This work provides a parametric study to evaluate the effect of temperature in salt rock well drilling problems. These rocks show a slow and continuous strain when subjected to constant stress, a phenomenon known as creep. With recent oil discoveries in deep water, for example, in the pre-salt, where temperatures are high, the study of the influence of temperature becomes relevant, since it contributes to the increase of the creep phenomenon. The aim of this study is to perform numerical simulations by Finite Element Method, using non-linear viscoelastic models and weak thermo-mechanical coupling to evaluate, through parametric analysis, the effect of temperature during salt rock well drilling. Numerical examples are performed to validate the studies. More specifically, it is considered the problem of well drilling for oil exploration below these salt layers. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta um estudo paramétrico para avaliar o efeito da temperatura em problemas de perfuração em rochas salinas. Essas rochas possuem deformação lenta e contínua quando submetidas a tensões constantes, fenômeno conhecido como fluência. Com as recentes descobertas de petróleo em grandes profundidades como, por exemplo, no pré-sal, onde as temperaturas são elevadas, o estudo da influência da temperatura se torna relevante, uma vez que contribui para o aumento do fenômeno de fluência. O objetivo desse estudo é a realização de simulações numéricas, através do Método dos Elementos Finitos, utilizando modelos viscoelásticos não lineares e um fraco acoplamento termomecânico para avaliar, através de análises paramétricas, o efeito da temperatura durante a perfuração das rochas salinas. Exemplos numéricos são realizados para validação dos estudos. Mais especificamente, considera-se o problema de escavação de poços para exploração de petróleo abaixo dessas camadas salinas.

La thèse s’intéresse au comportement thermomécanique des circuits imprimés pour des applications spatiales hyperfréquences. Dans cette étude, les circuits imprimés sont des assemblages multi-matériaux faisant intervenir des substrats diélectriques (composites tissés) et des connexions en cuivre. Les circuits étudiés sont des multicouches et l’information électrique transite d'une couche à l'autre par le biais de trous traversants : des perçages réalisés à travers les différentes couches, recouverts de cuivre par électrodéposition. Tout satellite comporte de l’électronique embarquée dont le circuit imprimé constitue le support et les connexions. Dans le cadre des applications spatiales, le circuit imprimé subira des variations importantes de température. Ces chargements engendrent des déformations qui ne sont pas homogènes dans les différents matériaux, pouvant mener à des contraintes importantes qui seront source de défaillances. En effet, les coefficients d'expansion thermique des substrats diélectriques et du cuivre sont différents. À chaque cycle thermique, le cuivre est alors entrainé sous chargement alterné. Suivant les configurations, le cuivre peut se plastifier et rompre après quelques centaines ou milliers de cycles thermiques (fatigue oligo-cyclique). On remarque que les ruptures sont souvent observées dans les trous traversant. Deux volets sont identifiables dans la thèse : un premier volet de caractérisation du comportement thermomécanique des matériaux présents dans les circuits imprimés hyperfréquences (substrats composites et cuivre), et un second volet concernant les simulations de configurations stratégiques à partir des comportements identifiés / In this thesis, the thermomechanical behavior of Printed Circuit Boards with high frequency space applications is assessed. A printed circuit board is a multi-material assembly, linking dielectric substrates and copper paths. The studied PCBs are multilayers, thus drills are made through these layers with copper electrodeposited on the wall of the hole, allowing the electrical signal to go from one layer to the other. Any satellite carries embedded electronics and the PCB is the link and the support of these electronics. During the life of the PCB in space applications, important temperature changes will drive strains which are inhomogeneous in the different materials and thus will lead to important stresses, root of the observed failures. Indeed, the coefficients of thermal expansion of the dielectric substrates are different than the one of copper. For each thermal cycle, the copper undergoes thus an alternate loading. Depending on the configuration, the copper may endure plastic strain and break after hundreds or a few thousands of cycles (oligo-cyclic fatigue). These failures happen often in the copper barrels linking the different layers.Two phases are distinguishable in the thesis: a first phase in which the thermomechanical behaviors of the materials constituting high frequency printed circuit boards is assessed (composites substrates and copper), and a second phase concerning the simulations of crucial configurations thanks to the identified behaviors of the materials

Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2195747 bytes, checksum: 603940fe9313a5c16903650901059e36 (MD5) Previous issue date: 2009-05-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Gypsum is a building material older than is known. Some of their properties they confer advantages such as fire resistance, thermal and acoustic insulation. By virtue of being a ligand less aggressive environment than Portland cement, its use should be encouraged and new applications studied. This work aims to study the physical-mechanical and thermal composite gypsum with the addition of vermiculite and waste of the footwear industry (EVA). The development of these composites has as its purpose the production of elements of thermal protection coating on walls. In the initial stage were investigated physical and mechanical properties of these composites. To determine the influence of levels of EVA and vermiculite, and ratio water/plaster in the physical and mechanical properties of composites in the fresh and hardened were incorporated into five different percentages of the materials with the three ratios water/plaster. A basic composition of each composite was determined by multivariate analysis. Then the composite was optimized its matrix modified with the partial replacement of gypsum by ceramic waste and lime and studied its physical and mechanical properties as well as aspects related to durability. Finally they were certain the thermal properties of composites with waste gypsum and gypsumvermiculite waste-EVA and proposed a constructive element for use in masonry lining and examined its thermal performance. The results indicated that the incorporation of ceramic waste and lime into matrix gypsum of the composites improved their optimized mechanical properties and their performance in relation to water by surface treatment. The theoretical study has shown that proposed plates reduce the heat load incident on mansory. / O gesso é um dos materiais de construção mais antigos que se tem conhecimento. Algumas de suas propriedades lhe confere vantagens como, resistência ao fogo, isolamentos térmico e acústico. Em virtude de ser um ligante menos agressivo ao ambiente que o cimento Portland, seu uso deve ser incentivado e novas aplicações estudadas. Este trabalho teve como objetivo estudar as propriedades físico-mecânicas e térmicas de compósitos à base de gesso com a incorporação de vermiculita e de resíduos da indústria de calçados (EVA). O desenvolvimento destes compósitos tem como propósito a produção de elementos de revestimento para proteção térmica de alvenarias. Na etapa inicial foram pesquisadas as propriedades físicas e mecânicas desses compósitos. Para determinar a influência dos teores de resíduo de EVA e vermiculita e da relação água/gesso nas propriedades físicomecânicas dos compósitos no estado fresco e endurecido foram incorporados cinco percentuais diferentes dos materiais com três relações água/gesso. Uma composição básica de cada compósito foi determinada através de análise estatística multivariada. Em seguida o compósito otimizado teve sua matriz modificada com a substituição parcial do gesso por resíduo cerâmico e cal e estudadas suas propriedades físico-mecânicas, bem como aspectos relacionados à durabilidade. Finalmente foram determinadas as propriedades térmicas do gesso e do compósito gesso com vermiculita e gesso com EVA e proposto um elemento construtivo para aplicação em revestimento interno de alvenarias bem como analisado teoricamente seu desempenho térmico. Os resultados deste trabalho indicaram que a incorporação de resíduo cerâmico e cal à matriz de gesso dos compósitos otimizados melhoraram suas propriedades mecânicas bem como seu desempenho em relação à água mediante o tratamento superficial. O estudo teórico demonstrou que as placas propostas reduzem a carga térmica incidente em alvenarias.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-26T21:22:44Z No. of bitstreams: 1 FERNANDO ANDRADE AMORIM - DISSERTAÇÃO PPGEM 2014..pdf: 6350093 bytes, checksum: 23c947f61b48ed2613bf915ed058b600 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T21:22:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FERNANDO ANDRADE AMORIM - DISSERTAÇÃO PPGEM 2014..pdf: 6350093 bytes, checksum: 23c947f61b48ed2613bf915ed058b600 (MD5) Previous issue date: 2014-08-08 / CNPq / Capes / Ligas de NiTi têm possibilitado revolucionar muitos projetos tradicionais de engenharia com suas propriedades únicas de superelasticidade (SE) e efeito de memória de forma (EMF). Com o interesse em incorporar esses materiais em diferentes aplicações e dispositivos, o desenvolvimento de tecnologia eficaz para soldagem de ligas NiTi torna-se necessário, devido ao fato de esse tipo de união proporcionar a fabricação das mais diferentes formas geométricas e combinações entre materiais similares e dissimilares. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo geral determinar as variações das propriedades termomecânicas em juntas soldadas de fios de NiTi. Para o trabalho, fios superelásticos de uma LMF NiTi (ASTM F2063) com 0,4 e 0,9 mm de diâmetro, foram divididos em dois grupos: (a) fios sem tratamento térmico (NiTiA) e (b) fios com tratamento térmico a 400 °C durante 20 minutos (NiTi400). Em seguida estes fios foram soldados pelo processo TIG autôgeno, utilizando a soldadora Micromelt (EDG Equipamentos e Controles). A caracterização termomecânica dos fios íntegros e soldados foi realizada utilizando ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise dinâmico-mecânica (DMA), ensaios de tração uniaxial em diferentes temperaturas (30°C a 70°C), microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e micro indentação Vickers. Os resultados obtidos demonstraram uma boa eficiência do processo TIG ao soldar os fios NiTi de ambos os grupos. Ensaios de DSC relevaram que o processo de soldagem pode promover modificações de natureza metalúrgica aos fios de NiTi, de maneira a reduzir as temperaturas de transformações de fase. Já no que diz respeito ao aspecto mecânico, os fios soldados apresentaram resistência a ruptura por tração de até 750 MPa (NiTiA ~ 70 °C) e valores de deformações de até 8,5 % (NiTiA). / NiTi alloys enabled revolutionize many traditional engineering projects with uniques properties of superelasticity (SE) and shape memory effect (SME). Interested