Risers flexíveis são comumente utilizados como parte de sistemas submarinos de produção de petróleo, sendo caracterizados por uma estrutura tubular multicamadas. Durante a instalação ou operação, estes risers podem estar sujeitos a eventos externos que podem vir a causar avarias na sua camada externa. Neste sentido, em alguns casos, faz-se necessária a reavaliação da vida em fadiga destes risers, por estarem operando numa condição diferente daquela inicialmente prevista no projeto como, por exemplo, quando o espaço anular do riser configura um ambiente corrosivo. Este trabalho avalia, por meio de teste de fadiga e corrosão-fadiga, o efeito causado pela alteração da superfície corroída na resistência à fadiga de aços de armaduras de tração de um riser retirado do campo. A corrosão se deu pelo contato da água do mar com as armaduras devido a um dano na capa externa. A intensidade da corrosão e sua relação com a vida à fadiga foram avaliadas em duas regiões do riser, sendo uma no local do dano (ruptura da capa externa) e outra 5 metros afastada do mesmo. Por meio de medidas de rugosidade e análise por imagem, verificou-se que a corrosão na região afastada foi, em geral, da ordem de 30% inferior à observada na região do dano. Após avaliação da corrosão dos arames das duas regiões, procedeu-se com os testes de fadiga e corrosão-fadiga em escala reduzida. Os resultados mostraram que, apesar da diferença na corrosão, as duas regiões apresentaram desempenho similares à fadiga ao ar. Além disso, quando comparado com dados de arames íntegros de referência, os arames corroídos tiveram uma considerável redução da resistência à fadiga nos testes ar e corrosão-fadiga, evidenciando o efeito deletério dos pites de corrosão pré-existentes, mesmo com tamanhos reduzidos. A partir das medidas de profundidades e diâmetros dos pites e com uso de modelos teóricos, foram feitas estimativas dos fatores de concentração de tensões à fadiga, Kf, sendo encontrados valores próximos ao valor obtido experimentalmente. Com base nos resultados dos testes realizados, este trabalho contribuiu com importantes dados sobre a influência da pré-corrosão no desempenho à fadiga de arames, os quais podem subsidiar o processo de reavaliação de vida à fadiga de risers flexíveis e também discussões sobre as atuais metodologias de testes de corrosão-fadiga. / Flexible risers are commonly used as part of subsea production systems in oil and gas industry and they are characterized by multilayer tubular structure. During installation or operation, these risers may be subjected to external events that might cause damages to the outer sheath. Therefore, in some cases, it is necessary to reevaluate the fatigue life of these risers because they are operating in different conditions from that originally expected in the design phase, for instance, when the flexible pipe designed for intact annulus have the outer sheath breached. By using fatigue and corrosion fatigue testing, this study evaluates the corroded surface effect on the fatigue resistance of carbon steel tensile armor removed from service. The corrosion occurred due to a damage at the riser outer sheath, which exposed the armors to the seawater. The corrosion intensity and its association to the fatigue resistance were evaluated at two regions of the riser, one at the outer sheath damage and another 5 meters away from the breach. By using roughness measurements and image analysis, it was found corrosion approximately 30% lower at the away location when compared to the damage region. After corrosion evaluation, small scale fatigue and corrosion-fatigue tests were conducted. The results showed that, despite the significant difference in corrosion, both regions presented similar fatigue life in ar. In addition, when compared to intact wires from reference data, the corroded wires had a fatigue resistance reduction for tests in both air and corrosive mean, demonstrating the detrimental effect of pre-existing corrosion pits. From the pits depths and diameters along with theoretical models, fatigue notch factors were estimated and the values were quite close to the one obtained experimentally. Based on tests results, this study contributes with important data about the influence of pre-corrosion in fatigue performance of wires, which can support the process of fatigue life reevaluation for flexible risers and discussions on current methodologies used for corrosion-fatigue tests.

