Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Milene Yumi Maeda.pdf: 4409513 bytes, checksum: c08056fcd59620f956225201d8330824 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Commercially pure aluminum, copper and silver samples were rolled at room and cryogenic temperatures until approximately 99% of thickness total reduction, causing deformation (ε) between 3.93 and 4.61 Although not in balance state, the metals tend to have more defects density when cryo rolled, especially higher dislocation density, evidenced by calculations based on X-ray data for copper and silver. Higher defects density implies superior hardness, tensile strength limit and yield strength, but smaller elongation. There was evidence of stacking fault energy (SFE) influence in the process, evaluating hardness and properties obtained through tensile tests of the materials. The cryogenic temperature (CT) and room temperature (RT) rolled samples were evaluated by hardness tests, tensile tests, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), which indicate influence of stacking fault energy (SFE) on process. The hardness of all the materials tend to drop when they are kept at RT after cryo rolling and bigger larger hardness decrease was observed for silver, which one has the lowest SFE and slightest hardness decreased was noticed for aluminum, which has high SFE. There is evidence that cryo rolling is more attractive for low SFE materials after ageing at RT, as long as silver presented simultaneous increase in higher tensile strength of about 53% and 29% gain of elongation when compared to the same one rolled at RT. Elongation gain of silver can be associated to static recrystallization, as evidenced contrasting silver’s tensile charts after ageing and recrystallized silver. In turn, copper presented 15% of strength limit increase and just 5% elongation, whereas aluminum had both strength limit and elongation reduced. / Amostras de alumínio, cobre e prata comercialmente puros foram laminadas à temperatura ambiente (TA) e criogênica (TC) até aproximadamente 99% de redução total de espessura, causando deformações (ε) entre 3,93 e 4,61. Embora não seja em estado de equilíbrio, os metais tendem a possuir maior densidade de defeitos quando laminados criogenicamente, sobretudo maior densidade de discordâncias, evidenciado pelos cálculos baseados nos dados obtidos através difração de raios-X para cobre e prata. Uma quantidade maior de defeitos implica em maiores dureza e limites de escoamento e resistência, mas menor alongamento. Houve indícios da influência da energia de falha de empilhamento (EFE) no processo, avaliando-se a dureza e as propriedades obtidas através dos ensaios de tração dos materiais. A dureza de todos tende a cair quando mantidos em TA após a laminação criogênica e observou-se uma maior queda de dureza para a prata, que tem baixa EFE e uma menor queda de dureza para o alumínio, que tem elevada EFE. Há indicativos de que a laminação criogênica é mais vantajosa para metais de baixa EFE após envelhecimento em TA, visto que a prata apresentou um aumento simultâneo de limite de resistência de aproximadamente 53% e um ganho de 29% de alongamento quando comparado à mesma laminada em TA. O aumento de alongamento da prata pode ser associado à recristalização estática da mesma, como pode ser evidenciado comparando-se os gráficos de tração da prata após envelhecimento com a prata recristalizada. O cobre, por sua vez, apresentou um aumento de 15% do limite de resistência e apenas 5% de alongamento, enquanto o alumínio apresentou redução tanto do limite de resistência quanto de alongamento.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-09-03T21:43:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Maicon_Crivoi.pdf: 5082056 bytes, checksum: cf064a8b661e7eb5e1be0dca41eab5f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-03T21:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Maicon_Crivoi.pdf: 5082056 bytes, checksum: cf064a8b661e7eb5e1be0dca41eab5f1 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Dois aços inoxidáveis (AISI430 ferrítico e AISI316L austenítico) foram analisados por testes de tração uniaxial às temperaturas ambiente e criogênica, com taxas de deformação controladas para ambos os metais. Utilizou-se o equipamento Synchrotron Gleeble®, capaz de realizar medições de difração de raios X in situ, controlando a temperatura da amostra, a condição de tensão / tração, bem como a atmosfera da câmara e permitindo também a injeção de nitrogênio líquido diretamente sobre a amostra com excelente versatilidade e reprodutibilidade. Os testes foram realizados em um sistema de simulação termomecânica avançado, XTMS, localizado Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais - CNPEM - Campinas, SP, Brasil. A caracterização foi realizada por meio de imagens MEV e XRD in situ. As fotomicrografias e os resultados dos ensaios de tração