Esta tese analisa o ciclo térmico da soldagem por atrito de um aço inoxidável superduplex ASTM A890 - 6A. Esse aço foi unido pelo processo de soldagem com pino consumível em furo cônico não-passante (Friction Tapered Stud Welding - FTSW) e a análise teve como objetivo principal a elaboração de um modelo matemático por meio da definição de alguns elementos do ciclo térmico de soldagem em três diferentes pontos das juntas. Os parâmetros analisados foram a rotação, a força axial e o deslocamento do pino. As equações dos ciclos térmicos foram elaboradas pelas relações existentes entre os parâmetros controlados e as temperaturas de saída medidas durante a execução do processo. Para a coleta dessas temperaturas foi fixada uma geometria para as juntas e elaborado um experimento fatorial com três fatores (deslocamento, rotação e força) e dois níveis. As juntas foram avaliadas e atenderam a todos os requisitos pré-estabelecidos. Os ciclos térmicos foram analisados conforme os valores dos seguintes elementos: temperatura de pico - Tp, tempo de aquecimento da junta entre 500°C e 800°C - ?T5/8, e tempo de resfriamento entre 800°C e 500°C - ?T8/5. Como resultados do trabalho são apresentadas equações que fazem a relação entre as variáveis de entrada (rotação, força e deslocamento) e as respostas ?T5/8, Tpico e ?T8/5. As equações permitem avaliar a importância de cada variável de entrada (e de suas interações) em relação à variável de resposta. Os modelos obtidos podem ser utilizados em simulações numéricas de soldagem por atrito do material estudado. / This work analyzes the thermal cycle of the friction tapered stud welding - FTSW - of a super duplex stainless steel ASTM A890 - 6A. The propose of the analyses was elaborating a mathematical model to define some elements of the welding thermal cycle at three different joint points. The parameters controlled were the rotation, the axial force and the plunge depth of the pin. The thermal cycle equations were elaborated by the relationships between the controlled parameters and the output temperatures measured during the execution of the process. For recording of these temperatures, a joint geometry was fixed, and a factorial design of experiment was developed with three factors (rotation, axial force and plunge depth) and two levels. The joints were evaluated, and they met all established requirements. The thermal cycles were analyzed according to the values of the following elements: peak temperature - Tpeak, joint heating time between 500 °C and 800 °C - ?T5/8, and cooling time between 800 °C and 500 °C - ?T8/5. A list of equations that make the relation between the input variables (rotation, axial force and plunge depth) and the responses ?T5/8, T peak and ?T8/5 is presented. These equations allow evaluating the importance of each input variable (and its interactions) in relation to the response variable. The obtained models can be used in numerical simulations of welding by friction of the studied material.

Nas últimas décadas, questões sobre o controle de emissões em motores à combustão interna e sobre a redução de consumo de combustível vêm sendo debatidas globalmente, com claros desdobramentos em especificações de controles mais restritos, a fim de permitir a comercialização de novos motores à combustão interna a consumidores mais exigentes, que presam pela qualidade de vida e meio ambiente. Mesmo com a introdução de novas tecnologias, os motores ainda apresentam uma grande perda da energia gerada por conta do atrito mecânico. Com base neste contexto, os projetos dos novos motores visam uma melhor eficiência térmica e mecânica, com auxílio de soluções de engenharia que possam beneficiar o desempenho dos motores, resultando em uma melhor queima do combustível e menor atrito. Um dos contribuintes mais relevantes para o atrito num motor é o sistema pistão-anel de pistão-camisa de cilindro que é o foco de muitos trabalhos em busca da redução das perdas por atrito. As propriedades dos filmes à base de carbono tipo diamante (Diamond-Like Carbon - DLC) são bem conhecidas por apresentam alta resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito, tornando-se