on incorporating these materials in different applications and devices, developments of efficient welding technology for NiTi alloys becomes necessary due to the fact that this type of process can provide many differents geometric shapes and combinations of similar and dissimilar materials. In this context, this study had as main objective to determine variations in thermomechanical properties for NiTi welded wires. For this work, superelastic NiTi SMA wire (ASTM F2063) with 0.9 to 0.4 mm in diameter were divided into two groups: (a) wires without heat treatment (NiTiA) and (b) heat treated wires at 400 ° C for 20 minutes (NiTi400). Then, these wires were welded by autogenous welding process, using the Micromelt machine (EDG, Equipment and Controls). The thermomechanical characterization of as received and as welded wires was performed by using differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) uniaxial tensile test at different temperatures (30°C to 70°C), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and Vickers micro indentation. The results showed a good efficiency of TIG welding for every NiTi wire studied groups. DSC curves demonstrates that welding process can cause a metallurgical changes into NiTi wires, promoting changes in phase transformation temperatures. The mechanical properties of the welded wire presented a tensile rupture strength of 750 MPa (NiTi~70 °C) and strain values up to 8.5% (NiTiA).

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-27T15:46:57Z No. of bitstreams: 1 ESTEPHANIE NOBRE DANTAS GRASSI - DISSERTAÇÃO PPGEM 2014..pdf: 4659811 bytes, checksum: 9dce2fd88b57abcccbb5be6fa913cf1b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-27T15:46:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ESTEPHANIE NOBRE DANTAS GRASSI - DISSERTAÇÃO PPGEM 2014..pdf: 4659811 bytes, checksum: 9dce2fd88b57abcccbb5be6fa913cf1b (MD5) Previous issue date: 2014-08-01 / CNPq / Capes / As Ligas com Memória de Forma (LMF) são um importante grupo de materiais metálicos ativos que respondem a estímulos termomecânicos por meio dos fenômenos do Efeito Memória de Forma (EMF) e da Superelasticidade (SE). Ambos os efeitos permitem recuperar grandes níveis deformações por meio de aquecimento, no primeiro caso, ou do descarregamento mecânico, no segundo. As LMF de NiTi são facilmente encontradas no mercado médico e odontológico em forma de ferramentas e acessórios para tratamentos específicos. Um destes elementos são minimolas helicoidais ortodônticas de NiTi, que alcançam deformações algumas centenas de vezes maiores que elementos unidimensionais de LMF, como fios. Por outro lado, é de amplo conhecimento que uma técnica adequada para manipular propriedades mecânicas de produtos metálicos acabados, além de variar-se a configuração geométrica, é a realização de tratamentos térmicos de recozimento. Principalmente após a realização de trabalho a frio, os recozimentos são capazes de recuperar parcial ou totalmente a mobilidade atômica no metal, o que, no caso das LMF, afeta diretamente o seu comportamento termomecânico. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho é estudar a influência de tratamentos térmicos de recozimento sobre a resposta termomecânica de minimolas de LMF NiTi, originalmente superelásticas. Um planejamento fatorial foi usado para avaliar a influência das variáveis temperatura e tempo de recozimento sobre algumas das principais propriedades termomecânicas das minimolas: constante de mola (rigidez), módulo de elasticidade transversal, capacidade de dissipação de energia, temperaturas de transformação, histere térmica e a entalpia de transformação. Foi demonstrado que tratamentos térmicos a temperaturas na faixa de 500 oC a 600 oC são capazes de converter as minimolas de LMF NiTi do estado superelástico para o estado de atuador, pelo aparecimento do efeito memória de forma. / Shape Memory Alloys (SMA) are an important group of metallic active materials that respond to thermomechanical stimuli through the Shape Memory Effect (SME) or the Superelasticity (SE) phenomena. Both these effects are capable of retrieving large amounts of strain by simple heating, in the former case, or simple mechanical unload, in the latest case. The SMA of the NiTi family composition exhibit superior properties when compared to other compositions, including biocompability, what brings this alloy to be widely used in medical and orthodontic fields in the form of tools and accessories to specific treatments. As an example, mini coil springs of NiTi SMA presenting superelasticity reach strain levels hundreds of times higher than one-dimensional elements, such as wires. However, a more suitable technique to manipulate mechanical properties of metallic finished products is the use of heat treatments like annealing. Mainly after experiencing cold working processes, annealing treatments are capable of partially or totally recover the atomic mobility, witch directly affects thermomechanical response of SMA. In this context, this dissertation work aims to study the influence of annealing heat treatments over thermomechanical behavior of SMA NiTi mini coil springs originally presenting the SE. A factorial design was used to evaluate the influence of temperature and time of annealing over some of the main thermomechanical springs’ properties: spring constant (stiffness), shear modulus, energy dissipation capacity, phase transformation temperatures, thermal hysteresis and transformation enthalpy availability. It was demonstrated that heat treatments between 500°C and 600°C are capable of converting the superelastic state of the mini coil springs to an actuator state, as a result of the shape memory effect appearance.