Este trabalho apresenta um estudo experimental e numérico de escoamentos em canais compostos. Simulação de grandes escalas e método dos elementos finitos, em paralelo com medições utilizando anemômetros de fio quente em um canal aerodinâmico são realizadas. Canais compostos estão presentes em muitas aplicações de engenharia. Dispositivos eletrônicos, trocadores de calor, reatores nucleares, canais de irrigação e planícies de inundação são alguns dos desafios enfrentados pela engenharia. A combinação de simulação de grandes escalas e o método dos elementos finitos para a investigação de escoamentos turbulentos pode ser de grande importância para o estudo dos escoamentos na engenharia. No caso dos escoamentos através dos canais compostos, publicações neste tema são ainda raros. Os principais objetivos deste trabalho são: analisar o escoamento de um fluido viscoso, incompressível e isotérmicas em um canal composto, empregando um código de computação tridimensional apresentado por Petry em 2002, que realiza simulação de grandes escalas com o método dos elementos finitos, para comparar os resultados numéricos com os resultados experimentais do escoamento turbulento em um canal composto cuja geometria é exactamente reproduzida pela malha numérica, para verificar a validade do método numérico e o comportamento de modelos em escala subgrade para reproduzir o fluxo no canal composto investigado; e comparar a eficácia dos esquemas Taylor-Galerkin e dois passos para analisar os resultados. O canal investigado consiste em um canal principal com seção transversal retangular, conectado a uma fenda retangular estreita. No código numérico, o modelo clássico de Smargorinsky é comparado com o modelo dinâmico de viscosidade turbulenta, inicialmente proposto por Germano et al. 1991. A segunda filtragem do processo dinâmico é feita através dos elementos finitos independentes propostos por Petry, 2002. Para a implementação do algoritmo, o método dos elementos finitos é usado, Taylor-Galerkin e esquemas dois passos são usados para a discretização no tempo e no espaço e de ligação das equações governantes. O domínio computacional é discretizadas por intermédio de elementos lineares hexaédricos. Os resultados obtidos a partir simulações de grandes escalas, usando o modelo clássico de Smagorinsky e o modelo dinâmico de submalha; mostram o desenvolvimento de uma camada de cisalhamento na direção principal do escoamento com características dinâmicas regidas pelos perfis de velocidade média. Os resultados da simulação mostraram boa concordância com os dados experimentais dos perfis de velocidade média, intensidade de turbulência e tensão de cisalhamento turbulenta. Em geral, o modelo dinâmico com o esquema de duis passos foi mais eficiente para reproduzir estruturas turbulentas, em comparação com o modelo Smagorinsky e o esquema Taylor-Galerkin particularmente ao longo da região da fenda do canal. / This work presents an experimental and numerical study of turbulent flows in compound channels. Large eddy simulation and finite element method in parallel with hot wires measurements in an aerodynamic channel are employed. Compound channels are present in many engineering applications like in electronic devices, heat exchangers, nuclear reactors and irrigation channels and flooding plains are some of the challenges faced by mechanical engineering. The combination of large eddy simulation and the finite element method for the investigation of turbulent flows can be of great relevance to the study of engineering flows. In the case of flows through compound channels, publications in this subject are still rare. The main objectives in this work are: to analyze the flow of viscous, incompressible and isothermal fluids in a compound channel; employing a three-dimensional computation code presented by Petry, 2002, which performs large eddy simulation with the finite element method; to compare the numerical results with experimental results of the turbulent flow in a compound channel whose geometry is exactly reproduced by the numerical mesh; to check the validity of the numerical method and the behavior of subgrid scale models to reproduce the flow in the compound channel investigated and compare the efficacy of the Taylor-Galerkin and Two-Steps schemes in analyzing the results. The compound channel investigated consists of a rectangular channel connected to a rectangular shaped slot. In the numerical code, Smargorinsky´s classical model is compared to the dynamic model of turbulent viscosity, initially proposed by Germano et al. The second filtering of the dynamic process is made through the independent finite elements proposed by Petry, 2002. For the implementation of the algorithm, the finite element method is used, Taylor- Galerkin and Two-Steps schemes are used for discretization in time and space and to link governing equations. The computational domain is discretized by means of linear hexahedrical elements. The results obtained from large eddy simulations, using the classical model of Smagorinsky and the Dynamic subgrid scale model show the development of a shear layer in the main direction of flow with dynamic characteristics governed by the mean velocity profiles. The simulation results showed good agreement compared to experimental data, and analysis of the profiles of mean velocity, turbulence intensities and turbulent shear stress. In general, dynamic model with the two-steps scheme was more able to reproduce turbulent structures in comparison with the Smagorinsky model with Taylor-Galerkin scheme, particularly along the channel slot.

abstract: One dimensional (1D) and quasi-one dimensional quantum wires have been a subject of both theoretical and experimental interest since 1990s and before. Phenomena such as the "0.7 structure" in the conductance leave many open questions. In this dissertation, I study the properties and the internal electron states of semiconductor quantum wires with the path integral Monte Carlo (PIMC) method. PIMC is a tool for simulating many-body quantum systems at finite temperature. Its ability to calculate thermodynamic properties and various correlation functions makes it an ideal tool in bridging experiments with theories. A general study of the features interpreted by the Luttinger liquid theory and observed in experiments is first presented, showing the need for new PIMC calculations in this field. I calculate the DC conductance at finite temperature for both noninteracting and interacting electrons. The quantized conductance is identified in PIMC simulations without making the same approximation in the Luttinger model. The low electron density regime is subject to strong interactions, since the kinetic energy decreases faster than the Coulomb interaction at low density. An electron state called the Wigner crystal has been proposed in this regime for quasi-1D wires. By using PIMC, I observe the zig-zag structure of the Wigner crystal. The quantum fluctuations suppress the long range correla- tions, making the order short-ranged. Spin correlations are calculated and used to evaluate the spin coupling strength in a zig-zag state. I also find that as the density increases, electrons undergo a structural phase transition to a dimer state, in which two electrons of opposite spins are coupled across the two rows of the zig-zag. A phase diagram is sketched for a range of densities and transverse confinements. The quantum point contact (QPC) is a typical realization of quantum wires. I study the QPC by explicitly simulating a system of electrons in and around a Timp potential (Timp, 1992). Localization of a single electron in the middle of the channel is observed at 5 K, as the split gate voltage increases. The DC conductance is calculated, which shows the effect of the Coulomb interaction. At 1 K and low electron density, a state similar to the Wigner crystal is found inside the channel. