Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:22Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:101 / Equipments used in electric substations have specific functions in the functioning and maintenance of the functionality of such installations, being equipment applied to control reactive currents, short circuit currents and maneuver poles in transmission systems of electric energy. It was detected that some reactors in functioning had presented high levels of structural vibration. Two of these reactors operate in the substation of Rurópolis city, situated the west of Pará state. Another decurrent problem of the raised level of vibration of these structures is the generation of hot spots in the electromagnetic nucleus of the reactor, being able to generate bubbles of highly inflammable gases. The existence of these operational problems can cause to the North of Brazil Transmission System functional interruptions in the transmission of electric energy. That would cause in the North region and other linked ones (Northeast, Southeastern and Center-West) raised social and financial damages. The application of tools for reducing the vibrate-acoustic trouble (reduction of the levels vibration and, therefore, noise) can prevent structural and operational damages that result in its operative non-availability reducing, consequently, losses and the necessity of the development of equipment of cost raised with low indices of vibration. In the intention of if reducing such levels, it is considered the application of dynamic absorbers in the external structure of the reactors. With the calculated absorbers in amount, position and parameters (mass, stiffness and damping) expects to create a system syntonized with the frequency of the excitement of electromagnetic nature, that will absorb part of the vibratory energy of the reactor, having minimized raised detected levels and, therefore, all the subsequent problems. Viscoelastic materials will be used in the dynamic absorbers (with temperature and frequency dependent dynamic properties), because these materials to increase the field of activity of the dynamic absorbers, adjusting themselves it the raised verified modal density in the metallic shells of the reactor. / Reatores elétricos utilizados em subestações de energia têm funções específicas na operacionalização e manutenção da funcionalidade destas instalações, sendo equipamentos aplicados ao controle de reativos, de correntes de curto circuito e surtos de manobra em sistemas de transmissão de energia elétrica. Detectou-se que alguns reatores em funcionamento apresentaram elevados níveis de vibração estrutural. Dois destes reatores operam na subestação da cidade de Rurópolis, situada a oeste do estado do Pará. Outro problema decorrente do elevado nível de vibração destas estruturas é a geração de pontos quentes no núcleo eletromagnético do reator, podendo gerar bolhas de gases altamente inflamáveis. A existência destes problemas operacionais pode ocasionar ao Sistema de Transmissão do Norte do Brasil interrupções na transmissão de energia elétrica. Isto geraria na região Norte e em outras interligadas (Nordeste, Sudeste e Centro-Oeste) elevados prejuízos sociais e financeiros. A aplicação de ferramentas para a minimização do problema vibro-acústico (redução dos níveis vibração e, por conseguinte, ruído) pode evitar danos estruturais e operacionais que resultem na sua indisponibilidade operativa reduzindo, conseqüentemente, perdas e a necessidade do desenvolvimento de equipamentos de custo elevado com baixos índices de vibração. No intuito de se reduzir tais níveis, propõe-se à aplicação de absorvedores dinâmicos na estrutura externa dos reatores. Uma vez dimensionados em quantidade, posição e parâmetros definidores (massa, rigidez e amortecimento) espera-se criar um sistema, que sintonizado com a freqüência da excitação de natureza eletromagnética, absorverá parte da energia vibratória do reator, minimizando-se, os elevados índices detectados e, por conseqüência, todos os problemas subseqüentes. São indicados compostos viscoelásticos nos absorvedores dinâmicos (com propriedades dinâmicas dependentes tanto da temperatura como da freqüência de trabalho), em virtude de estes materiais aumentarem o campo de ação dos absorvedores, adequando-se à elevada densidade modal verificada nas chaparias metálicas do reator.