Este trabalho apresentada um estudo experimental do fenômeno de biestabilidade que ocorre na geometria simplificada de dois tubos dispostos lado a lado submetidos a um escoamento cruzado turbulento. Na análise consideram-se a condição de tubos fixos e com um grau de liberdade (rotacional), submetidos a diferentes números de Reynolds. A técnica experimental consiste na medição de flutuações de velocidade do escoamento através da anemometria de fio quente em canal aerodinâmico, na avaliação dos esforços do escoamento sobre os tubos com o uso de uma célula de carga e na visualização dos efeitos do fenômeno biestável sobre os tubos livres para rotacionar. Os dados obtidos da medição no canal são tratados com o uso de ferramentas estatísticas, espectrais e de ondaletas. Os resultados das visualizações do escoamento são apresentados através de imagens obtidas das filmagens realizadas com uma câmera digital. A investigação experimental consiste de ensaios de cilindros rígidos elasticamente montados e pivotados na base e posteriormente liberados para oscilar e/ou rotacionar em um eixo central aos dois tubos, submetidos ao escoamento perpendicular permanente de ar no canal Nos resultados experimentais observam-se a presença da biestabilidade e nota-se o comportamento não simultâneo deste fenômeno ao longo dos cilindros. A formação assimétrica das esteiras também é estudada e atribuída à interação entre os vórtices das esteiras, já que, inicialmente, o desprendimento dos vórtices atrás dos cilindros é simétrico. Na avaliação dos esforços por extensiometria, as etapas de condicionamento e aquisição do sinal foram elaboradas e os resultados de deformação mecânica apresentaram similaridade com o fenômeno observado na anemometria experimental. Para um número de Reynolds de 27635 encontrou-se uma força de 26,1 mN com um torque desenvolvido na célula de carga de 84,95Nmm. A técnica de visualização do fenômeno empregada corrobora a interpretação dos resultados obtidos através da técnica de anemometria de fio quente e extensiometria em canal aerodinâmico. / This paper presents an experimental study of the bistability phenomenon that occurs in the simplified geometry of two tubes arranged side by side submitted to a turbulent cross flow. In the analysis we consider the condition of fixed tubes and with a degree of freedom (rotational), submitted to different Reynolds numbers. The experimental technique consists in the measurement of velocity fluctuations through the aerodynamic channel with the hot wire anemometry technique, the evaluation of the stresses of the flow on the tubes with the use of a load cell and the visualization of the effects of the bistable phenomenon on the tubes free to rotate. The data obtained from the measurement in the channel are treated with the use of statistical, spectral and wavelet tools. The results of the flow visualizations are presented through images obtained with a high speed digital camera. The experimental investigation consists of tests of rigid cylinders mounted elastically and pivoted at the base and later released to oscillate and / or to rotate in a central axis to the two tubes, submitted to the flow of air in the channel In the experimental results we observe the presence of bistability and note the non-simultaneous behavior of the phenomenon along the cylinders. The asymmetric formation of the wakes is also studied and attributed to the interaction between the vortices from wakes behind the cylinders, since, initially, the wake detachments is symmetrical. In the evaluation of the forces by means of the extensiometry technique, the steps of conditioning and acquisition of the signal were elaborated and the results of mechanical deformation presented similarity with the phenomenon observed in the experimental anemometry. For a Reynolds number of 27635 a force of 26.1 mN was found with a torque developed in the load cell of 84.95 Nmm. The technique used for the visualization of the phenomenon corroborates the interpretation of the results obtained through hot wire anemometry and extensiometry in aerodynamic channel.