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Physics 2012

Estudamos as propriedades eletrônicas de dois sistemas quase-unidimensionais distintos, resolvendo autoconsistentemente as equações de Schrödinger e Poisson.O método usado para calcular a estrutura eletrônica deste sistema e baseada na solução da equação de Schrödinger dependente do tempo usando a técnica do Split-Operator. No primeiro sistema estudamos os efeitos da corrugação periódica da interface da estrutura n-AlxGa1-xAs/GaAs na densidade eletrônica ao longo desta interface. A forma geométrica desta interface e do tipo dente de serra. Nas camadas de inversão convencionais, os elétrons estão distribuídos uniformemente ao longo da interface plana da heteroestrutura, mas devido à forma dente de serra desta estrutura, os elétrons se distribuem de maneira não uniforme ao longo da interface, produzindo um gás de elétrons quase-unidimensional. A estrutura que investigamos possui um período de 806 ANGSTROM e uma densidade residual uniforme de impurezas aceitadoras da ordem de 1015 cm-3. Calculamos a estrutura eletrônica do gás de elétrons unidimensional confinado na interface corrugada em função da voltagem aplicada ao gate, da densidade de impurezas doadoras e da temperatura. Os resultados obtidos para a densidade eletrônica mostram que, dependendo da densidade de impurezas doadoras, haverá formação de u gás de elétrons quase-unidimensional nos vértices da estrutura dente de serra. O segundo sistema que estudamos é constituído por um gás de elétrons bidimensional, formado na interface de uma camada de Al1-xGa1-xAs com uma camada de GaAs, sobre a qual, temos uma estrutura periódica de \"gates\". Aplicando-se uma voltagem negativa sobre os \"gates\" teremos a formação de fios quânticos nas regiões entre os \"gates\". Neste sistema observamos a transição de um sistema quase-bidimensional para um quase-unidimensional. Investigamos suas propriedades eletrônicas em funçãoo da temperatura, da voltagem aplicada aos \"gates\" e da densidade de impurezas doadoras. / We have studied the electronic properties of two different quasi-one-dimensional systems solving self-consistently the Schrödinger and Poisson equation. The method we use to calculate the electronic levels is based on the solution of the time-dependent Schrödinger equation using the split-operator technique. In the first system we have studied, we present a theoretical calculation of the electronic structure of v-groove quantum wires confined in modulation-doped n-AlxGa1-xAs/GaAs. The system investigated is saw tooth corrugated by bendings with period of 850 ANGSTROM. Results of the electronic structure are obtained as a function of the gate voltage and the donor impurity density. The electronic density shows the existence of a quasi one-dimensional electron gas. The second system studied here is composed by a two-dimensional electron gas confined at the interface of an Al1-xGa1-xAs/GaAs heterostructure, on top of which there is a periodic structure of gates. When a negative voltage is applied to the gates, the regions at the interface beneath them are depleted and quantum wires are formed. We have calculated the electronic structure of subband of that system. We investigated the electronic properties of the quantum wires as a function of gate voltage, from which we determine the threshold between the 2D and ID transitions, the temperature and the ionized donor density.

Este trabalho apresenta um estudo experimental e numérico de escoamentos em canais compostos. Simulação de grandes escalas e método dos elementos finitos, em paralelo com medições utilizando anemômetros de fio quente em um canal aerodinâmico são realizadas. Canais compostos estão presentes em muitas aplicações de engenharia. Dispositivos eletrônicos, trocadores de calor, reatores nucleares, canais de irrigação e planícies de inundação são alguns dos desafios enfrentados pela engenharia. A combinação de simulação de grandes escalas e o método dos elementos finitos para a investigação de escoamentos turbulentos pode ser de grande importância para o estudo dos escoamentos na engenharia. No caso dos escoamentos através dos canais compostos, publicações neste tema são ainda raros. Os principais objetivos deste trabalho são: analisar o escoamento de um fluido viscoso, incompressível e isotérmicas em um canal composto, empregando um código de computação tridimensional apresentado por Petry em 2002, que realiza simulação de grandes escalas com o método dos elementos finitos, para comparar os resultados numéricos com os resultados experimentais do escoamento turbulento em um canal composto cuja geometria é exactamente reproduzida pela malha numérica, para verificar a validade do método numérico e o comportamento de modelos em escala subgrade para reproduzir o fluxo no canal composto investigado; e comparar a eficácia dos esquemas Taylor-Galerkin e dois passos para analisar os resultados. O canal investigado consiste em um canal principal com seção transversal retangular, conectado a uma fenda retangular estreita. No código numérico, o modelo clássico de Smargorinsky é comparado com o modelo dinâmico de viscosidade turbulenta, inicialmente proposto por Germano et al. 1991. A segunda filtragem do processo dinâmico é feita através dos elementos finitos independentes propostos por Petry, 2002. Para a implementação do algoritmo, o método dos elementos finitos é usado, Taylor-Galerkin e esquemas dois passos são usados para a discretização no tempo e no espaço e de ligação das equações governantes. O domínio computacional é discretizadas por intermédio de elementos lineares hexaédricos. Os resultados obtidos a partir simulações de grandes escalas, usando o modelo clássico de Smagorinsky e o modelo dinâmico de submalha; mostram o desenvolvimento de uma camada de cisalhamento na direção principal do escoamento com características dinâmicas regidas pelos perfis de velocidade média. Os resultados da