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-07T15:57:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseSistemasControle.pdf: 6530012 bytes, checksum: 52b01446ca54a4d5a653adfd6c6a630b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-17T13:15:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseSistemasControle.pdf: 6530012 bytes, checksum: 52b01446ca54a4d5a653adfd6c6a630b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-17T13:15:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseSistemasControle.pdf: 6530012 bytes, checksum: 52b01446ca54a4d5a653adfd6c6a630b (MD5) Previous issue date: 2009 / Eletronorte - Centrais Elétricas do Norte do Brasil S/A / A aplicação das ligas com memória de forma (shape memory alloys – SMA) têm se mostrado como uma alternativa promissora no controle de vibração de máquinas e estruturas, devido principalmente aos fenômenos de memória de forma e pseudoelástico que elas apresentam. Do mesmo modo, tais ligas proporcionam grandes forças de recuperação e capacidade de amortecimento quando comparadas aos materiais tradicionais. Na literatura científica encontra-se um grande número de trabalhos que tratam da aplicação das SMA no controle de vibração em estruturas. Contudo, a aplicação desse tipo de material em máquinas rotativas ainda é um assunto pouco abordado. Nesse sentido, busca-se explorar numericamente o comportamento de atuadores baseados em ligas com memória de forma para o controle de vibração em máquinas rotativas. Na primeira análise deste trabalho um rotor tipo Jeffcott com luvas SMA em um dos mancais é utilizado. São empregadas diferentes espessuras de luvas nos estados martensítico e austenítico e as variações em termos de amplitude e frequência são então comparadas. Posteriormente, dois diferentes sistemas rotativos com dois discos e molas SMA aplicadas em um e dois mancais são estudados sob configurações variadas. As molas foram posicionadas externamente aos mancais e a temperatura de operação desses componentes é ajustada de acordo com a necessidade do controle de vibração. Além disso, foi utilizado um código computacional para a representação do comportamento termomecânico de molas SMA assim como um programa baseado no Método de Elementos Finitos (MEF) para a simulação do comportamento dinâmico dos rotores. Os resultados das análises numéricas demonstram que as SMA são eficientes no controle de vibração de sistemas rotativos devido obterem-se reduções significativas das amplitudes de deslocamento, modificações nas velocidades críticas, supressão de movimentos indesejáveis e controle das órbitas de precessão. / The application of shape memory alloys (SMA) has been showed as a promising alternative in the vibration control area mainly due to the shape memory and pseudoelastic phenomena which this alloys present. In addition, they show large recovery forces and damping capacity when compared to traditional materials. Despite a great number of papers dealing with SMA abilities applied to vibration control in structures, there are only a few reports about applications of SMA in rotordynamics. Hence, this work focuses basic aspects in the numerical application of SMA actuators for vibration control in rotating machines. In the first analysis of this work it is used a Jeffcott rotor with SMA sleeves placed into one of the bearings. It has been employed different sleeve thickness in the martensite and austenite states and the changes in terms of amplitude and frequency are compared. Furthermore, in the second analysis, two different rotating systems with two discs and SMA springs applied at one and both bearings are analyzed under different set-ups. The springs have been placed externally to bearings and the work temperature is set according to the requirement of vibration control. Moreover, it was used a computational code to represent the thermomechanical behavior of SMA springs as well as a numerical code based on Finite Element Method (FEM) to simulate the dynamic behavior of rotors. The results of the numerical analyses demonstrated the SMA are efficient in the vibration control of rotating systems due to accomplish great reductions in the displacement amplitudes, changes in the critical speeds, suppression of unwanted movements and control of precession orbit shape.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-17T15:03:40Z No. of bitstreams: 1 JAIME MATIAS DA SILVA NETO- DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2018.pdf: 3496418 bytes, checksum: 6c6b6ae8738da4d0e77cbcedcb6bb9d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T15:03:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JAIME MATIAS DA SILVA NETO- DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2018.pdf: 3496418 bytes, checksum: 6c6b6ae8738da4d0e77cbcedcb6bb9d6 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / CNPq / O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da aplicação de vibração mecânica durante o processo da soldagem sobre o refino de grãos em metais de solda obtidos na soldagem do aço ASTM A516 Gr.60, aplicado em caldeiras e vasos de pressão. Para o tratamento de vibração mecânica foi utilizado o processo VWC (Condicionamento de Soldagem Vibratória), e para a soldagem foram empregados dois tipos de processos: SMAW (Arco Elétrico com Eletrodo Revestido) e GMAW (Soldagem ao arco elétrico com proteção