A dermorrafia é vital para o sucesso do procedimento por ser a última etapa cirúrgica. Este estudo comparou a síntese e o processo de cicatrização de pele em cães com a utilização de três diferentes materiais, fio de náilon (grupo GFN), fio farpado (grupo GFF) e grampo cirúrgico (grupo GGC), após ovariohisterectomia. Foram utilizadas 27 fêmeas caninas aptas a serem castradas eletivamente que não apresentavam comorbidades. Os animais foram divididos randomicamente nos três grupos e submetidos à dermorrafia com os materiais a serem testados. Foram avaliados: o tempo para a sutura da pele, as complicações relatadas pelos tutores e a temperatura local da pele em cicatrização. Foram também avaliados diversos parâmetros clínicos de cicatrização em sete dias de pósoperatório, bem como parâmetros histológicos de biópsias de pele coletadas aos 14 dias. O grampo cirúrgico apresentou o menor tempo (p<0,001) para dermorrafia e a maior ocorrência de deiscências de sutura. O fio farpado apresentou o menor escore (p=0,006) de alterações clínicas aos sete dias de pós-cirúrgico e não apresentou ocorrência de deiscência de sutura. Contudo não houve diferença entre os grupos quanto à avaliação histológica da biópsia cicatricial aos 14 dias. O fio farpado apresentou segurança na sutura e fácil manipulação na dermorrafia de cães, enquanto o grampo cirúrgico utilizado mostrou-se pouco confiável devido ao grau elevado de deiscência. / Dermorrhaphy is vital to the success of the procedure because it is the last surgical step. This study compared the synthesis and the process of skin healing in dogs using three different materials, nylon thread (GFN group), barbed wire (GFF group) and surgical staple [SV1] (GGC group) after ovariohysterectomy. Twenty-seven canine females without comorbidities were electively castrated. The animals were randomly divided into three treatment groups and submitted to dermorrhaphy with the materials to be tested.. The following were evaluated: time to suture the skin with each material, the complications reported by the tutors and the local temperature of the skin in healing process. Several clinical parameters of healing were also evaluated in seven postoperative days, as well as histological parameters of skin biopsies collected at 14 days. The surgical staple showed the shortest time (p<0.001) for dermorrhaphy and the higher occurrence of suture dehiscences. The barbed wire had the lowest score (p=0.006) of clinical changes on the seventh postoperative day and did not presented an occurrence of suture dehiscence. However, there was no difference between the groups regarding the histological evaluation of cicatricial biopsy at 14 days. The barbed wire showed security in the suture and easy manipulation in the dermorrhaphy of dogs, while the surgical staple used proved to be unreliable due to the high degree of dehiscence.

Assim como em qualquer processo de fabricação, a qualidade do produto final deve estar aliada à otimização dos custos do processo, portanto, deve-se conhecer os fatores que alteram as propriedades do produto e que possam causar alguma influência indesejada. A trefilação de barras de aço é usualmente utilizada para conferir precisão dimensional e melhores propriedades mecânicas ao material. Um dos grandes problemas encontrados na fabricação de eixos através deste processo é o aparecimento de distorções de forma após o tratamento térmico. Tais distorções estão diretamente ligadas ao acúmulo de tensões residuais geradas durante as etapas de pré-endireitamento, jateamento e trefilação propriamente dita, modificando o comportamento e resistência mecânica, bem como a resistência à fadiga e à corrosão das peças. Portanto, este trabalho tem por objetivo analisar, através de uma abordagem numérica computacional, a influência de parâmetros de processo e propriedades do material no aparecimento de distorções em barras trefiladas de aço AISI 1045, em função de possíveis fontes geradoras de heterogeneidades, principalmente de tensões residuais durante o processo de fabricação. A análise das tensões foi realizada através da modelagem numérica 3D do processo de trefilação, sendo utilizado o software de simulação numérica computacional DeformTM. Da mesma maneira, foram analisadas as formas de agarre que fornecem a velocidade do processo, a primeira utilizando um puxador na extremidade da barra, a segunda com um puxador envolto movimentando-se ao longo da barra. Através destas análises, verificou-se que a forma de como a barra é tracionada ocasiona uma redução de até 100 MPa nas tensões residuais no centro da barra, o que representa um fator importante no estudo das possíveis causas das distorções. Observou-se ainda que os fatores de velocidade e homogeneidade da lubrificação modificaram o perfil das tensões residuais na barra. Outros parâmetros, como desalinhamento da ferramenta, diferenças de atrito, excentricidade do eixo e curvatura da barra, também foram avaliados, sendo que ambos influenciam consideravelmente na distribuição das tensões residuais ao longo do perfil da barra. Torna-se evidente a importância de um eficiente pré-endireitamento do fio máquina, pois os resultados das simulações com curvatura mostram que a força de trefilação e a distribuição das tensões residuais ao longo da barra trefilada aumentam, bem como a barra apresenta certa curvatura remanescente, para ambas as fieiras com ângulo de 15° e 20°. Sendo assim, tais resultados evidenciam a elevada influência dos parâmetros estudados no aparecimento de distorções no produto final. / As with any manufacturing process, the quality of the final product must be coupled with cost optimization of the process, so you should know the factors that alter the properties of the product that may cause some unwanted influence. The drawing of steel bars is usually used to impart better dimensional accuracy and mechanical properties to the material. One of the major problems encountered in the manufacturing of axes through this process is the appearance of distortion of size and shape after heat treatment. Such distortions are directly linked to the accumulation of residual stresses generated during the stages of pre-straightening, shot blasting and drawing itself, modifying behavior and mechanical strength, residual stresses and resistance to fatigue and corrosion of parts. Therefore, this work aims to examine, through a computational numerical approach, the influence of material parameters and process the appearance of distortions in cold drawn steel bars AISI 1045, due to possible sources of residual stresses during the manufacture. The analysis of strains and residual stresses were performed by 3D numerical modeling of the drawing process, the software being used numerical simulation computational DeformTM. In order to transmit the drawing speed, the forms of grip were analyzed using a first end of the puller bar, the second wrapped with a puller moving along the bar. Since through these analyzes, it was found that as the shape of the bar is pulled up causes a reduction in the residual stress 100 MPa in the center of the bar, which is an important factor in the study of the possible causes of the distortion. As well as factors speed and homogeneity of lubrication significantly altered the profile of residual stresses in the bar. Other parameters, such as misalignment of the tool, friction differences, curvature and eccentricity of the axis of the bar were also evaluated, both of which significantly modify the distribution of residual stresses along the profile of the bar. It became evident that an efficient pre-straightening of the wire is important because the results of simulations show that the curvature with the drawing force and the distribution of residual stresses along the bar Cold Drawn Bars increase as well as the bar has some remnant curvature, for both dies with an angle of 15 ° and 20 °. Thus, these results demonstrate the high influence of the parameters studied distortions in the appearance of the final product.