simulação mostraram boa concordância com os dados experimentais dos perfis de velocidade média, intensidade de turbulência e tensão de cisalhamento turbulenta. Em geral, o modelo dinâmico com o esquema de duis passos foi mais eficiente para reproduzir estruturas turbulentas, em comparação com o modelo Smagorinsky e o esquema Taylor-Galerkin particularmente ao longo da região da fenda do canal. / This work presents an experimental and numerical study of turbulent flows in compound channels. Large eddy simulation and finite element method in parallel with hot wires measurements in an aerodynamic channel are employed. Compound channels are present in many engineering applications like in electronic devices, heat exchangers, nuclear reactors and irrigation channels and flooding plains are some of the challenges faced by mechanical engineering. The combination of large eddy simulation and the finite element method for the investigation of turbulent flows can be of great relevance to the study of engineering flows. In the case of flows through compound channels, publications in this subject are still rare. The main objectives in this work are: to analyze the flow of viscous, incompressible and isothermal fluids in a compound channel; employing a three-dimensional computation code presented by Petry, 2002, which performs large eddy simulation with the finite element method; to compare the numerical results with experimental results of the turbulent flow in a compound channel whose geometry is exactly reproduced by the numerical mesh; to check the validity of the numerical method and the behavior of subgrid scale models to reproduce the flow in the compound channel investigated and compare the efficacy of the Taylor-Galerkin and Two-Steps schemes in analyzing the results. The compound channel investigated consists of a rectangular channel connected to a rectangular shaped slot. In the numerical code, Smargorinsky´s classical model is compared to the dynamic model of turbulent viscosity, initially proposed by Germano et al. The second filtering of the dynamic process is made through the independent finite elements proposed by Petry, 2002. For the implementation of the algorithm, the finite element method is used, Taylor- Galerkin and Two-Steps schemes are used for discretization in time and space and to link governing equations. The computational domain is discretized by means of linear hexahedrical elements. The results obtained from large eddy simulations, using the classical model of Smagorinsky and the Dynamic subgrid scale model show the development of a shear layer in the main direction of flow with dynamic characteristics governed by the mean velocity profiles. The simulation results showed good agreement compared to experimental data, and analysis of the profiles of mean velocity, turbulence intensities and turbulent shear stress. In general, dynamic model with the two-steps scheme was more able to reproduce turbulent structures in comparison with the Smagorinsky model with Taylor-Galerkin scheme, particularly along the channel slot.

Orientador: Maria Beatriz Borges de Araujo Magnani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-07T01:50:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kuramae_Mayury_D.pdf: 15126221 bytes, checksum: 69a444f9af9fdfb714e7271ab940c8fb (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo desse estudo foi avaliar in vitro a força de atrito gerada na mecânica de distalização do canino superior pelo uso do gancho ¿J¿ na Técnica da Força Direcional Seqüencial de Tweed-Merrifield, de acordo com as variáveis: tipo e marcas dos braquetes; espessura e marcas dos fios; técnica de amarração e análise das superfícies dos fios e braquetes em microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, além de rugosímetro. Foram utilizados 192 braquetes Edgewise de aço inoxidável de dois tipos e duas marcas comerciais e duas marcas de fios ortodônticos (Morelli, Sorocaba, São Paulo, Brasil e GAC, Central Islip, Nova Iorque, EUA) de aço inoxidável em quatro espessuras, amarrados por ligadura metálica e elastomérica em meio seco e à temperatura ambiente. Foi utilizada uma placa de acrílico retangular simulando um segmento de aparelho fixo composto por quatro braquetes duplos. Cada fio a ser testado teve suas extremidades dobradas justas aos braquetes terminais para que não deslizasse na canaleta e foi amarrado aos braquetes com ligadura de aço inoxidável. A placa de acrílico juntamente com o segmento do fio montado foi fixada no mordente da base da máquina de ensaio universal Instron 4411 (Instron Ltd., High Wycombe, Bucks, Reino Unido) de maneira a ficar posicionada em 45° em relação ao solo, o que foi realizado com o auxílio do esquadro, simulando a angulação do aparelho extrabucal gancho ¿J¿ com o plano oclusal, durante a mecânica de distalização do canino superior. O braquete foi puxado a velocidade de 0,5mm/minuto através do segmento do fio por uma distância de 5mm. Os testes foram repetidos três vezes, trocando-se a combinação braquete/fio a ser testada para cada três grupos. Os valores médios foram obtidos e a força de atrito foi calculada. Após o recorte das canaletas dos braquetes e limpeza dos fios e braquetes, esses foram analisados em microscopia eletrônica de varredura e de força atômica. Além disso, sobre a superfície dos fios foi efetuada a leitura da rugosidade de superfície em micrometros. Os dados foram submetidos à Análise de Variância e ao teste de Tukey (5%). Concluiu-se que: os braquetes duplos proporcionaram maior atrito do que os braquetes simples; os braquetes e fios da marca Morelli proporcionaram maior atrito do que os da GAC; quanto maior a espessura dos fios, maior foi o atrito; a técnica de amarração que gerou maior atrito foi com ligadura elástica quando comparada à ligadura de aço inoxidável; a rugosidade do fio diminuiu com o uso em alguns casos e os fios da marca GAC apresentaram qualitativamente lisura de superfície superior ao da marca Morelli / Abstract: This study aimed to evaluate in vitro frictional forces that result from upper cusp distalization due to using the J-Hook, according to the Tweed-Merrifield Sequential Directional Force technique; variables were: bracket type and manufacturer, wire diameter and manufacturer, ligation method and microscopic surface analysis of brackets and wires. One hundred and ninety-two stainless steel Edgewise brackets, of two different types and manufacturers were used, ligated to orthodontic wires of four diameters and two manufacturers (Morelli, Sorocaba, São Paulo, Brazil and GAC, Central Islip, New York, USA) by means of metallic and elastomeric ligatures, at extraoral environment and ambient temperature. A rectangular acrylic plate was manufactured, imitating a fixed appliance section of four double brackets. The ends of each wire were tightly bended to the terminal brackets, in order to eliminate sliding, and were