adequados para diferentes aplicações tribológicas. O presente trabalho discute a viabilidade técnica de se aplicar um filme DLC amorfo hidrogenado, com gradiente de composição química, sobre a superfície interna brunida de camisas de cilindro para redução do atrito. A metodologia aborda duas espessuras de filme: 2,5 e 12,5 μm, depositadas pelo processo de deposição química em fase vapor assistida por plasma (PACVD), como alternativa para redução do atrito do motor e, consequentemente, redução no consumo específico de combustível, e ainda na redução do desgaste dos anéis de pistão e da superfície de trabalho da camisa de cilindro. Comparando camisas de cilindro com mesma rugosidade na superfície interna, denominadas camisas de referência (sem revestimento interno) e camisas recobertas com filme DLC, testes de bancada com movimento recíproco de contato mostraram redução do coeficiente de atrito (COF) em até 19%. Testes de motor ciclo Otto e Diesel em banco de prova com dinamômetro conferiram, respectivamente, uma redução da pressão média efetiva de atrito (FMEP) do motor em até 12% e consumo específico de combustível (BSFC) em até 2,5% em rotações de 1000 a 1400 rpm. / In the last few decades questions about emissions level control for internal combustion engines as well as fuel consumption reduction have been debated in a global bases with clear deployments in more restricted control specifications to allow the commercialization of new internal combustion engines to more restrictive markets that look for a better life quality and environment. Even with the introduction of new technologies the engines still present a significant loss of energy due to the mechanical friction. With base in this context, the new development projects seek for high mechanical-thermal efficiency linked with engineer that can benefit the engine performance with a better combustion process and reduced friction as well. One of the most relevant contributors for the friction in an engine is the piston-piston ring-cylinder liner system which has been the focus of many research works with focus on reduce engine friction losses. The properties of Diamond-Like Carbon films (DLC) are well-known such as superior wear resistance and low friction coefficients that makes suitable for many different tribology applications. This work evaluates the application of a graded hydrogen amorphous DLC film with applied over cylinder liner running surface. The methodology approach two coating thickness: 2.5 and 12.5 μm, deposited by the plasma assisted chemical vapor deposition process (PACVD) as the alternative solution for engine friction reduction and thus a reduction on brake specific fuel consumption (BSFC), and a improved wear resistance behavior of the piston rings and cylinder liner contact surfaces as well. By using baseline parts without inner DLC coating and DLC coated parts with similar running roughness surfaces, comparative reciprocating bench tests showed a tendency of coefficient of friction (COF) reduction in up to 19%. In a same trend, fired gasoline and diesel engine tests showed a friction mean effective pressure reduction (FMEP) in to 12% and small brake specific fuel consumption (BSFC) in up to 2.5% at low engine speed range respectively.

In this work we address the problem of friction compensation in a pneumatic control valve. It is proposed a nonlinear control law that uses algebraic estimators in its structure, in order to adapt the controller to the aging of the valve. For that purpose we estimate parameters related to the valve\'s Karnopp model, necessary to friction compensation, online. The estimators and the controller are validated through simulations. / Nessa pesquisa, estudamos o problema de compensação de atrito em válvulas pneumáticas. É proposta uma lei de controle não linear que tem estimadores algébricos em sua estrutura, para adaptar o controlador ao envelhecimento da válvula. Para isso, estimam-se os valores de parâmetros relacionados ao modelo de Karnopp da válvula, necessários à compensação do atrito, de maneira online. Os estimadores e o controlador são validados através de simulações.