mostram que o aço AISI 430 apresenta uma fratura dúctil à temperatura ambiente e fratura frágil a temperatura criogênica com aumento da resistência. Os resultados do aço AISI 316L evidenciam que o material tem uma fratura dúctil em ambas as condições. Para este mesmo metal, o alongamento a ambas as temperaturas foi praticamente o mesmo, mas a resistência à tração no ambiente criogênico foi muito maior. Este comportamento pode estar associado ao efeito TRIP, o que está de acordo com os dados XRD, uma vez que os picos de martensita α' induzida por deformação são evidenciados. / Two stainless steels (AISI430 ferritic and AISI316L austenitic) were analyzed by uniaxial tensile tests at room and cryogenic temperatures, with controlled strain rates for both metals. The Gleeble® Synchrotron system was used; it is capable to perform X-ray diffraction measurements in situ, controlling the sample temperature, controlling the stress / strain condition, as well as the chamber atmosphere, and also allowing the injection of liquid nitrogen directly into the sample with excellent versatility and reproducibility. The tests were performed in an advanced thermo mechanical simulation system, XTMS, located in the National Center for Research in Energy and Materials - CNPEM - Campinas, SP, Brazil. The characterization was performed by means of SEM images and in situ XRD. The photomicrographs and the results of the tensile tests show that AISI 430 steel presents a ductile fracture at room temperature and fragile fracture at cryogenic temperature with resistance increasing. The results of the AISI 316 L steel show that the material has a ductile fracture in both conditions. For this same metal, the elongation at both temperatures was practically the same, but the tensile strength in the cryogenic environment was much higher. This behavior may be associated with the TRIP effect, which agrees with the XRD data, since peaks of α’ strain induced martensite are evidenced.

A indústria aeronáutica tem buscado melhorias no conceito de integridade estrutural, a partir do desenvolvimento de projetos mais otimizados com a produção de aeronaves mais leves e seguras. Tais projetos garantem aeronaves operacionalmente mais viáveis e redução no consumo de combustível, beneficiando o fabricante, os operadores e a população em geral, pois aplica o conceito de aeronave verde. Estruturas aeronáuticas em operação recebem solicitações de cargas típicas de vôo, como pressurização, sustentação, que por sua vez, geram esforços dos mais variados tipos e suas combinações, como tração, compressão, fadiga, torção, flexão, flambagem, cargas aeroelásticas, vibrações e flutter, associados a ambientes críticos. O conhecimento sobre o comportamento do material estrutural perante ambientes corrosivo ou de baixa temperatura, é importante para avaliação da vida útil das aeronaves. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento da liga AA2050-T84 sob ponto de vista de corrosão-fadiga e tenacidade a fratura em criogenia e, correlacionar com a microestrutura e fractografia através de ensaios mecânicos e de tenacidade a fratura em temperatura ambiente e criogênica. As condições de ensaios foram determinadas próximas a de serviço a que o material será inserido sendo, para criogenia -54 ºC e para os ensaios de propagação de trinca por fadiga em atmosfera ambiente e névoa salina com concentração de solução de 3,5% e 5% NaCl, frequência de 15Hz e razões de carga R = 0,1 e 0,5. Os resultados em criogenia mostraram que há melhora nas propriedades trativas e estabilidade na tenacidade, pois o material retém dutilidade com o decréscimo da temperatura. Os ensaios de propagação de trinca por fadiga foram executados com ΔK decrescente e os parâmetros para geração de névoa salina foram determinados experimentalmente. As curvas de crescimento de trinca e determinação do fator limite foram comparadas quanto a razão de carga e atmosfera de ensaio. Observou-se que para os ensaios de propagação de trinca por fadiga a presença da névoa salina acelera a taxa de propagação e resultam em um fator limite menor. / The aviation industry has sought improvements with the concept of structural integrity, from the development of more optimized designs with production aircraft with low weight and secure. These projects ensure an aircraft more operationally doable and reduced fuel consumption, benefiting the manufacturer, operators and the people, applying the concept of green aircraft. Aerospace structures in operation receive requests loads typical of flight, how pressurization support and lift that produce several types and combinations of requests, such as tensile, compression, fatigue, torsion, bending, buckling , aeroelastic loads, vibration and flutter associated with critical environments. Knowledge about the behavior of the structural material into corrosive environments or cryogenic temperature, it is important for