fixed to the brackets by stainless steel ligatures. Each sample, comprising the acrylic plate, as well as the bracket and wire section, was fixed unto a Instron 4411 testing machine (Instron Ltd., High Wycombe, Bucks, United Kingdom), so that each of them was at a 45º inclination, relative to the horizontal plane, thus imitating the extraoral position of the J-hook, relative to the occlusal plane, during upper cusp distalization. The bracket was pulled for 5mm sliding at a speed of 0.5mm/minute. Tests were performed other three times, each for a different bracket/wire combination, over the three groups. The mean values were obtained and frictional forces were calculated. After cutting bracket slots and cleaning wires and brackets, these were analyzed by scanning electron and atomic force microscopy. Also, surface rugosity, in micrometers, was evaluated. Data underwent Variance analysis and Tukey test (5%). Final observations were: twin brackets provide greater frictional forces; brackets and wires manufactured by Morelli showed greater frictional forces than those by GAC; the larger the wire diameter, the greater the frictional forces; elastomeric ligatures resulted in greater friction than stainless steel ligatures; usage made the wires less roughness just in some cases, and GAC manufactured wires presented greater surface smoothness than those by Morelli / Doutorado / Ortodontia / Doutor em Radiologia Odontológica

Os efeitos mecânicos exercidos sobre os dentes pela deformação do fio de níqueltitânio dependem de sua rigidez e das características dos braquetes. Os fatores associados ao braquete são a largura, que influencia o comprimento de fio interbraquetes e o coeficiente de atrito. O objetivo desta pesquisa foi comparar a influência dos braquetes autoligáveis passivos Damon, Easy Clip e Smart Clip, sobre as forças, momentos e binding produzidos pela deformação do fio Contour NiTi .014. Metodologia: um dispositivo de simulação clínica com 3 braquetes .022x.028 de aço, correspondentes ao canino e pré-molares, foi acoplado à maquina de tração universal Instron para registro das forças e ao dinamômetro Lutron para registro dos momentos na unidade de ancoragem. A deformação de primeira ordem do fio superelástico Contour NiTi .014 foi propiciada pelo deslocamento do braquete do primeiro pré-molar fixo à máquina Instron. Foi utilizada célula de carga de 500 Newtons e velocidade de 0,05mm/segundo durante a deformação. As forças e momentos foram registrados até deslocamento máximo de 4,5 mm e durante retorno à zero. Foram realizadas dez repetições para cada modelo de braquete. O registro do binding foi obtido em teste separado por meio da tração contínua do fio Contour NiTi durante deformação de primeira ordem até 4,8 mm e retorno até zero. Os efeitos mecânicos foram comparados com deformação de 4 mm. Resultados: na unidade de movimentação as forças de ativação apresentaram diferenças significantes (Damon 224, Easy Clip 241 e Smart Clip 299 cN) enquanto as forças de desativação foram menores no Damon (62 Cn) e semelhantes entre os braquetes Easy Clip (71 cN) e Smart Clip (76 Cn). Na unidade de ancoragem os momentos de ativação apresentaram diferenças significantes (Damon 314, Easy Clip 356 e Smart Clip 438 cN/mm) enquanto os momentos de desativação foram semelhantes entre os braquetes Damon e Easy Clip (239/242 cN/mm) e significativamente maiores no Smart Clip (317 cN/mm). Os valores de binding na ativação e desativação foram semelhantes. O percentual de histerese das forças foi 70% e dos momentos 28%. Conclusões: 1) as forças de desativação produzidas pelo fio Contour NiTi .014 foram semelhantes, o que indicou equivalência mecânica entre os braquetes Damon, Easy Clip e Smart Clip na unidade de movimentação; 2) os momentos de desativação produzidos pelo fio Contour NiTi .014 foram semelhantes entre os braquetes Damon e Easy Clip, e maiores no Smart Clip, o que indicou equivalência mecânica apenas entre os braquetes Damon e Easy Clip na unidade de ancoragem ; 3) a medição das forças de atrito por meio da tração contínua do fio ortodôntico não se mostrou adequada para medir o binding associado à força de desativação; 4) a histerese acentuada observada no início da desativação das forças foi influenciada pela superelasticidade do fio e pelo binding na unidade de ancoragem. / Bracket characteristics and wire stiffness dictate the mechanical effects that nickel titanium wire deformation will cause upon teeth. The main variables associated to bracket characteristics include bracket length (that influence interbracket distance), and coefficient of friction. The purpose of this research was to compare how self ligated brackets such as Damon, Easy Clip and Smart Clip influence moments, forces, and binding produced by the deformation of a .014 Niti Contour wire. Methods: a clinical simulation device with three .022x.028 stainless steel brackets representing canine and bicuspids was attached to an Instron universal traction machine in order to register the forces, and to a Lutron dynamometer to register the moments produced on the anchor unit. The displacement of the first bicuspid fixed on the Instron machine produced a first order deformation on the superelastic .014 Niti Contour wire. A load cell of 500 Newtons under a speed of 0,05mm/second was used during the deformation. Forces and moments were registered up to 4,5mm maximum displacement and during the return to zero. For each bracket model ten repetitions were performed. Binding registration was obtained on a separate test, by continuous traction of the Contour Niti wire during first order deformation up to 4,8mm and back to zero. The mechanical effects were compared with a 4mm deformation. Results: on the moving unit, the activation forces presented significant differences (Damon 224, Easy Clip 241 and Smart Clip 299cN), while the deactivation forces were smaller on Damon (62cN) and similar on the Easy Clip (71cN) and Smart Clip (76 cN). The activation moments on the anchor unit presented significant differences (Damon 314, Easy Clip 356 and Smart Clip 438 cN/mm), while the deactivation moments were similar in the Damon (239 cN/mm) and Easy Clip (242 cN/mm) brackets, and significantly larger on Smart Clip (317cN/mm). Activation and deactivation binding values were similar. The hysteresis percentage on forces was 70% and on moments 28%. Conclusions: 1) the forces produced by the .014 Contour Niti at the movement unit are similar among the Damon, Easy Clip and Smart Clip brackets; 2) the moments produced by the .014 Contour Niti at the anchor unit are similar between Damon and Easy Clip brackets, while the Smart Clip produces larger moments; 3) the method of measuring friction forces by continuous traction of the orthodontic wire is not adequate to measure the binding associated with deactivation forces; 4) hysteresis observed at the beginning of deactivation is influenced by binding.

