microscope (MEV) witth spectroscopy by X-ray energy dispersion (EDX) and elementar maping, determinating a semi-qualitative and quantitative analyses of the elements (Ti, Mo, Zr and Sn) present in the sample. To evaluate the mechanical properties it were performed tensile test till the rupture of the body samples frature analyses and hardness test. The found results were compared to the two still wire, because they were considered to be standard for dentistry. Based on the analyses of these experimental data we could observe that the TMA alloy is compared to the steel alloy, presenting similar resistence with higher flexibility due to lower hardness and low elasticity module. At last we were able to present subsides for the selection of the best metal alloy required to the necessity of each Orthodontic treatment phase.

The purpose of thesis was optimizing logistic system in the company ESAB Vamberk, s. r. o. This objective includes comparison of informational and material flows of chosen products. The weak part of the logistic system was delivering raw materials. My intention was to come up with optimal solution. The first option was sharing of production plan with suppliers of raw materials. The second option was outsourcing. In the present economic situation it is better to use outsourcing which decreases storing costs. Another weak part of the logistic system was the storing of the finished goods. The company ESAB Vamberk, s. r. o. divided its products into two groups A and C according to the turnover. The items with could be coded B are included in the group A. I have used the ABC method and I have divided all the items into three groups according mentioned turnover. I have also came up with changes in placing the products in the storage of finished goods because some products are placed on the atypical pallets. In the present time the company ESAB Vamberk, s. r. o. holds high safety stock for drawn wire which is in the group A. The safety stock keeps the financial resources, which could company use for decreasing impacts of economical recession. This is why I came up with suggestion to decrease the safety stock by 50 %. On the other hand the information flow was very good. Because of using the EDI system and follow-up programs the data flows through the company continuously. The material flow has got shortcomings, which were mentioned above.

Na busca contínua de atender as exigências de um mercado cada vez mais competitivo, as empresas devem buscar diminuir todas as suas perdas em seus processos produtivos, reduzindo custos e ganhando margem em seus produtos. Este trabalho teve como objetivo investigar os fenômenos presentes na ocorrência de quebras dos produtos derivados do aço SAE 1057B trefilado e galvanizado utilizado em culturas aéreas. O estudo utilizou bibliografia documental, pesquisa de laboratório e uma amostra composta por trinta e seis relatórios de análises sobre o desempenho do produto intermediário trefilado, ou do produto final galvanizado. Os dados referem-se à eventos de falhas do produto em quaisquer etapas do processo produtivo e mesmo de aplicação em campo. Juntamente com ensaios efetuados especificamente para amparar as conclusões destes relatórios, efetuou-se pesquisa bibliográfica para dar suporte às conclusões. Identificaram-se similaridades entre estudos de alguns autores e análises amostrais de testes padronizados de tração e enrolamento sobre o próprio eixo de outubro 2010 a setembro de 2011. Os resultados mostraram que o fenômeno que induz a um elevado índice de quebra do arame Cultura Aérea é o envelhecimento que ocorre posteriormente à sua passagem por elevadas reduções percentuais de área no processo de trefilação, que encrua o material, e em função de elevadas temperaturas encontradas no processo de galvanização, tendo, ainda, suas consequências amplificadas por pontos de concentração de tensões. Algumas soluções para amenizar a ocorrência do envelhecimento foram propostas, como o aumento do número de passes, o que reduz o encruamento, e a substituição do material por outro menos suscetível ao fenômeno, como um com menor percentual de carbono. / In the ongoing pursuit to meet demands of an increasingly competitive market, companies have to reduce all their losses in the production process, therefore reducing costs and adding margin to their products. The main goal of this study was to investigate the phenomena present in the occurrence of ruptures of products originated from drawn and galvanized SAE 1057B steel, used in aerial cultivation. The study uses literature and laboratory research and a sample of thirty-six report concerning galvanized final and drawn intermediate product behavior. The data reference to product failure in any stage of the productive process or in field application. Along with testing a bibliographical research was made for conclusion support . Similarities were found between some authors studies and sample analysis of standardized tensile tests and winding over own axis tests from October 2010 to September 2011. The results shown that the primary phenomenon inducing wire failure in aerial cultivation wire is alignment of the hardening due to the high percentage area reductions in the drawing process that allows the development of the strain aging phenomenon after the hot dip galvanizing process witch has it´s effects enhanced by stress concentration points. Some solutions to mitigate the strain aging were proposed, like increasing the number of reduction passes for hardening reduction and the use of less susceptible material to the phenomena as a lower percentage carbon steel.