The blended-wing-body (BWB) configuration appears as a promising contender for the next generation of large transport aircraft. The idea of blending the wing with the fuselage and eliminating the tail is not new, it has long been known that tailless aircraft can suffer from stability and control problems that must be addressed early in the design. This thesis is concerned with identifying and then evaluating the flight dynamics, stability, flight controls and handling qualities of a generic BWB large transport aircraft concept. Longitudinal and lateral-directional static and dynamic stability analysis using aerodynamic data representative of different BWB configurations enabled a better understanding of the BWB aircraft characteristics and identification of the mechanisms that influence its behaviour. The static stability studies revealed that there is limited control power both for the longitudinal and lateral-directional motion. The solution for the longitudinal problem is to limit the static margins to small values around the neutral point, and even to use negative static margins. However, for the directional control problem the solution is to investigate alternative ways of generating directional control power. Additional investigation uncovered dynamic instability due to the low and negative longitudinal and directional static stability. Furthermore, adverse roll and yaw responses were found to aileron inputs. The implementation of a pitch rate command/attitude hold flight control system (FCS) improved the longitudinal basic BWB characteristics to satisfactory levels, or Level 1, flying and handling qualities (FHQ). Although the lateral-directional command and stability FCS also improved the BWB flying and handling qualities it was demonstrated that Level 1 was not achieved for all flight conditions due to limited directional control power. The possibility to use the conventional FHQs criteria and requirements for FCS design and FHQs assessment on BWB configurations was also investigated. Hence, a limited set of simulation trials were undertaken using an augmented BWB configuration. The longitudinal Bandwidth/Phase delay/Gibson dropback criteria, as suggested by the military standards, together with the Generic Control Anticipation Parameter (GCAP) proved possible to use to assess flying and handling qualities of BWB aircraft. For the lateral-directional motion the MIL-F-8785C criteria were used. Although it is possible to assess the FHQ of BWB configuartions using these criteria, more research is recommended specifically on the lateral-directional FHQs criteria and requirements of highly augmented large transport aircraft.

Laser joining processes, such as brazing and welding, are a common application in industry, especially in the automotive industry. These processes are the key to lightweight and efficient design with regard to the automotive industry. There, laser brazing is used mainly for visible joints due to the superior paint adhesion and surface roughness of brazed joints compared to welds. As laser brazing is applied in the automotive industry without using any fluxes or shielding gas, this leads to a difficulty in maintaining and ensuring the quality of brazed joints.