Objetivos: O objetivo desta pesquisa foi comparar a resistência ao deslocamento de fios de níquel e titânio superelásticos termoativados sobrepostos, em braquetes ortodônticos metálicos autoligáveis passivos. Material e Métodos: Foram utilizadas três espessuras de fios de níquel e titânio superelásticos termoativados (NiTi-TA): 0,014 sobreposto ao 0,016 e 0,020 (FlexyNiTi Thermal - Orthometric, Marília, SP, BR), associados a dois tipos de braquetes metálicos autoligáveis passivos: SmartClip SL3® (3M Unitek, Monrovia, CA, EUA) e OrthoClip SLB® (Orthometric, Marília, SP, BR). Um dispositivo que continha 5 braquetes de cada tipo (do incisivo central superior direito ao 2º pré-molar superior direito) foi desenvolvido para realização dos testes. O braquete do canino foi colado em uma barra de aço inoxidável móvel que permitia alterar sua posição vertical, enquanto os demais braquetes foram colados a uma barra fixa de acrílico. As forças obtidas por meio do deslocamento vertical do braquete do canino de 0mm para 1,5mm, 3,0 mm, 4,5mm e 6,0 mm foram registradas. O ambiente de teste foi seco com temperatura controlada de 36,5º C ± 1º C. Um total de 160 testes foi realizado na máquina de ensaios universal Instron. Os testes estatísticos de Shapiro-Wilk, teste t de Student não pareado e ANOVA com testes post-hoc de Tukey foram aplicados aos dados (p<0,05). Resultados: A distribuição normal da amostra foi confirmada, e os testes paramétricos demonstraram que houve diferenças estatisticamente significativas no braquete SmartClip SL3® quando associados aos fios de NiTi-TA 0,020 e 0,014 sobreposto ao 0,016 nas alturas de 1,5mm (p=0,003) e 6mm (p0,0001). Porém, não foram encontradas diferenças estatísticas nas alturas de 3mm (p=0,76) e 4,5mm (p=0,09). No braquete OrthoClip SLB® houve diferenças estatisticamente significativas entre os fios de NiTi-TA 0,020 e 0,014 sobreposto ao 0,016 em todas as alturas avaliadas (p0,0001). Na comparação entre os braquetes, quando associados ao fio 0,020 de NiTi-TA houve diferenças estatisticamente significativas na altura de 1,5mm; 3mm e 6mm (p0,0001). No entanto, na altura de 4,5mm as diferenças não foram significativas estatisticamente (p=0,32). Quando associados aos fios de NiTi-TA 0,014 e 0,016 sobrepostos, as diferenças em todas as alturas avaliadas foram significativas estatisticamente (1,5mm - p=0,0006; nas demais alturas p0,0001). Conclusão: Nos braquetes SmartClip SL3®, em desnivelamentos de 1,5mm, os fios de NiTi-TA 0,014 e 0,016 sobrepostos apresentaram menor resistência ao deslocamento, enquanto que na altura de 6mm a menor resistência foi obtida com o fio de NiTi-TA 0,020. Nas demais alturas não houve diferenças estatísticas entre os fios. Para os braquetes OrthoClip SLB®, os fios de NiTi-TA 0,014 e 0,016 sobrepostos apresentaram menor resistência ao deslocamento em todas as alturas avaliadas. Na comparação entre os dois tipos de braquetes, associados ao fio de NiTi-TA 0,020 na altura de 1,5mm, o braquete OrthoClip SLB® apresentou menor resistência ao deslocamento, ao passo que nas alturas de 3mm e 6mm foi o braquete SmartClip SL3®. Na altura de 4,5mm não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre os dois braquetes avaliados. / Objective: The objective of this research was to compare the displacement resistance of overlapped heat-activated superelastic nickel titanium wires, in passive self-ligating metallic brackets. Material and Methods: Three thicknesses of heat-activated superelastic nickel titanium wires (NiTi-TA) were used: 0.014 overlapped with 0.016 and 0.020 (FlexyNiTi Thermal - Orthometric, Marília, SP, BR), associated with two types of passive self-ligating metallic brackets: SmartClip SL3® (3M Unitek, Monrovia, CA, EUA) and OrthoClip SLB® (Orthometric, Marília, SP, BR). A device with 5 brackets of each type (from right central incisor to the second maxillary premolar) was developed for this research. The canine bracket was attached to a sliding stainless steel bar which allowed the alteration of its vertical position, while the remaining brackets were attached to a fixed acrylic bar. The forces generated by means of the canine bracket vertical displacement from 0mm to 1.5mm; 3.0mm; 4.5mm and 6.0mm were recorded. The test environment was dry with a controlled temperature of 36.5º C ± 1º C. A total of 160 tests were carried out in the Instron Testing Machine. The Shapiro-Wilk test, non-paired Student t-test and ANOVA with Tukey post hoc test were applied to the data (p<0.05). Results: The normal distribution was confirmed, and the parametric tests showed that there were statistically significant differences in the SmartClip SL3® when associated with the NiTi-TA 0.020 and 0.014 wires overlapped to the 0.016 wire in the height of 1.5mm (p=0.003) and 6mm (p<0.0001). However, statistically significant differences were not found in the heights of 3mm (p=0.76) and 4.5mm (p=0.09). For the OrthoClip SLB® brackets, there were statistically significant differences between the NiTi-TA 0.020 and 0.014 wires overlapped with the 0.016 wire in all the heights assessed (p<0.0001). In the comparison between the brackets when associated with the NiTi-TA 0.020 wire, there were statistically