A indústria de papel e celulose passa por constantes desafios para solucionar problemas relacionados ao alto consumo de água industrial. Uma alternativa é utilizar ferramentas como a Integração de Processos, onde é possível aplicar técnicas gráficas como o \"Water Pinch\" ou técnicas com programação matemática para otimizar o circuito de água. Para contribuir com o setor, as técnicas foram aplicadas no presente trabalho utilizando-se dados reais coletados em uma unidade produtora de polpa termomecânica e papel imprensa. Com os dados, um caso base em um simulador foi desenvolvido para iniciar a análise por Integração de Processos. A análise é baseada no aproveitamento das correntes de águas residuais em outras etapas do processo sob restrições na concentração limite de contaminantes, especificamente finos e sólidos dissolvidos. Diferentemente dos trabalhos apresentados na literatura que alegam que a solução encontrada trata-se de valores otimizados, os resultados mostram que os valores encontrados através da programação matemática e do método Pinch são teoricamente corretos, porém, quando novamente simuladas sob estas novas condições obtidas por Integração de Processos, as condições operacionais da unidade industrial mostram-se inadequadas. As concentrações limites de contaminantes previamente estabelecidos pelas técnicas utilizadas são frequentemente ultrapassadas nos resultados de recálculo por simulação, e portanto, as soluções de Integração de Processos devem ser corrigidas antes de implantação. Por isso, os valores previstos, por exemplo, de redução de consumo de até 38% no projeto realístico atinge o valor de 23%, o que ainda é um bom resultado. O trabalho ainda mostra que a programação matemática é eficaz e rápida para encontrar soluções com múltiplos contaminantes, enquanto o método Pinch é mais voltado para casos com contaminante simples. / The Pulp and Paper industry has constantly struggled to solve problems related to high water consumption. One alternative is to use tools like Process Integration, where graphical methods and mathematical programming can be applied to optimize the water circuit. To contribute to the Pulp and Paper sector, the methods were applied in the present work using real process data that have been collected in an integrated thermomechanical and newsprint mill. With these data, a base case simulation was developed to initiate the analysis by Process Integration. The analysis is based on residual water reuse in other process stages under propriety constraints like contaminants concentration limits, specifically the dissolved solids and fine fibers. Differently from works presented in the references that claim that solutions found are optimized values, the results of this work show that values found by mathematical programming and pinch method are theoretically correct, however, the operational conditions of the mill become inadequate when simulated under new conditions achieved by Process Integration. The concentration limits of contaminants previously established for the methods have their values frequently exceed after recalculation by simulation, and thus, the solutions by Process Integration must be corrected before using them. So, if the predicted value for reduction of fresh water consumption is, for example, 38%, in the realistic project this value will reach only 23%, which is still a good result. The work also shows that mathematical programming is efficient to find solutions when there are multiple contaminants, while pinch method is more adequate for those cases with single contaminant.