Este trabalho estuda o processo de trefilação combinada do aço SAE 1045, que consiste nas etapas de pré-endireitamento com múltiplos rolos, jateamento, trefilação, corte e endireitamento por rolos, tendo como produto final barras acabadas trefiladas. Este produto final é empregado na fabricação de hastes de amortecedores para indústria automotiva. O Objetivo do estudo é de entender como são geradas e como se comportam as principais heterogeneidades mecânicas do material processado e a influência dos parâmetros do processo e das características do material na formação e modificação dessas heterogeneidades, buscando como resultado parâmetros otimizados para o processo. Foram variados no processo três parâmetros e avaliadas a interação existente entre eles. Os parâmetros modificados foram ângulo da ferramenta de trefilação (fieira), o ângulo de endireitamento e polimento por rolos cruzados (PERC) e a colocação de revestimento de carbo-nitreto de titânio (TiCN) no núcleo da ferramenta de trefilação (fieira). Foi realizada caracterização do aço, como microestrutura, composição química e microdureza. As tensões residuais superficiais das amostras foram caracterizadas utilizando o método de difração de raios-X. Após avaliação das tensões residuais superficiais, foi analisada a variação das tensões com a profundidade através do método do furo cego (hole-drilling), A classificação das inclusões foi de acordo com o método microscópico A (“piores campos”) da norma ASTM E45-97, feita através da maior severidade encontrada analisando o material aleatoriamente através de varredura com microscópio em sua superfície. Os resultados obtidos permitiram conhecer a combinação de ângulo de fieira e de endireitamento por rolos cruzados (PERC) mais favoráveis para gerar níveis baixos de tensões residuais. Além do ângulo, foi possível verificar que a geometria das zonas da ferramenta de trefilação (fieira) influência os níveis de tensões residuais após a trefilação. O núcleo da fieira com revestimento em todos os ensaios realizados apresentou menores níveis de tensões residuais, mostrando ser uma condição importante para a otimização do processo principalmente para a redução das tensões trativas após a trefilação. / This paper studies the process of cold drawing combined SAE 1045 steel, which consists of the steps with multiple pre-straightening rolls, sandblasting, drawing, cutting and straightening by rollers, with the final product finished extruded bars. This final product is used in the manufacture of rods of shock absorbers for the automotive industry. The objective of the study is to understand how they are generated and how they behave the main mechanical heterogeneities of the processed material and the influence of process parameters and material characteristics of the formation and modification of these heterogeneities, seeking as a result the optimized parameters for the process. We varied three parameters in the process and evaluated the interaction between them. The parameters were modified angle of wire drawing tool (spinneret), the angle of straightening and polishing rolls (PERC) and the placement of coating titanium carbo-nitride (TiCN) in the core of the wire drawing tool (spinneret). We performed characterization of steel, such as microstructure, chemical composition and microhardness. The surface residual stresses of the samples were characterized using the method of X-ray diffraction. After evaluation of surface residual stresses, we analyzed the variation of stress with depth by the method of blind hole (hole-drilling), Classification of inclusions was according to the microscopic method ("worst fields") of ASTM E45 -97, made more severe by analyzing the material found randomly through scanning with microscope on its surface. The results obtained allow us to know the combination of angle stringer and straightening by rollers (PERC) more favorable to generate low levels of residual stresses. In addition to the angle, we found that the geometry of the areas of wire drawing tool (spinneret) influence the levels of residual stress after wire drawing. The core of the spinneret clad in all tests had lower levels of residual stress, proving to be an important condition for the optimization of the process mainly to the reduction of tensile stress after wire drawing.