significant differences in the heights of 1.5mm, 3mm and 6mm (p<0.0001). However, in the height of 4.5mm the differences were not statistically significant (p=0.32). When associated with the overlapped NiTi-TA 0.014 and 0.016 wires, the differences in all assessed heights were statistically significant (1.5mm - p=0.0006; other height - p0.0001). Conclusion: For the SmartClip SL3® brackets, with 1.5mm of displacement, the overlapped NiTi-TA 0.014 and 0.016 wires showed less displacement resistance, while in the height of 6mm the least displacement resistance was found with the NiTi-TA 0.020. In the remaining heights, there were no statistically significant differences between the wires. For the OrthoClip SLB® brackets, the overlapped NiTi-TA 0.014 and 0.016 wires showed the least displacement resistance in all the assessed heights. In the comparison between the two types of brackets, associated with the NiTi-TA 0.020 wire, for the height of 1.5mm, the OrthoClip SLB® bracket showed less displacement resistance, while for the heights of 3mm and 6mm the SmartClip SL3® brackets showed less displacement resistance. For the height of 4.5mm there were no statistically significant differences found between the assessed brackets.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-01T13:35:42Z No. of bitstreams: 1 carloseduardopelinsontoledo.pdf: 607534 bytes, checksum: 4be22c339daceeb5a28d5226bd766121 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-02T12:58:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carloseduardopelinsontoledo.pdf: 607534 bytes, checksum: 4be22c339daceeb5a28d5226bd766121 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-02T12:58:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carloseduardopelinsontoledo.pdf: 607534 bytes, checksum: 4be22c339daceeb5a28d5226bd766121 (MD5) Previous issue date: 2012-02-14 / O ambiente bucal é particularmente favorável à biodegradação de metais devido às suas propriedades iônicas, térmicas, microbiológicas e enzimáticas. Estudos têm demonstrado que íons metálicos podem ser liberados de matérias metálicos como resultado da corrosão. Outros apontam que o Níquel é um componente comum em muitos materiais ortodônticos e uma alergia ao Níquel é comumente observada na população. Juntamente com os testes de citotoxicidade tradicionais, o estudo da produção celular de Óxido Nítrico (NO) estimulado por determinado material é um método capaz de avaliar seu potencial citotóxico. O presente estudo teve como objetivo avaliar pelo método MTT [3-(4,5-dimetil-2-tiazolil)-2,5-difenil tetrazólio brometo] a viabilidade celular de macrófagos murinos J774 na presença de 9 diferentes fios ortodônticos e o estímulo dos fios à produção de NO produzido por estas células. A avaliação das culturas celulares foi realizada em três intervalos de tempo: 24, 48 e 72 horas. A viabilidade celular em todos os grupos foi maior no intervalo de tempo final, que no intervalo de tempo inicial. Este aumento foi significativo no grupo controle. Nos grupos dos materiais, a média final da viabilidade celular no tempo de 72 horas não mostrou diferença significativa quando comparado com o grupo controle. A produção de NO em todos os grupos foi maior no intervalo de tempo final, que no intervalo de tempo inicial. Este aumento foi estatisticamente significativo no grupo controle. Nos grupos dos materiais, a média final da produção de NO apresentou diferença significativa apenas no grupo 8 (beta-Titânio), quando comparado com o grupo controle. Numa segunda etapa do estudo os macrófagos foram ativados com interferon-gama (IFN-) procurando simular uma condição comum no organismo humano no qual estas citocinas são produzidas e liberadas frente à presença de antígenos. As médias da análise da viabilidade celular dos macrófagos murinos ativados com interferon-gama nos grupos dos fios ortodônticos não apresentaram diferença estatisticamente significativa quando comparada com a média das células do grupo controle. As médias da análise da produção de óxido nítrico pelos macrófagos murinos ativados com interferon-gama nos grupos dos fios ortodônticos não apresentaram diferença estatisticamente significativa quando comparada com a média das células do grupo controle. / The oral environment is particularly favorable to metal biodegradation due to is ionic, thermal, microbiological, and enzymatic properties. Studies have shown that metal ions may be released from metallic materials as the result of corrosion. Other studies demonstrate that Nickel is a common component in many orthodontic materials and that an allergy to Nickel is commonly observed in the population. In addition to the traditional cytotoxicity tests, the study of nitric oxide cellular production stimulated by a specific material has shown to be a reliable tool for evaluating its cytotoxic potential. The present study was aimed at assessing cellular viability by MTT [3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide] assay in a murine macrophage cell line J774 in the presence of 9 different orthodontics wires and quantify nitric oxide production by these cells. Evaluation of cell culture was undertaken in three time intervals: 24, 48 and 72 hours. The