Os discos de freio, durante a frenagem, são submetidos a tensões térmicas e mecânicas que podem ser relativamente altas quando muito bruscas (frações de segundo), situação em que a temperatura pode chegar a valores próximos de 600ºC. Esta variação de temperatura provoca choques térmicos que podem gerar trincas e/ou uma grande quantidade de deformação plástica no disco. A proposta deste trabalho foi a de investigar, através de experimentos, o comportamento mecânico e físico em quatro ligas de ferro fundido cinzento (A, B, C e E), utilizadas para produzir discos de freio de veículos automotivos. Para tanto, foram realizados ensaios termomecânicos de baixo ciclo em corpos de prova, entre 300ºC e 600ºC, nas condições em fase e fora de fase, adotando o critério de falha em 50% da tensão máxima (ASTM E-606) e em componentes (discos), além daqueles de difusividade térmica desde a temperatura ambiente até 600ºC. As curvas deformação em função da vida ( N) foram obtidas e analisadas segundo norma ASTM E 466/468. A análise microestrutural nos corpos de prova e peças, após os ensaios de fadiga, serviu para revelar a influência da morfologia e quantidade de grafita e da matriz sobre as propriedades mecânicas. A medição das difusividades térmicas teve como objetivo a verificação da influência do carbono equivalente e dos elementos de liga sobre esta propriedade física. Observou-se que, durante os ensaios de fadiga termomecânica em fase, em função da decomposição de parcela da cementita da perlita, houve, nos materiais, a chamada expansão grafítica, que teve influência na parte trativa do ciclo, diminuindo as tensões necessárias para se alcançar determinadas amplitudes de tensão mecânica. Pelos gráficos de amplitude de deformação mecânica em função do número de reversos para falhar, sob fadiga termomecânica em fase e fora de fase, observou-se que a melhor liga de ferro fundido cinzento foi a liga E. Esta constatação implicará em uma significativa redução dos custos de produção dos discos de freio, pois se poderá prescindir do elemento de liga Molibdênio, extremamente caro. Comparando-se os resultados de fadiga termomecânica com os de fadiga isotérmica a 25ºC, 300ºC e 600ºC, pôde-se verificar que os ensaios mais críticos foram os fora de fase, pois conduziram, comparativamente, a vidas menores. / Brake discs are submitted to thermal and mechanical stress that can be relatively high during abrupt braking action happens (fractions of seconds), causing the temperature to reach values as high as 600ºC. This temperature variation results in thermal shocks that can generate cracks and/or a large amount of plastic deformation in the disk. The main aim of this work was to investigate, through experiments, the mechanical and physical behavior of four alloys of gray cast iron (A, B, C and E), used to produce brake discs of automotives vehicles. Low cycle thermomechanical fatigue tests were carried out in components (discs) and in test specimens, between 300ºC and 600ºC, in the conditions in-phase and out-of-phase, adopting the failure criterion of 50% drop of the maximum tensile stress (ASTM E - 606). Thermal diffusivity values were measured from room temperature up to 600oC in order to analyze the effects of carbon content and alloying elements in physical properties. Curves -N were obtained and analyzed according to ASTM E 466/468 standard. Microstructural analysis was employed to reveal the influence of the matrix and morphology/amount of graphite on the mechanical properties. It was observed that, during in-phase thermomechanical fatigue tests, the volume expansion due to cementite decomposition into graphite and ferrite caused a decrease in the tensile stress necessary to achieve the mechanical strain imposed during tests. From M/2 x 2Nf graphs it was inferred that alloy E presented the best performance both in in-phase and out-of phase tests. The lack of Mo in this alloy implies in a significant reduction of cost production of the brake discs, due to the high cost of such alloying element. Out-of-phase thermomechanical fatigue tests resulted in shorter lives compared to isothermal fatigue tests carried out at 25ºC, 300ºC and 600ºC.

Motores de combustão interna são submetidos a carregamentos térmicos e mecânicos que podem resultar em trincas devido ao fenômeno de fadiga termomecânica, FTM. Ferros fundidos tem sido uma escolha comum para a fabricação de blocos e cabeçotes de motores a diesel. Para melhorar o desempenho dos motores é importante ter uma compreensão clara do comportamento em FTM destes materiais, permitindo a previsão de vida, melhorando as propriedades de novas ligas, bem como aumentar a confiabilidade desses componentes. Assim, este projeto teve como objetivo avaliar a vida em FTM de dois tipos de ferro fundido usado na fabricação de motores de combustão interna. Os testes foram realizados em um sistema de teste mecânico MTS 810, em controle de deformação com 100% de restrição (Δε = 0), utilizando um forno de indução de alta frequência para aquecimento e um dispositivo de resfriamento (condução e convecção), registrando as tensões e número de ciclos. Os ciclos térmicos aplicados simulam as condições de trabalho, em modo acelerado, de um motor de combustão interna, aplicando um ciclo térmico em forma de uma onda trapezoidal, com temperaturas mínimas e máximas de 50 e 420°C, respectivamente e um tempo de permanência de 180 s na temperatura máxima, e tempo de ciclo total de 300 s. Os resultados mostram que o ferro fundido vermicular apresenta uma vida em FTM maior que o ferro fundido cinzento porque a morfologia dos veios de grafita que atuam como concentradores de tensão no ferro fundido cinzento reduz acentuadamente a sua rigidez durante a tensão trativa, causando a formação de micro trincas em um número menor de ciclos. / Internal combustion engines are subjected to thermal and mechanical loads that may result in cracks due to thermomechanical fatigue phenomenon, TMF. Cast irons have been a common choice for the manufacture of blocks and cylinder heads of diesel engines. To improve the engines performance it is important to have a clear understanding of the FTM behavior of these materials, enabling life prediction, improving the properties of new alloys, as well as increase the reliability of these components. Thus, this project aims to evaluate the TMF life of two types of cast iron used in the manufacture of internal combustion engines. The tests were performed on a MTS 810 mechanical testing system, in displacement control and 100% restriction (Δε = 0), using a highfrequency induction furnace for heating and a cooling device (conduction and convection), recording the stresses, strains and number of cycles. The thermal cycles applied have heating and cooling cycles that simulate the work conditions, in accelerated mode, of an internal combustion engine, applying an trapezoidal wave shape, with minimum and maximum temperatures of 50 and 420°C respectively, and a 180 s dwell time at maximum temperature, and total cycle time of 300 s. The results showed that compact cast iron presents TMF life larger than the gray cast iron because the morphology of graphite flakes in the gray cast iron reduces markedly their rigidity during the traction portion of the tensile part of the cycle, causing the defects formation at smaller number of cycles. The thermomechanical behavior of these two types of cast irons are discussed in detail.