Este trabalho apresenta um estudo do processo de cromatização de arames galvanizados da Linha de Galvanização 2 da Gerdau Riograndense através do entendimento das variáveis de processo que podem ser alteradas com o intuito de proporcionar uma resistência à oxidação branca maior do que a fornecida com os parâmetros de processo utilizados atualmente. Amostras de arames foram coletadas diretamente da linha de galvanização e submetidas a ensaios acelerados de corrosão em câmaras de umidade saturada (NBR 8095 e ISO 6270-2)16 e de névoa salina (NBR 8094 e ASTM B 117)15. Com base nos resultados obtidos destes ensaios são propostas alterações nas variáveis de processo, como por exemplo, tempo de imersão no tanque de cromatizante, avaliando o aumento ou não do poder protetivo. Os resultados obtidos até agora mostraram que as configurações operacionais da Linha de Galvanização 2 não oferecem uma condição para a formação de uma camada protetora eficiente. Espera-se com este trabalho justificar junto à Empresa a necessidade de alteração de parâmetros de processo para que se consiga obter significativo aumento no poder protetivo conferido pelo cromatizante ao arame galvanizado, e assim, ter condições de disponibilizar ao mercado um produto com qualidade superior no que tange a resistência à oxidação branca. / This work presents a study about the chromatization process for galvanized steel wires in the Galvanizing Line 2 of the Gerdau Riograndense through the understanding of variables of the process that can be modified to provide a superior white corrosion resistance than the one which is provided actually. Samples of wires were collected directly from the galvanizing line and submitted to accelerated corrosion tests in the saturated humidity chamber (NBR 8095 and ISO 6270-2)16 and the salt spray chamber (NBR 8094 and ASTM B 117)15. Based in the results from this tests changes in the process variables are proposed like immersion time in the chromatizating bath to evaluate the increase or decrease of the protective action. The results obtained so far showed that the operational configurations of the Galvanizing Line 2 do not offer a good condition to create an efficient protective layer on the wire. The expectation of this work is to justify to the company that changes in the parameters process are necessaries to get a significant increasing of the protective chromatizating action on the galvanized wire and this way to have conditions to offer to costumers a product with superior quality about white corrosion resistance.

Este trabalho apresenta um estudo experimental do efeito da razão de bloqueio em um canal aerodinâmico no Número de Strouhal e o fenômeno da biestabilidade. É estudado o escoamento turbulento sobre um cilindro e também sobre dois cilindros dispostos lado a lado, onde fez-se uso de cilindros de vários diâmetros a fim de variar a razão de bloqueio no canal. Dois tipos de espaçamento entre os tubos são estudados. A técnica experimental consiste na medição de flutuações de velocidades em um canal aerodinâmico utilizando a técnica de anemometria de fio quente. Os dados obtidos da medição no canal aerodinâmico são tratados com o uso de ferramentas estatísticas, espectrais e de ondaletas. Para um cilindro, os resultados confirmam o aumento do número de Strouhal com o aumento da razão de bloqueio, na faixa do número de Reynolds utilizada. Razões de bloqueio mais baixas podem acarretar diminuição do número de Strouhal, também em função do número de Reynolds. Os resultados confirmam a existência do fenômeno da biestabilidade no escoamento sobre dois cilindros dispostos lado a lado, assim como a influência da razão de bloqueio sobre o fenômeno, sendo mais predominante em um dos espaçamentos estudados. Para razões de bloqueio altas, o fenômeno da biestabilidade pode não ocorrer ou pouco ocorre. Para razões de bloqueio mais baixas podemos ter também a não ocorrência do fenômeno em função das dimensões dos tubos serem mais reduzidas, fazendo com que a captação do fenômeno também seja reduzida. / This paper presents an experimental study of the effect of blockage ratio in a aerodynamic channel on Strouhal number and the bistability phenomenon. It studied the turbulent flow around a single cylinder and also on two cylinders arranged side-by-side, where use has been made of cylinders of various diameters to vary the blockage ratio of the channel. Two types of pitch to diameter ratio are studied. The experimental technique consists of measuring velocity fluctuations in aerodynamic channel using the technique of hot-wire anemometry. The data obtained from measuring the aerodynamic channel are treated with the use of statistical tools, spectral and wavelet analysis. For a single cylinder, the results confirm the increase of the Strouhal number with increasing blockage ratio in the range of Reynolds number used. Lower blockage ratio can cause a decrease of the Strouhal number, also a function of Reynolds number. The results confirm the existence of the bistability phenomenon in the flow on two cylinders arranged side-by-side, as well as the influence of blockage ratio on the phenomenon, being more predominant in one of the row spacings. For higher blockage ratios, the bistability phenomenon may not occur or occurs shortly. For lower blockage ratio, due to the smaller dimensions of the tubes the phenomenon may not occur on the capture of the phenomenon is also reduced with the present experimental technique.