Tese de mestr.. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06-30Bitstream added on 2014-06-13T19:50:18Z : No. of bitstreams: 1 nascimento_rm_me_bauru.pdf: 3217433 bytes, checksum: 4db978f65eff59d8b027881dac872d0f (MD5) / Secretaria de Educação do Estado de São Paulo / Desde a descoberta dos supercondutores com alta Tc, vários trabalhos têm sido efetuados sobre as diferentes propriedades destes materiais. As cerâmicas Y'BA IND.2' C IND.U 'IND.3' 'O IND. 7-'delta' mostraram que tem suas propriedades supercondutoras fortemente afetadas pela quantidade de oxigênio. Mais recentemente, medidas de relaxações anelásticas em 'LA IND.2'CU 'O IND. 4+'delta' mostraram que a remoção deste elemento pode ser relacionada com dois eventos. Um deles é o decréscimo na mobilidade entre dois planos adjacentes CuO e o outro, é o aumento no número de padrões de mobilidade para os octaedros CU 'O IND. 6'. Para SM'BA IND.2' C IND.U 'IND.3' 'O IND. 7-'delta' (SBCO), a possibilidade de uma estequiometria de oxigênio variável e sua alta mobilidade nos planos... / Since the discovery of the high Tc superconductors, several works have been made about the different propoerties of these materials. Y'BA IND.2' C IND.U 'IND.3' 'O IND. 7-'delta' ceramic showed to have its superconducting properties strongly affected by the oxygen content. More recently, anelastic relaxation measurements in 'LA IND.2'CU 'O IND. 4+'delta', showed that the remotion of this element can be related to two events. One is the decrease in mobility between two adjacent CuO planes, and the other is the increase in the number of tilting patterns of the Cu 'O IND. 6' octahedra. For SM'BA IND.2' C IND.U 'IND.3' 'O IND. 7-'delta' (SBCO), the possibility of variable stoichiometry and the high mobility of oxygen in the... (Complete abstract, click electronic access below)

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-11-22T20:52:06Z No. of bitstreams: 1 AnaEmiliaDinizSilvaGuedes_TESE.pdf: 9494896 bytes, checksum: 3ab916a68a0925f9bdd33da14e59c06b (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-11-23T23:34:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AnaEmiliaDinizSilvaGuedes_TESE.pdf: 9494896 bytes, checksum: 3ab916a68a0925f9bdd33da14e59c06b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-23T23:34:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaEmiliaDinizSilvaGuedes_TESE.pdf: 9494896 bytes, checksum: 3ab916a68a0925f9bdd33da14e59c06b (MD5) Previous issue date: 2017-03-14 / A obten??o de nanomateriais com propriedades espec?ficas para aditiva??o de ?leo para lubrificante industrial ainda ? um desafio, mas tem gerado expectativas que podem minimizar problemas de cunho tribol?gico, onde o atrito e o desgaste s?o os principais respons?veis por falhas em equipamentos e m?quinas. O objetivo desta tese foi determinar condi??es ?timas de s?ntese de nanopart?culas via micro-ondas para gerar nanopart?culas de ?xidos de ferro com propriedades caracter?sticas para serem aplicadas a lubrificantes. Para tanto, variou-se pot?ncia e tempo de s?ntese em tr?s niveis, para avaliar suas influ?ncias nas propriedades f?sico-qu?micas das nanopart?culas. A caracteriza??o das nanopart?culas foi realizada por DRX, MEV, MET, SAXS, UV-vis, FTIR e PPMS. Ap?s a caracteriza??o, foram selecionadas as nanopart?culas que apresentassem morfologia com tend?ncia esf?rica, que n?o sofreram oxida??o ap?s a s?ntese, resultando em fases mais est?veis do ?xido de ferro. Ap?s a aditiva??o destes ?xidos em uma base lubrificante, avaliou-se o desempenho tribol?gico deste ferrofluido atrav?s de trib?metro esfera sobre disco na presen?a e aus?ncia de um campo magn?tico fixo e constante. As an?lises tribol?gicas do a?o e o desempenho do lubrificante foram realizados atrav?s do coeficiente de atrito e caracteriza??o do desgaste do disco atrav?s do MEV. O processo de s?ntese das nanopart?culas estudado se mostrou eficiente e mais r?pido que as tradicionais, com caracter?sticas superparamagn?ticas e tamanho de gr?o abaixo de 15 nm. Percebeu-se ainda a exist?ncia de uma correla??o entre o tamanho de gr?o e tempo de s?ntese, e que estes nano-?xidos permaneceram est?veis ? oxida??o