O objetivo deste estudo foi avaliar dois diferentes planejamentos de próteses totais fixas implantossuportadas, comparando as técnicas de fabricação das infraestruturas: tecnologia CAD-CAM, fundição convencional e Barra Articulada. Após ciclagem termomecânica, foram analisadas a perda de torque dos parafusos protéticos e adaptação marginal vertical e horizontal. Ao final, as próteses foram submetidas a ensaios de fadiga acelerada progressiva e resistência à fratura. Foram confeccionadas 48 próteses totais fixas implantossuportadas, as quais foram divididas inicialmente em dois grupos, G1 protocolo convencional; G2 - &ldquo;All-on-4&rdquo;. De acordo com a técnica de fabricação das infraestruturas, estes grupos foram divididos em três subgrupos, A - tecnologia CAD-CAM; B - fundição convencional; C - Barra Articulada, proporcionando seis amostragens diferentes: G1A, G1B, G1C, G2A, G2B e G2C (n=8). Todas as próteses foram avaliadas em relação à adaptação marginal vertical e horizontal, utilizando MicroCT, antes e após a ciclagem termomecânica (2.000.000 de ciclos). A perda de torque dos parafusos protéticos foi analisada antes (T0), após 1.000.000 (T1) e 2.000.000 de ciclos (T2). Após este ensaio, as próteses foram submetidas ao teste de fadiga acelerada progressiva (n=8) e em sequência, ensaio de resistência à fratura (n=6). A perda de torque teve diferença significante para todos os tempos comparados (p<0,01), exceto em G2B, onde a comparação entre T1 - T2 não mostrou diferença significante (p=0,72). A comparação entre G1 e G2 não foi significante. A comparação entre os subgrupos A, B e C teve diferenças significantes em G1T1, G1T2, G2T1 e G2T2 quando comparados os subgrupos A - B e B - C, todos com (p<0,01). Não houve diferenças significantes para a adaptação marginal vertical e horizontal antes e depois da ciclagem em todos os grupos. Na comparação de G1 e G2, houve diferença significante para a adaptação vertical e horizontal apenas no subgrupo B, nos dois tempos, ambos com (p <0,01). Na comparação dos subgrupos A, B e C, houve diferenças significantes em G1 antes e depois; e G2 antes e depois, quando comparados os subgrupos A - B e B - C, todos com (p<0,01) para a adaptação vertical e horizontal. Já para a adaptação horizontal, esta comparação foi significante apenas em G2 antes e depois, ambos com (p=0,02). Em relação à resistência à fratura, a comparação entre G1 e G2, foi significante em todos os subgrupos, A e C (p<0,01), B (p=0,02). A comparação dos subgrupos A, B e C, também foi significante em relação à resistência à fratura das próteses em todos os grupos (p<0,01). Pode-se concluir que a simulação de ciclos mastigatórios teve influência significante sobre a perda de torque dos parafusos protéticos, porém não influenciou significativamente a adaptação marginal vertical e horizontal das próteses; desadaptações marginais influenciaram significativamente no afrouxamento dos parafusos protéticos; as próteses dos subgrupos A e C obtiveram resultados significantemente melhores para a adaptação marginal vertical e horizontal quando comparadas às do subgrupo B, sendo que na adaptação horizontal, as do subgrupo A tiveram resultados melhores que as do C; a quantidade e distribuição dos implantes não influenciou na perda de torque dos parafusos protéticos em todas as situações, porém teve influência significativa na adaptação marginal vertical e horizontal das próteses do subgrupo B; todas as próteses sobreviveram ao ensaio de fadiga acelerada progressiva; em relação ao ensaio de resistência à fratura, as próteses do G2, tiveram resultados significantemente melhores que as do G1, o subgrupo B obteve valores significantemente maiores de resistência na região do cantilever, quando