evaluation to the lifetime of the aircraft. Accordingly , the aim of this study was to estimate the behavior of AA2050 - T84 alloy, about corrosion-fatigue and fracture toughness at cryogenic situations and correlate with microstructure and fractography, by mechanical tests and fracture toughness at room temperature and cryogenic. The test conditions has been determined near of the service that the material will be inserted, for cryogenic temperature -54 ºC and testing of fatigue crack propagation in air and salt spray with concentration of 3.5% and 5% NaCl, frequency 15Hz and load ratios R = 0.1 and 0.5. The cryogenic results showed that there improvement in tensile properties and stability in toughness due the restraint of ductility with decreasing temperature. Tests of fatigue crack propagation were carried out with ΔK decreasing and the parameters to obtain salt spray were determined experimentally. The crack growth curves and determination of the threshold were compared the according to load ratio and test atmosphere. In the fatigue crack propagation it was observed that presence of salt spray accelerates the rate of propagation and result in a lower threshold.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIELLE C CAMILO.pdf: 6225328 bytes, checksum: 7aa2969809ed8acd7663b74ba2aa6efd (MD5) Previous issue date: 2013-07-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The emphasis of this work was to characterize the mechanical properties of aluminum alloy AA7050 subjected to cryogenic rolling and natural aging. Samples of aluminum alloy AA7050 were cryogenically rolled in four degrees of effective strain: = 0,5, = 0,9,= 1,1 and = 1,4. For each degree of deformation, the samples were naturally aged for 0 hours, 10 hours, 100 hours and 1000 hours. The analysis of the kinetics of natural aging indicated with 10 hours was achieved transform a fraction of 50%, which shows that the rate of transformation in this alloy was relatively high, requiring low energy of activation to occur. The calculated Avrami exponent was equal to 0,828 indicating that precipitation occurs in dislocations. By means of metallographic analysis evidenced a microstructural refinement, which was more intense for higher degrees of deformation. Mechanical properties were evaluated by Vickers microhardness measurements and tensile testing. The sample without deformation the hardness increase 30% in 10 hours of natural aging, reaching a stabilization from 1000 hours. For the deformed samples had an average increase in hardness from 80% after 1000 hours regardless of the degree of deformation. There was a competition between the static recovery and precipitation in the early hours of natural aging for samples more deformed (= 1,1 and = 1,4). The results also indicate that for higher degrees of deformation (= 1,1 and = 1,4) the natural aging did not affect the mechanical properties under tension significantly. On the other hand, for lower degrees of reduction, increased mechanical strength was more significant. For the initial sample, the yield strength increased 153% with 1000 hours of natural aging. A sample of ε = 0,5 and 1000 hours presented a 323% yield strength greater than as-quench sample. Furthermore, regarding all samples deformed, this condition had the highest total elongation (15%), representing an optimal combination of deformation and thermal treatment. The images of electron microscopy of the fracture surfaces revealed the occurrence of ductile fracture primarily, with plenty of dimples, for all conditions. Thermal analysis (DSC) results confirmed the high volume fraction of GP zones and η’ phase, formed in natural aging. Moreover, the deformation changed the form of DSC curves, especially at a temperature of precipitation of η' due to the increase of sites for nucleation. The EDS microanalysis, both particles in the fracture surface when the dissolved material for extraction of precipitates indicated the elements forming the phases MgZn2, Al2CuMg, Al2Cu, Al2Zn3Mg3, Mg2Si, and Al7Cu2Fe AlZnMgCu. The x-ray diffraction indicate a crystallographic texture for lower degree of reduction in the direction [110], which was associated with bimodal distribution of grain size. / A ênfase do presente trabalho foi caracterizar as propriedades mecânicas da liga de alumínio AA7050 submetida à laminação criogênica e envelhecimento natural. Amostras da liga de alumínio AA7050 foram laminadas criogenicamente em quatro graus de deformação equivalente: = 0,5; = 0,9; = 1,1 e = 1,4. Para cada grau de deformação, as amostras foram envelhecidas naturalmente por 0 hora, 10 horas, 100 horas e 1000 horas. A análise da cinética de envelhecimento natural indicou que com 10 horas de envelhecimento foi atingida uma fração transformada de 50%, o que mostra que a velocidade de transformação nessa liga é relativamente alta, exigindo baixa energia de ativação para ocorrer. O expoente de Avrami