ao final do processo. O recobrimento e uso de dispersante permitiu obter solu??es est?veis. As SPIONS (nanopart?culas superparamagn?ticas), como aditivos, tiveram bom comportamento antidesgaste e redutor do atrito, podendo ser comparadas a um lubrificante comercial, tendo resultados superiores quando o nanolubrificante ? exposto a um campo magn?tico fixo. / The obtaining of nanomaterials with specific properties for additivation of oil for industrial lubricant is still a challenge, but there are some expectations that may minimize tribological problems, which are primarily responsible for failures in equipment and machinery. The purpose of this thesis is to determine the optimal conditions for synthesis of these nanoparticles by microwaves, which generate nanoparticles of iron oxides with specific properties to be applied to lubricants. For this, power and time of synthesis were varied in 3 levels to evaluate their influence on the physicochemical properties of the nanoparticles. The characterization of the nanoparticles was performed by XRD, SEM, TEM, SAXS, UV-Vis, FTIR, VSM and PPMS. After characterization, the nanoparticles that presented morphology with a spherical tendency and which did not undergo oxidation after synthesis were selected, resulting in more stable phases of iron oxide. After the addition of these oxides in a lubricant base, it was evaluated the tribological performance of this ferrofluid through tribometer sphere on disk in the presence and absence of a fixed and constant magnetic field. The tribological analyzes of the steel and the performance evaluation of the lubricant were performed through wear characterization on the disc via SEM and considering the coefficient of friction during the tests, respectively. The nanoparticle synthesis process was more efficient and faster than traditional nanoparticles with superparamagnetic characteristics and grain size below 15 nm. It is further noticed the existence of a correlation between grain size and time syntheses. Also, the nano-oxides remained stable upon oxidation at the end of the process. The coating and the usage of dispersant resulted in stable solutions. SPIONS (superparamagnetic nanoparticles) as additives had anti-wear and friction-reducing behavior, although it varied with the type of sample, quantity of the additive and presence or absence of the magnetic field. Although some SPIONS presented as additives have good anti-wear and friction-reducing behavior, it can be compared to a commercial lubricant, having better superior results when the nanolubrifier is exposed to a fixed magnetic field.

Este trabalho tem como objetivo o estudo dos coeficientes de atrito obtidos através do ensaio do anel, que é um dos métodos clássicos para verificação e a caracterização do atrito, comparado com a extrusão por duplo copo, DCE (Double Cup Extrusion). Foram feitos ensaios utilizando como material para confecção dos corpos de prova o alumínio AA6351 e variando três situações de lubrificação: teflon, grafite e ensaios sem lubrificação. Para o DCE foi desenvolvido o projeto e fabricação do ferramental, permitindo variar punções de duas dimensões diferentes. Os resultados obtidos nos experimentos com cada uma das técnicas foram comparados e apresentados, traçando-se um paralelo do atrito verificado, bem como o comportamento do material em relação às ferramentas utilizadas nos experimentos e as variações de lubrificação. / This work aims to study the friction coefficients obtained by the ring test, which is one of the classic methods for verification and characterization of friction, compared with DCE (Double Cup Extrusion). The tests were made using as material for preparation of specimens, the aluminum AA6351 and varying three situations lubrication, Teflon, graphite and tests without lubrication. For DCE was developed the design and manufacture of tooling, allowing vary punctures in two differ dimensions. The results obtained in the experiments with each of the techniques have been compared and shown by drawing a parallel scanned the friction and the material behavior in relation to the tools used in the experiments and lubrication changes.