comparadas ao subgrupos A e C; o subgrupo A obteve os menores valores de resistência. / The objective of this study was evaluate two different designs of full-arch implant-supported fixed dentures, comparing the infrastructure manufacturing techniques: CAD-CAM technology, conventional casting and Articulated Bar. After thermomechanical cycling, were analyzed prosthetic screws loosening and vertical and horizontal marginal adaptation. In the end, the prostheses were submitted to tests of progressive accelerated fatigue and fracture resistance. Were made 48 implant-supported fixed dentures, which initially were divided into two groups, G1 - conventional protocol; G2 - \"All-on-4\". According to the technique of manufacturing infrastructure, these groups were divided into three subgroups: A - CAD-CAM technology; B - conventional casting; C - Articulated bar, providing six different samples: G1A, G1B, G1C, G2A, G2B e G2C (n=8). All samples were evaluated in the vertical and horizontal marginal adaptation using MicroCT before and after the thermomechanical cycling (2,000,000 cycles). The loosening of the prosthetic screws was analyzed before (T0), 1,000,000 (T1) and 2,000,000 cycles (T2). After this test, the prostheses were submitted to progressive accelerated fatigue test (n = 8) and sequentially fracture resistance test (n = 6). The prosthetic screw loosening has significant difference for all time compared (p <0.01), except in G2B where the comparison between T1 - T2 showed no significant difference (p = 0.72). The comparison between G1 and G2 was not significant. The comparison between subgroups A, B and C had significant differences in G1T1, G1T2, G2T1 and G2T2 compared subgroups A - B, B - C, all of (p <0.01). There were no significant differences for vertical and horizontal marginal adaptation before and after cycling in all groups. Compared to G1 and G2, there was a significant difference for vertical and horizontal adjustment only in the subgroup B in two stages, both (p <0.01). In the comparison of subgroups A, B and C, there were significant differences G1 before and after; and G2 before and after, when compared subgroups A - B, B - C, all of (p <0.01) for vertical and horizontal adaptation. As for the horizontal adaptation, this comparison was significant only in G2 before and after, with both (p = 0.02). With regard to fracture resistance, the comparison between G1 and G2 was significant in all subgroups, A and C (p <0.01), B (p = 0.02). The comparison of subgroups A, B and C was also significant compared to the fracture resistance of the prosthesis in all groups (p <0.01). It can be concluded that the simulation of mechanical cycling had significant influence on the loosening of prosthetic screws, but did not significantly influence the vertical and horizontal marginal fit of the prosthesis; marginal adaptation significantly influenced the loosening of prosthetic screws; the prostheses of the subgroups A and C had significantly better results for the vertical and horizontal marginal adaptation when compared to the subgroup B, and in the horizontal adaptation, the sub-group A had better results than those of C; the amount and distribution of the implants did not affect the prosthetic screws loosening in all situations, but had significantly influence in vertical and horizontal marginal adaptation of subgroup B prostheses; all samples survived in progressive accelerated fatigue test; in relation to the fracture resistance test, the prosthesis G2, had significantly better results than the G1, the B subgroup achieved significantly higher values of resistance in the cantilever region, when compared to subgroups A and C; the subgroup C obtained the smallest resistance.