cellular viability in all groups was higher at the final time interval than at the initial time interval. This increase was statistically significant in the control group. In the material groups, the final mean of cellular viability at 72 hours showed no statistically significant difference when compared with the control group. NO production in all groups was higher at the final time interval than at the initial time interval. This increase was statistically significant in the control group. In the material groups, the final mean of NO production at 72 hours was only significant in group 8 (beta-Titanium) when compared with the control group. In a second step of the study, macrophages were activated with gamma interferon (IFN-) in order to stimulate a common condition of the human body in which these cytokines are produced and released with the presence of antigens. The means of the analysis of cell viability of murine macrophages activated with gamma interferon in the groups of orthodontic wires did not show statistically significant difference when compared to the mean of cells in the control group. The means of the analysis of NO production by the murine macrophages activated with gamma interferon in the groups of orthodontic wires did not show statistically significant difference when compared to the mean of cells in the control group.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-15T12:12:28Z No. of bitstreams: 1 anapaulaabdoquintao.pdf: 2338216 bytes, checksum: a3e802cebaa20531b4cc4d48d68342b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T15:53:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 anapaulaabdoquintao.pdf: 2338216 bytes, checksum: a3e802cebaa20531b4cc4d48d68342b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T15:53:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 anapaulaabdoquintao.pdf: 2338216 bytes, checksum: a3e802cebaa20531b4cc4d48d68342b6 (MD5) Previous issue date: 2017-07-12 / Este ensaio clínico retrospectivo randomizado longitudinal teve como objetivo comparar a eficácia clínica de duas ligas diferentes de fios ortodônticos (0,016 "de níquel-titânio e 0,0155" coaxial multifilamentado, utilizados para o alinhamento e nivelamento dos dentes durante 6 semanas. Avaliou-se também a quantidade de movimentação tridimensional. A tecnologia digital tem sido amplamente utilizada em modelos de gesso tridimensionais. Entretanto, há um pequeno número de ensaios clínicos. Métodos: A amostra foi composta por dois grupos de modelos de gesso obtidos de 12 pacientes jovens cada, incluindo ambos os maxilares, superior e inferior, dos pacientes. Os moldes foram digitalizados, com o escâner Maestro 3D, em dois tempos diferentes de tratamento: T1, antes da colocação do fio; e T2, 8 semanas após a sua colocação, totalizando 96 imagens digitalizadas. O programa Geometric Qualify foi utilizado para superposição de maxilares superiores e inferiores. Usando as rugas palatinas como ponto fixo para superposição das arcadas superiores, um método utilizando os modelos em oclusão foi criado pra transferir um ponto fixo das arcadas superiores para as arcadas inferiores, permitindo também, a superposição das mesmas. A quantidade precisa de movimento gerada por cada tipo de fio foi medida e visualizada através do programa CMF Application, usando linhas de contorno e mapas coloridos como ferramentas. Resultados: O fio 0,016" níquel-titânio promoveu maior quantidade de movimento dentário, que foi estatisticamente significativa, utilizando o teste de Mann-Whitney U (p <0,05). Conclusão: Os fios de níquel-titânio promoveram maior quantidade de movimentação dentária do que os fios de aço inoxidável multifilamentado. / This longitudinal retrospective randomized clinical trial aimed to compare the clinical effectiveness of two different orthodontic alloy wires (.016” nickel-titanium and .0155“ multistranded coaxial) used for dental alignment and leveling during 6 weeks. The amount of tridimensional movement was also evaluated. Digital technology has been widely used in three-dimensional dental casts. Therefore, there are a short number of clinical trials. Methods: The sample was composed by two groups of 12 young patients’ casts of both upper and lower jaws. The casts were digitalized, with Maestro 3D scanner, in two different times of treatment: T1 was before the wire was placed and T2 was 8 weeks after its placement, in a total of 96 jaw digitalized images. Geometric Qualify Software was used to generate the superimposition of upper and lower jaws. Using the palatal ruggaes as a fixed point for superimposition of the upper jaw, a method using it and the models in occlusion was created to transfer a fixed point to the lower jaws, allowing its superimposition as well. The precise quantity of movement generated by each type of wire was measured and visualized through CMF Application software by using isolines and color maps tools. Results: The .016" nickeltitanium wire promoted greater amount of tooth movement, which was statistically significant, using Mann-Whitney U test (p < 0.05). Conclusion: The nickel-titanium wires promoted a higher quantity of tooth movement than the multistranded stainless steel wire.