Atualmente é bem conhecido que o uso de dispositivos passivos de dissipação de energia, tais como amortecedores por atrito, reduzem consideravelmente a resposta dinâmica de estruturas. Entretanto, os melhores parâmetros de cada amortecedor e também a melhor posição para instalá-los dentro da estrutura permanecem difíceis de serem estabelecidas. Assim, a otimização de amortecedores é uma área que vem sendo estudada de forma crescente nos últimos anos, tendo grande impacto no projeto ótimo de dispositivos para o controle de vibrações de estruturas, possibilitando obter soluções seguras e ao mesmo tempo econômicas. Contudo, apesar dos amortecedores de vibração por atrito possuírem algumas vantagens em relação a outros dispositivos passivos, poucos trabalhos são encontrados sobre a otimização de seus parâmetros ou sobre a sua melhor posição dentro de uma estrutura, devido à maior dificuldade de se calcular sistemas que envolvem atrito, por este ser não-linear. Entretanto, é interessante se levar em conta as incertezas presentes nas propriedades estruturais e/ou na excitação dinâmica no processo de otimização, o que leva a um problema de otimização sob incerteza, como otimização robusta e otimização baseada em confiabilidade. Assim, nesta Tese é proposta uma metodologia para a otimização simultânea dos parâmetros e das posições de amortecedores de vibração por atrito a serem instalados em edifícios submetidos à excitação sísmica levando em conta as incertezas presentes tanto nas propriedades estruturais quanto no carregamento sísmico, assim como nas forças de atrito dos amortecedores. A fim de ilustrar a metodologia, dois exemplos de aplicação são apresentados, sendo o primeiro sobre otimização robusta e o segundo sobre otimização baseada em confiabilidade. Os resultados mostraram, em ambos os exemplos, que o método proposto obteve sucesso, melhorando consideravelmente o comportamento dinâmico dos edifícios estudados, mesmo para um número limitado de dispositivos instalados. Portanto, acredita-se que a metodologia de otimização desenvolvida constitui uma ferramenta eficaz para o projeto ótimo de amortecedores por atrito. / Nowadays it is well known that the use of passive energy dissipation devices, such as friction dampers, considerably reduces the dynamic response of structures. However, the best parameters of each damper and also the best position to install them within the structure remain difficult to be determined. Thus, optimization of dampers is an area that has been increasingly studied in recent years, having a big impact in the optimal design of devices for the vibration control of structures, allowing to obtain safe and at the same time economic solutions. However, although friction dampers have some advantages over other passive devices, few contributions are found on optimization of their parameters or on their optimal position within a structure. This fact can be explained due to the greater difficulty in determining the response of systems involving friction, because their nonlinear behavior. In addition to the lack of studies on optimization of friction dampers, the few studies found in the literature consider the problem in a deterministic way. However, the uncertainties present in the structural properties and/or in the dynamic excitation can alter the optimal solution. Thus, it is important to take into account these uncertainties in the optimization process, which leads to an optimization problem under uncertainty, such as robust optimization and reliability-based optimization. Thus, in this Thesis, a methodology is proposed for the simultaneous optimization of parameters and positions of friction dampers to be installed in buildings subjected to seismic excitation taking into account uncertainties present in both the structural properties and the seismic load, as well as in the friction forces of the dampers. In order to illustrate the approach, two examples are presented, the first one on robust optimization and the second on reliabilitybased optimization. The results show, in both examples, that the proposed method considerably improves the dynamic behavior of the studied buildings, even for a limited number of installed devices. Therefore, it was shown that the proposed procedure is an effective tool for the optimum design of friction dampers.