gasosa). Os consumíveis utilizados foram o arame AWS ER 70S-6 com 1,2 mm de diâmetro protegido com CO2 no processo GMAW e o eletrodo AWS E7018 com 2,25 mm de diâmetro no processo SMAW. Foi projetada e desenvolvida uma bancada vibratória para realização dos experimentos. As juntas foram executadas sem e com vibração, submetidas a amplitudes que variaram de 7,2 a 51,2 m/s2 e frequências de 205 a 220 Hz. A vibração promoveu uma melhor distribuição da microestrutura no metal de solda, promovendo um refino de até 113% para uma amplitude de 51,2 m/s2 e frequência de 220 Hz no processo GMAW, em relação a condição sem vibração. Já no processo SMAW a redução chegou a 25% com amplitude de 7,2 m/s2 e frequência de 205 Hz. As reduções nos desvios padrões médios de dureza chegaram a 71% para uma amplitude de 48,9 m/s2 e frequência de 215 Hz, no processo GMAW. Enquanto que no processo SMAW, o desvio padrão médio de microdureza reduziu 27%, com amplitude 7,2 m/s2 e frequência de 205 Hz, em relação a condição sem vibração. / The present work had the objective of evaluating the influence of mechanical vibration during the welding process on grain refining in brazing metals obtained in the welding of steel ASTM A516 Gr.60, applied in boilers and pressure vessels. For the mechanical vibration treatment VWC (Vibration Welding Conditioning) process was used.. , The welds were done using the SMAW (Electric Arc with Coated Electrode) and GMAW (Electric Arc Welding with Gaseous Protection) process. AWS ER 70S-6 wire with 1.2 mm of diameter protected with CO2 in the GMAW process and the electrode E7018 with 2.25 mm of diameter in the process SMAW were used as consumable. A vibratory bed was designed and developed to perform the experiments. The joints were performed without and with vibration, subjected to amplitudes ranging from 7.2 to 51.2 m/s2 and frequencies from 205 to 220 Hz. The vibration promoted a better distribution of the microstructure in the weld metal, promoting a refining of up to 113% for an amplitude of 51.2 m/s2 and a frequency of 220 Hz in the GMAW process, in relation to the condition without vibration. In the SMAW process the reduction reached 25% with amplitude 7.2 m/s2 and frequency of 205 Hz. The reductions in the average hardness standard deviations reached 71% for a range of 48.9 m/s2 and a frequency of 215 Hz, in the GMAW process. Using the SMAW process, the mean standard deviation of microhardness value decreased by 27%, with amplitude 7.2 m/s2 and a frequency of 205 Hz, in relation to the condition without vibration.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-01-26 / Introdução: É sabido que tanto as isoflavonas da soja (ISO) e a vibração mecânica de baixa intensidade e alta freqüência (VIB) possuem efeitos protetores no tecido ósseo de ratas ooforectomizadas (OVX). Objetivos: estudar os efeitos dos tratamentos com ISO e VIB isolados e combinados no tecido ósseo de ratas OVX. Métodos: 50 ratas Wistar com 6 meses de idade foram SHAM operadas ou OVX e após três meses, divididas em 5 grupos: SHAM; OVX; OVX tratadas diariamente por gavage com 200mg/kg de ISO por 90 dias consecutivos (OVX-ISO); OVX tratadas com VIB, 20 min./dia, 30 Hz, 0.6g, 5 dias por semana por 90 dias (OVX-VIB) e OVX tratadas com ISO e VIB (OVX-ISO+VIB). Após o tratamento, os fêmures e tíbias foram coletados e seus comprimento e espessura foram medidos. Os fêmures foram processados para histomorfometria e aos métodos histoquímicos, bioquímico e do TUNEL. As tíbias foram congeladas e destinadas para testes físicos e biomecânicos. Resultados: Os tratamentos não exerceram efeitos significantes no peso corporal e nas medidas de comprimento e espessura, exceto na espessura das tíbias dos grupos OVX-ISO e OVX-ISO+VIB que foi significantemente maior comparado ao grupo SHAM. Os testes físicos mostraram que o peso imerso, a porcentagem de material orgânico e a densidade óssea foram maiores nos grupos SHAM, OVX-VIB e OVX-ISO+VIB quando comparados aos outros grupos, enquanto que o volume ósseo, a densidade mineral óssea, porc entagem de material mineral e o peso das cinzas foram maiores nos grupos OVX e OVX-ISO do que nos outros grupos e não houve diferenças significantes nos parâmetros biomecânicos analisados entre os grupos. Nos fêmures, os tratamentos não exerceram efeitos significantes no volume ósseo trabecular, porém, o tratamento combinado exerceu efeitos positivos no osso cortical. Os tratamentos tiveram efeitos positivos em relação à quantidade e na organização das fibras colágenas e esse efeito foi mais expressivo no grupo OVX-ISO+VIB. O método do TUNEL não detectou diferenças nas células TUNEL-positivas entre os grupos. Conclusão: Esses resultados demonstram que o tratamento combinado (ISO+VIB) exerce maior efeito nos constituintes do tecido ósseo de ratas ooforectomizadas osteopênicas, quando comparado aos tratamentos