Photodetectors are used in many applications such as digital and thermal cameras or in solar panels. They can also be designed to detect the omnipresent high-energy radiation/particles, and for radiation imaging in biomedical applications. Novel nanostructures offer significant advantages compared to traditional designs for the realization of fast, sensitive, compact and cheap sensors and efficient solar cells. Examples of such nanostructures include quantum dots (QDs), quantum wells (QWs) and NW arrays. This thesis is devoted to experimental investigations of effects of high-energy (1 MeV) protons on the optical and electrical performance of InP/InAsP NW-based QDiscs-in wire photodetectors. The proton-induced degradation of the optical performance has been studied by means of Fourier Transform Infrared (FTIR) photocurrent spectroscopy. The spectrally resolved photocurrent (PC) and current-voltage (I-V) characteristics were measured at low temperature (5 K and 77K) and at room temperature (300K) before and after 1 MeV proton irradiation under vacuum conditions with fluences ranging from 1.0×1012–3.0×1013 cm-2. The particle radiation exposure has been done in the Ion Beam Accelerator at the Department of Nuclear Physics Department at Lund University. Considering both PC and I-V characteristics, it was found that the devices were sensitive to all proton irradiation at all fluences. In general, the PC intensity significantly increased after radiation for all fluences, however, a week after exposure the PC and dark current gradually recovered. At 3×1012 p/cm2 fluence level, it was figured out that photocurrent which attributed to QDiscs disappeared for a couple of days after exposure, however, over time and gradually, those started to manifest again even at low and room temperatures, causing radiation-induced changes in device parameters to be time-dependent; however, it was not recorded any signals related to QDiscs at fluence of 3×1013 p/cm2. Substantial changes in the dark I-V characteristics, as well as increases in the dark current, are observed after irradiation. The influence of proton irradiation on light and dark current characteristics also indicated that NW structures are a good potential candidate for radiation harsh-environment applications. It was also observed a significant increase in dark current after the radiation for all devices, however, by applying the voltage to the photodetectors, the PC and I-V characteristics gradually being to diminish, which may be attributed to an annealing process.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi investigar e modelar matematicamente a influência das variáveis do processo de têmpera e revenimento no limite de resistência à tração de arames de aço trefilado SAE 9254 com diâmetros de 2,00mm e 6,50mm. Para isso, utilizaram-se as ferramentas estatísticas de delineamento de experimentos e de regressão múltipla com aplicação de análise de componentes principais. Os resultados revelaram quais variáveis do processo têm influência significativa na variável resposta. Os modelos matemáticos obtidos pela regressão múltipla predizem com boa precisão a propriedade mecânica limite de resistência à tração. / Abstract: The purpose of this work was to investigate and to model mathematically the influence of the quench hardening and draw tempering process variables on the tensile strength of SAE 9254 drawn steel wires with 2,00 mm and 6,50mm diameter. To this end, the statistical tools of design of experiments and multiple regression with application of principal components analysis were employed. The results revealed the process variables that significantly affect the response variable. The mathematical models obtained by multiple regression were able to predict, with a reasonable accuracy, the mechanical property of the tensile strength. / Orientador: Messias Borges Silva / Coorientador: Rosinei Batista Ribeiro / Banca: Marco Antonio Carvalho Pereira / Banca: Gilbert Silva / Mestre

Orientador: Edson Del Rio Vieira / Banca: Sérgio Said Mansur / Banca: Marcello Augusto F. de Medeiros / Resumo: Anemômetros de fio quente são sensíveis instrumentos capazes de medir variações de velocidade nos mais diversos tipos de escoamentos, sejam eles gasosos ou líquidos. Um delicado filamento metálico é aquecido por uma corrente elétrica a qual gera calor por efeito Joule e transfere parte dessa energia para o escoamento incidente, sendo esta troca de calor proporcional a velocidade do fluído, definindo assim o princípio básico de funcionamento da anemometria de fio quente. Quando este filamento é montado num circuito tipo ponte de Wheatstone, pode-se relacionar a troca de calor no filamento através da variação de sua resistência elétrica fazendo o uso de circuitos eletrônicos especiais. Este trabalho aborda os conceitos básicos da anemometria de fio quente, seus circuitos de controle principais e seus modos de operação, mostrando diferentes métodos para calibração de sondas de fio quente em escoamentos gasosos, além de apresentar uma metodologia completa para construção de um sistema básico de anemômetro de fio quente de temperatura constante. Dois dispositivos foram construídos e testados sendo avaliados quanto ao seu funcionamento e sua resposta em freqüência. / Abstract: Hot wire anemometers are sensitive instruments capable of measuring fluctuation of speed in many fluid flows, gaseous or liquid. A delicate metallic filament is heated by an electric current (Joule effect) and cooled by incident flow, this heat exchange is proportional of the fluid speed, defining the basic phenomenon of hot-wire anemometry. When this filament is mounted on an arm of Wheatstone bridge, the heat lost by the filament can be related its electric resistance when special electronic circuits are used. This work presents the concepts of hot-wire anemometry, its main control circuits and its operation mode, showing the basic methods for hot wire calibration with gaseous flows, besides presenting a complete methodology for construction of a basic constant temperature hot-wire anemometer system, based on the tests of two experimental circuits which are evaluated by electronic tests and its frequency response. / Mestre