O objetivo desse trabalho foi avaliar as alterações nas ranhuras dos bráquetes após uso clínico e o seu impacto na alteração da força de atrito. Para isso foi realizada uma revisão sistemática da literatura, e um estudo prospectivo comparando os níveis de atrito antes e depois do uso clínico dos bráquetes, assim como comparando dois diferentes materiais para jateamento profilático. A revisão sistemática avaliou 7 artigos que cumpriram os devidos critérios de inclusão, a partir de busca eletrônica realizada em diversas bases de dados, sem limitações quanto a data e o idioma. Foram avaliados quanto a qualidade metodológica, e ao risco de viés de acordo com uma versão modificada do checklist de Donws and Black. 6 dos 7 artigos apresentaram resultados com aumento significativo da força de atrito após o bráquete ser submetido ao uso clínico. O segundo estudo do presente trabalho se trata de um estudo prospectivo in-vivo, ao qual 16 pacientes, submetidos a tratamento ortodôntico com bráquetes metálicos convencionais, compuseram 3 grupos de acordo com o protocolo de controle profilático realizado nos bráquetes de 2ºs pré-molares (Grupo 1 - pacientes submetidos à profilaxia com jateamento à base de bicarbonato de sódio; Grupo 2 pacientes submetidos à profilaxia com jateamento à base de glicina; Grupo 3 pacientes não foram submetidos à profilaxia profissional) Os bráquetes foram posteriormente removidos da cavidade oral e submetidos a ensaios de força de atrito, além de análise qualitativo da rugosidade superficial por microscopia eletrônica de varredura. O grupo controle (GC) para comparação foi constituído por bráquetes novos não submetidos à exposição em cavidade bucal. O teste de ANOVA seguido pelo teste Tukey foram utilizados para avaliar as diferenças entre os 4 grupos (GC, G1, G2 e G3). Os grupos de bráquetes usados apresentaram aumento da força de atrito, porém apenas o grupo que não foi realizado jateamento profilático a cada consulta (G3), apresentou diferença estatisticamente significante em relação ao Grupo Controle. Não houve diferença estatisticamente significante também quando comparados os dois diferentes materiais utilizados para o jateamento profilático. / The aim of this study was to evaluate the changes in bracket slots after clinical use and their impact on friction force. It is composed by a systematic review of the literature and a prospective study comparing the friction levels before and after the clinical use, as well as comparing two different materials for prophylactic blasting. The systematic review evaluated 7 articles that satisfied the inclusion criteria, based on electronic searches conducted in several databases, without limitations regarding publication year or language. The methodological quality and risk of bias were assessed according to a modified version of the Donws and Black checklist. 6 of the 7 articles presented significant increase in the friction force on retrieved brackets, after clinical use. The second study of the present study is a prospective in-vivo study which 16 patients were submitted to orthodontic treatment, divided in 3 groups according to the protocol of prophylactic control performed in brackets (Group 1 - patients submitted prophylaxis with sodium bicarbonate blasting, Group 2 - patients submitted to prophylaxis with glycine-based blasting, Group 3 - patients were not submitted to professional prophylaxis) Brackets were later removed from the oral cavity and subjected to friction force tests, in addition to qualitative analysis of surface roughness by scanning electron microscopy. The control group (CG) for comparison consisted of as received brackets (brand new brackets). The ANOVA test followed by the Tukey test were used to evaluate the differences between the 4 groups (GC, G1, G2 and G3). The retrieved groups presented an increase on friction force, but only the group that did not perform prophylactic blasting every appointment (G3) presented a statistically significant difference in comparison to the Control Group. There was no statistically significant difference also when comparing the two different materials used for prophylactic blasting.

[pt] O núcleo de um reator rápido, tipo LMFBR, é composto de feixes hexagonais de barras de arranjo triangular com espaçadores helicoidais. Neste trabalho, foi feita uma análise hidráulica dos subcanais lateral e de canto, que juntamente com o interno, compõem o feixe. Foram realizadas medidas de queda de pressão, vazão e temperatura para o escoamento de água, nos dois tipos de subcanais, isolados geometricamente. Desta forma, obteve-se, a variação do fator de atrito, como função do número de Reynolds, bem como a razão entre os fatores de distribuição do escoamento, para os subcanais, lateral e de canto. Os parâmetros geométricos utilizados foram: diâmetro de barra 10,4 mm e 8,01 mm, passo axial 160 mm e 80 mm, faixa de número de Reynolds de 100 a 30.000. / [en] The core of LMFBR type fast reactors, is composed by hexagonal pin bundles arranged in triangular arrays with helicoidal spacers. In this work, a hidraulic analysis has been carried on for the edge an the corner subchannel flows. Pressure drop, flow and temperature measurement purpose. Thus, the friction and the flow split factors, as function of reynolds number, have been computed for the above flows. The following geometrical parametres were considered: 10,04 mm and 8,01 mm bar diameters, 160 mm and 80 mm axial lead lengths and Reynolds number range from 100 to 30.000.