isolados. / Introduction: It has been shown that both soy isoflavones (ISO) and low intensity high frequency mechanical vibration (VIB) have protective effects in bone tissue of ovariectomized (OVX) rats. Objective: We investigated whether combined treatments with ISO and VIB would exhibit cooperative effects in bone tissue of OVX rats. Methods: Fifty female Wistar rats at the age of 6 months were either sham-operated or OVX. After operation, the rats were divided in five groups: SHAM; OVX; OVX treated daily by gavage with 200mg/kg/body weight of ISO for 90 days (OVX-ISO); OVX treated with VIB, 20 min./day, at 60 Hz, 0.5g, 5 days/ week for 90 days (OVX-VIB) and OVX treated with ISO and VIB (OVX-ISO+VIB). After treatment, the femurs and tibias were collected and its length and thickness were measured. The femurs were then processed for histomorphometry, histochemistry and biochemical assay. The tibias were frozen for subsequent physical and mechanical tests. Results: Treatments did not have significant effects on body weight and in the bone measurements, except in the tibial thickness of the OVX-ISO and OVX-ISO+VIB groups that was significant higher than the SHAM group. Physical tests showed that the immersed weight, content of organic material and bone density were higher in the SHAM, OVX-VIB and OVX-ISO+VIB groups than the other groups, while the bone volume, bone mineral density, mineral material and the ash weight were higher in the OVX and OVX-ISO groups than the other groups and there were no significant differences in the mechanical tests among the groups. Treatment did not have significant effects in the trabecular bone volume, but it was not detected cortical bone loss in the group treated with the combined therapy. The treatments showed positive effects in the content of glycosaminoglycans, as well as in the organization of collagen fibers and these effects was higher in the OVX-ISO+VIB group. The TUNEL-positive cell profile was similar among the groups. Conclusion: These results demonstrate that the combined treatment (ISO+VIB) have better effects in the bone tissue constituents of ovariectomized osteopenic rats, when compared with the treatments isolated. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

O aço inoxidável martensítico ASTM A743 CA6NM é utilizado para produzir componentes especiais para turbinas hidráulicas, devido às suas boas propriedades mecânicas combinadas com alta resistência à corrosão e cavitação e uma boa soldabilidade. As turbinas hidráulicas são produzidas por meio de múltiplos passes de solda em peças espessas obtidas por fundição. Durante a operação, estes componentes estão sujeitos à erosão por cavitação e trincas em regiões tensionadas, que são reparados também por meio de soldagem. Após o processo de soldagem, um tratamento térmico pós-soldagem é comumente utilizado para aliviar as tensões residuais. Porém, existem dificuldades significativas para a realização de tratamento térmico nas turbinas hidráulicas, tais como a complexidade da geometria de solda, a possibilidade de distorção no caso de quaisquer cargas mecânicas, dificuldade em aquecer simetricamente, e também o tratamento térmico pode causar degradação das propriedades do material. Assim, existe um grande interesse no desenvolvimento de procedimentos de soldagem que elevem a tenacidade ao impacto e evitem o tratamento térmico pós-soldagem. Neste trabalho, a aplicação de vibrações mecânicas durante e após a soldagem para aliviar tensões residuais foram avaliadas em juntas de aço inoxidável martensítico CA6NM soldadas pelo processo Flux Cored Arc Welding (FCAW). A utilização de vibrações mecânicas para reduzir e redistribuir as tensões residuais das estruturas soldadas através da aplicação de carga vibratória pode gerar muitos benefícios. Testes de impacto Charpy (-20 °C), ensaios de tração e dobramento foram realizados conforme ASME IX, e perfis de microdureza nas diferentes regiões da solda foram conduzidos para a caracterização mecânica das juntas soldadas. A caracterização microestrutural foi realizada utilizando difração de raios X, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de propriedades mecânicas das amostras vibradas atenderam as exigências especificadas por norma, na qual o processo com tratamento térmico é recomendado para a soldagem deste tipo de aço, visando atingir os níveis de tenacidade do material original. Com relação à microestrutura não foram observados alterações significativas para as amostras vibradas em comparação com a condição \"como soldado\", porém para a condição com tratamento térmico pós-soldagem foi observado uma pequena quantidade de austenita retida, que são precipitadas após o tratamento térmico e permanecem finamente distribuídas após o resfriamento e auxiliam no ganho de tenacidade das juntas soldadas. / The martensitic stainless steel ASTM A743 