O estudo avaliou a efetividade de tratamentos de superfície na modificação superficial e adesão da zircônia ao cimento resinoso; a estabilidade de união após ciclagem termomecânica entre coroas metal free com copings em zircônia ou coroas monolíticas em zircônia e pilares personalizados do mesmo material, submetidos a tratamento superficial, e a influência destes na sobrevida dos sistemas protéticos após fadiga termomecânica acelerada. A pesquisa foi desenvolvida em 2 etapas. Na primeira, discos de zircônia foram distribuídos em sete grupos (n=6): G1 (Rocatec); G2 (ácido hidrofluorídrico 40%, 210 segundos); G3 (ácido hidrofluorídrico 40%, 210 segundos + Rocatec); G4 (nanopartícula ZrO2); G5 (nanopartícula SiO2); G6 (nanopartícula SiO2ZrO2); G7 (nanopartícula SiO2ZrO2 + silano). Uma amostra por grupo (n=1) foi analisada por espectroscopia infravermelho (FTIR), difração de raios-x (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As demais, submetidas a microscopia confocal a laser (n=5) para determinação da rugosidade superficial (Ra) e teste de cisalhamento. Molhabilidade e energia de superfície foram desenvolvidas em triplicata (n=3). G1, G3, G5 e G7 apresentaram valores de resistência ao cisalhamento superiores aos demais. Os melhores resultados definiram os tratamentos da etapa seguinte. Na segunda etapa, 162 análogos de implante conexão tipo Morse foram utilizados. Sobre eles, instaladas bases de titânio conectando pilar de zircônia ao análogo. Os 162 pilares foram distribuídos em 2 grupos de acordo com o ensaio: ciclagem termomecânica ou fadiga termomecânica acelerada. Para cada ensaio, duas modalidades restauradoras foram planejadas (Mono - coroa monolítica em zircônia, Pren - coping em zircônia + cobertura de vitrocerâmica fluorapatita). Pilares foram distribuídos a depender do tratamento recebido: MonoRo (Rocatec), MonoSi (nanopartícula SiO2), MonoSiZr (nanopartícula SiO2ZrO2 + silano). Grupo Pren recebeu os mesmos tratamentos. Sobre pilares, foram cimentadas coroas. Coroas monolíticas, copings e pilares foram obtidos via CAD/CAM. A adesão foi quantificada por teste de resistência à tração após ciclagem termomecânica (n=9) (2x106 ciclos, 2Hz, 120N e ciclos térmicos de 5º-55ºC). Valores de resistência à tração e padrões de falha obtidos foram registrados. Não foram encontradas diferenças significantes entre grupos para resistência à tração, mas o comportamento médio da força foi diferente nos grupos dependendo da falha. Sobrevida dos conjuntos foi analisada após fadiga termomecânica acelerada (n=18) (cargas progressivas a cada 2x104 ciclos de 80, 120, 160, 200, 240, 280 e 320N em 5Hz até 14x104 ou a falha, com ciclos térmicos de 5º- 55ºC). Resistência à fadiga foi comparada pela probabilidade de sobrevivência em cada intervalo. Padrões de falha foram classificados em ambos testes e amostras representativas de cada falha analisadas em MEV. MonoRo e MonoSiZr são semelhantes e têm maior probabilidade de sobrevivência que os demais. Pertencer a PrenSiZr, MonoSi, PrenRo ou PrenSi diminui a probabilidade de sobrevivência. / The study evaluated the effectiveness of surface treatments in surface modification and zirconia adhesion to resin cement; the bonding stability after thermomechanical cycling between free metal crowns with zirconia copings or monolithic zirconia crowns and customized abutments of the same material, subjected to surface treatments, and their influence in the survival of prosthetic systems after accelerated thermomechanical fatigue. The research was developed in 2 stages. In the first, zirconia discs were distributed in seven groups (n = 6): G1 (Rocatec); G2 (hydrofluoric acid 40%, 210 seconds); G3 (hydrofluoric acid 40%, 210 seconds + Rocatec); G4 (nanoparticle ZrO2); G5 (SiO2 nanoparticle); G6 (SiO2ZrO2 nanoparticle); G7 (SiO2ZrO2 nanoparticle + silane). One sample per group (n = 1) was analyzed by infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The others were submitted to laser confocal microscopy (n = 5) for determination of surface roughness (Ra) and shear test. Wettability and surface energy were developed in triplicate (n = 3). G1, G3, G5 and G7 presented higher values of shear strength than the others. The best results defined the treatments of the next stage. In the second stage, 162 Morse type implant analogues were used. On them, installed a titanium base, connecting zirconia abutment to analog. The 162 abutments were distributed in 2 groups according to the test: thermomechanical cycling or accelerated thermomechanical fatigue. For each test, two restorative modalities were planned (Mono - monolithic zirconia, Pren - zirconia coping + vitroceramic fluorapatite revestment). Abutments were distributed depending on the treatment received: MonoRo (Rocatec), MonoSi (nanoparticle SiO2), MonoSiZr (nanoparticle SiO2ZrO2 + silane). The Pren Group received the same treatments. Crowns were cemented on abutments. Monolithic crowns, copings and abutments were obtained by CAD/CAM. The adhesion was quantified by tensile strength test after thermomechanical cycling (n = 9) (2x106 cycles, 2Hz, 120N and thermal cycles of 5º-55ºC). Values of tensile strength and obtained failure patterns were recorded. No significant differences were found between groups for tensile strength, but mean force behavior was different in groups depending on failure. The survival of the sets was analyzed after accelerated thermomechanical fatigue (n = 18) (progressive loads every 2x104 cycles of 80, 120, 160, 200, 240, 280 and 320N in 5Hz up to 14x104 or failure, with thermal cycles of 5º- 55ºC). Fatigue resistance was compared by the probability of survival at each interval. Failure patterns were classified in both tests and representative samples of each failure analyzed in SEM. MonoRo and MonoSiZr are similar and more likely to survive than the others. Belonging to PrenSiZr, MonoSi, PrenRo or PrenSi reduces the probability of survival.