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / A soldagem de revestimentos de ligas de nÃquel à utilizada pelas indÃstrias de petrÃleo e gÃs como opÃÃo de construÃÃo e reparo de estruturas e equipamentos submetidos em ambiente de condiÃÃes severas com o intuito de apresentar desempenhos necessÃrios de resistÃncia à corrosÃo. Muitos trabalhos foram desenvolvidos com superligas de nÃquel AWS ERNiCrMo-3, AWS ERNiCrMo-4 e AWS ERNiCr-Mo14, para avaliar resistÃncias à corrosÃo e a Ãltima se mostrou bem superior, porÃm o seu custo tambÃm à bem mais elevado que as outras duas. Assim, o trabalho vem aliar a alta produtividade do processo de soldagem MIG/MAG â DA atravÃs da soldagem de revestimentos com as ligas AWS ERNiCrMo-3 e AWS ERNiCrMo-4 na intenÃÃo de se obter uma mistura que apresente tanto a composiÃÃo quÃmica prÃxima a da liga AWS ER NiCr-Mo-14 como desempenho de resistÃncia a corrosÃo, porÃm com menor custo. Estudos exploratÃrios foram realizados por meio de soldagem com simples deposiÃÃo para determinaÃÃo da faixa de velocidade de soldagem entre 50 e 100 cm/min, modo de operaÃÃo da fonte em corrente constante pulsada e gÃs de proteÃÃo ArgÃnio puro. Os revestimentos foram soldados com menor energia (7,5 kJ/cm), tecimento triangular, eletrodos posicionados um atrÃs do outro em relaÃÃo a velocidade de soldagem e sem defasagem entre as correntes. Nessa etapa variou-se Ãngulo de ataque e o percentual de sobreposiÃÃo dos cordÃes. A melhor condiÃÃo apresentada foi menor diluiÃÃo, 9,75%, e elevado reforÃo, 3,92 mm, sendo essa obtida utilizando-se a tocha inclinada de 15Â, e sobreposiÃÃes de 50%. A relativa baixa diluiÃÃo encontrada e o elevado reforÃo reduziram a necessidade de uma segunda camada, o que torna o processo uma boa opÃÃo para operaÃÃes de revestimento para indÃstria de petrÃleo e gÃs. / Weld overlayâs Nickel based alloy are used by the oil and gas industry as an option for construction and repair of structures and equipment subjected to severe environment conditions with the purpose to provide performance required like for corrosion resistance. Many works have been developed with Nickel based superalloys AWS ERNiCrMo-3, AWS ERNiCrMo-4 e AWS ERNiCrMo-14, evaluating among several characteristics the last alloy proved to be upper, but their cost is also higher than the other two. Therefore the present work intends to combine the high productivity of GMAW double wire for welding overlay applications using alloy with AWS ERNiCrMo-3, AWS ERNiCrMo-4 with the intention of obtain a mixture presenting both chemical composition similar to the AWS ER NiCrMo-14 such as corrosion resistance performance, but with less cost. Exploratory studies were performed by means of welding with simple deposition to determine the range of welding speed between 50 and 100 cm / min, the operating mode of the source constant current and pulsed pure argon shielding gas. The coatings were welded with low energy (7,56 kJ/cm), triangle weaving, electrodes positioned one behind the other in relation to the welding speed, without out of phase the currents. This step was varied angle of attack and the percentage of overlap the weld beads. The best condition was presented lower dilution, 9.75%, and a high thickness 3.92 mm and that obtained using the torch inclined at 15  and overlap of 50%. The relatively low dilution and high thickness found reduced the need for a second coating, which makes the process a good option for coating operations.