CA6NM is used to produce special parts for hydraulic turbines, due to its good mechanical properties combined with high resistance to corrosion and cavitation and good weldability. These components are produced by multiple weld passes in thick parts obtained by casting. During operation, these components are subject to cavitation erosion and cracks in stressed regions, which are also fixed by welding. After the welding process, a post-weld heat treatment (PWHT) is commonly used to relieve the residual stresses. However, there are significant difficulties to perform heat treatment in hydraulic turbines, such as the complexity of the weld geometry, the possibility of distortion in the case of any mechanical loads, difficulty in heat symmetrically, and also heat treatment may cause degradation of the properties of material. Thus, there is great interest in the development of welding procedures that will increase the toughness and avoid post-weld heat treatment. In this work, the application of mechanical vibrations during and after welding to relieve residual stresses were evaluated in martensitic CA6NM stainless steel joints welded by Flux Cored Arc Welding (FCAW). The use of mechanical vibration to reduce and redistribute the residual stresses of welded structures through the vibration loading application can generate many benefits. Charpy impact test (-20 ° C), tensile and bending tests were performed according to ASME IX, and microhardness profiles in different regions of the weld were conducted to evaluate the mechanical properties of the welded joints. Microstructural characterization was performed using X-ray diffraction, optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The results of mechanical properties of vibrated samples met the requirements specified by standard, wherein the PWHT is recommended to weld this type of steel, in order to meet original base metal toughness. Regarding the microstructure were not observed significant changes to the vibrated sample compared to the condition as welded, but for the condition with PWHT was observed a small amount of retained austenite, which are precipitated after heat treatment and remain finely distributed after cooling and promote a better toughness of welded joints.

Submitted by AMÉRICO BIANCALANA NETO null (abiancalana@confab.com.br) on 2016-09-21T15:55:15Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_Américo Biancalana Neto.pdf: 6507235 bytes, checksum: 42c17d17ef5a510dd34876071a8ff043 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-09-26T19:52:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 biancalananeto_a_me_guara.pdf: 6507235 bytes, checksum: 42c17d17ef5a510dd34876071a8ff043 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T19:52:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 biancalananeto_a_me_guara.pdf: 6507235 bytes, checksum: 42c17d17ef5a510dd34876071a8ff043 (MD5) Previous issue date: 2016-07-22 / Os processos tradicionais de produção de tubos API 5CT N80Q envolvem processos de bobinamento e desbobinamento, conformação por dobramento, soldagem, etapas de usinagem e expansão dos diâmetros interno e externo, tratamentos térmicos de têmpera e revenimento e endireitamento. Essas etapas são responsáveis por introduzir tensões residuais no material constituinte do tubo. Estas tensões residuais podem alcançar valores próximos aos do limite de escoamento do material base do tubo, podendo produzir distorções geométricas, falhas prematuras, baixa resistência à corrosão, e diminuição na sua capacidade de absorção de cargas em trabalho. O método mais utilizado para alívio de tensões é o tratamento térmico. Porém, a aplicação de vibrações mecânicas, (Vibratory Stress Rielif) para reduzir e redistribuir as tensões residuais em estruturas conformadas a frio e em estruturas soldadas, tem sido utilizada com sucesso em várias partes do mundo, principalmente nos Estados Unidos, China e Canada. Para verificar a viabilidade deste processo, como um método alternativo para o alivio de tensões, selecionamos um tubo API 5CT 80NQ, com diâmetro de 178 mm com 8,05 mm de espessura e 3000 mm de comprimento. Os ensaios de vibração foram executados na frequência de ressonância do tubo, através de um indutor de vibração montado no seu comprimento médio, dentro de um intervalo de tempo correspondente ao seu peso. Comparando os valores de tensões residuais existentes no tubo antes e após o tratamento de vibração conseguimos uma redução média de 16% no valor das mesmas. Para a caracterização mecânica do tubo, antes e depois do processo vibratório, foram realizados os seguintes ensaios conforme a norma API 5CT 2001: impacto Charpy “V”, ensaios de tração e dureza Rockwell C, tanto no metal base do tubo, como na região da solda. Foi realizada, também, a sua caracterização micro estrutural através, microscopia ótica, antes e depois dos ensaios de vibração. Para avaliação das tensões residuais, antes e após os ensaios de vibração, foi utilizado o método de secção longitudinal de um anel (splitting ring test) conforme a norma ASTM EN 1928-13. / The traditional production processes API 5CT N80Q pipes involve coiling and uncoiling processes the plate, conformation by bending, welding, machining steps and expansion of its internal and external diameters, heat treatment of quenching and tempering and straightening. These steps are responsible for introducing residual stresses in the material of the tube. These residual stresses can reach values close to the yield strength of the pipe`s base material and may produce geometric distortions, premature failure, low corrosion resistance and reduction its capacity of absorption loads in the work. The most widely used method for relieving stress is the heat treatment. The application of mechanical vibrations, Vibratory stress relief ( VSR), to reduce and redistribute the residual stresses in cold shaped structures and welded structures, has been used with success in various parts of the world, especially the United States, China and Canada. Thus, the mechanical vibration, Vibratory stress relief (VSR), can prove to be an interesting process to relieve stress in the tubes. To verify the feasibility of this process, as an alternative method for the relief of stresses, we selected an API 5CT 80NQ tube with a diameter of 178 mm, with 8.05 mm thickness and 3000 mm in length. Vibration tests were performed in pipe resonance frequency, via a vibration-inducing mounted at its mid-length, within a time corresponding to their weight. Comparing the values of residual stress existing in the tube before and after the vibration treatment achieved a mean reduction of 16 % in the amount thereof. For the mechanical characterization of the pipe, before and after the vibration process, the following tests were conducted according to API standard 5CT 2001: Charpy 'V', tensile tests and hardness Rockwell C, both in the metal base tube, and in the weld region. It was also carried out their microstructural characterization through optical microscopy before and after the vibration tests. To evaluate the residual stress before and after the vibration tests, we used the ring splitting test according to ASTM E1928-13.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:57:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2859184 bytes, checksum: 1715e0300f8f547f3f4d0e5ea3c865ab (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents a characterization study of a piezoelectric element for generating electricity. This characterization allowed the determination of the relationship between mechanical deformation experienced by the element generator (piezoelectric) and the electric power generated. The results of the study were based on simulations using a finite element program (ANSYS) and experimental data. Was used the ceramic Lead Zirconate Titanate (PZT) as the piezoelectric element of the generator. We developed a generator comprised of a basic cantilever beam excited by a shaker (exciter) at the frequencies of interest. With the use of this generator, it was established that the maximum voltage generation and electrical power occurred at a frequency of 75 Hz. For a load of 19.69 kΩ, which divided the voltage generated under no load condition by half at the frequency of 75 Hz, it was provided an electric power of 1,877 mW for a deformation of 387,97 μm/m on the PZT. For this frequency, the results of elastic deformation and voltage in the simulations, showed to be equivalent to those achieved in the experiment. / Este trabalho apresenta um estudo de caracterização de um elemento piezoelétrico para geração de energia elétrica. Essa caracterização permitiu a determinação da relação entre a deformação mecânica sofrida pelo elemento gerador (piezoelétrico) e a potência elétrica gerada. Os resultados obtidos pelo estudo foram baseados em simulações utilizando um programa de elementos finitos (Ansys) e em dados experimentais. Como elemento piezoelétrico gerador foi utilizada a cerâmica piezoelétrica de Zirconato Titanato de Chumbo (PZT). Para a obtenção dos resultados experimentais, foi desenvolvido um gerador composto por uma viga monoengastada excitada por um shaker (excitador) nas frequências de interesse. Com a utilização deste gerador foi possível constatar que a máxima geração de tensão e potência elétrica ocorreu na frequência de 75 Hz. Para uma carga de 19,69 kΩ, que dividiu, a tensão elétrica gerada em circuito aberto, pela metade na frequência de 75 Hz, foi fornecida uma potência elétrica de 1,877 mW para uma deformação de 387,97 μm/m sobre o PZT. Para esta frequência, os resultados obtidos de deformação elástica e tensão elétrica nas simulações, se mostraram equivalentes aos alcançados no experimento.