calculado foi igual a 0,828, indicando que a precipitação ocorre em discordâncias. Por meio da análise metalográfica constatou-se um refino microestrutural, o qual foi mais intenso para maiores graus de deformação. As propriedades mecânicas foram avaliadas por meio de medidas de dureza Vickers por micro-impressão e ensaio de tração uniaxial. A amostra sem deformação aumentou sua dureza em 30% nas primeiras 10 horas de envelhecimento natural, atingindo uma estabilização a partir de 100 horas. Já as amostras deformadas tiveram um aumento médio de 80% na dureza após 1000 horas, independentemente do grau de deformação. Foi observada uma competição entre a recuperação estática e a precipitação nas primeiras horas de envelhecimento natural para as amostras mais deformadas ( = 1,1 e = 1,4). Os resultados também indicam que para maiores graus de deformação ( = 1,1 e = 1,4) o envelhecimento natural não afetou as propriedades mecânicas sob tração significativamente. Por outro lado, para menores graus de redução, o aumento da resistência mecânica foi mais significativo. Para a amostra inicial, o limite de escoamento aumentou em 153% com 1000 horas de envelhecimento natural. A amostra com ε = 0,5 e 1000 horas de envelhecimento apresentou um limite de escoamento 323% maior do que a amostra inicial, solubilizada. Além disso, em relação à todas as amostras deformadas, esta condição apresentou o maior alongamento total (15%), representando uma combinação ótima de deformação e tratamento térmico. As imagens de microscopia eletrônica das superfícies de fratura revelaram a ocorrência de fratura essencialmente dúctil, com abundância de “dimples”, para todas as condições. Os resultados de análise térmica (DSC) confirmaram a elevada fração volumétrica de zonas GP e da fase η’, formadas no envelhecimento natural. Além disso, a deformação alterou a forma das curvas de DSC, principalmente na temperatura de precipitação de η’, devido ao aumento de sítios para nucleação. As microanálises por EDS, tanto das partículas na superfície de fratura quando no material dissolvido para extração de precipitados, indicaram os elementos formadores das fases MgZn2, Al2CuMg, Al2Cu, Al2Zn3Mg3, Mg2Si, Al7Cu2Fe e AlZnMgCu. As difrações de raios x indicaram textura cristalográfica para o menor grau de redução, na direção [110], o que foi associado com a distribuição bimodal de tamanho de grão.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-04-26T13:22:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Marcel Tadshi Izumi.pdf: 4222698 bytes, checksum: e7c749993223b983b4e37d54985610de (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T13:22:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Marcel Tadshi Izumi.pdf: 4222698 bytes, checksum: e7c749993223b983b4e37d54985610de (MD5) Previous issue date: 2018-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Três metais CFC comercialmente puros (alumínio, cobre e prata) foram deformados por ensaios de tração uniaxial e caracterizados por difração de raios X in situ, utilizando uma fonte síncrotron, em temperatura ambiente (293K) e criogênica (77K). A supressão parcial da recuperação dinâmica decorrente do processamento criogênico permite melhorias nas propriedades mecânicas, tais como ductilidade e resistência. Esta supressão resulta em um aumento na densidade de defeitos internos dos metais durante a deformação, promovendo um refino microestrutural e aumento da microdeformação. O refino microestrutural é manifestado pela evolução de dimples na superfície de fratura e pela redução do tamanho médio de cristalitos. Todos os metais apresentaram maior resistência mecânica em temperaturas criogênicas, entretanto somente o cobre e a prata apresentaram aumento de ductilidade. Esse comportamento é atribuído à menor energia de defeito de empilhamento destes metais em comparação com o alumínio. / Three FCC commercially pure metals (aluminum, copper and silver) were deformed by uniaxial tensile tests and were characterized by in situ X-ray diffraction, using a synchrotron source, at room (293K) and cryogenic (77K) temperatures. The partial suppression of dynamic recovery due to cryogenic processing allows an improvement in mechanical properties, such as ductility and strength. This suppression results in an increase in the internal defects density of metals during the strain, promoting microstructural refining and increase of microstrain. The microstructural refinement is manifested by dimples evolution on the fracture surface and reduction of average crystallite size. All metals present higher mechanical strength at cryogenic temperature, nevertheless the ductility only was increased in copper and silver. This behavior is attributed to lower stacking fault energy of these metals in comparison with aluminum.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-06-13T14:15:26Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ DIVÂNIO PEREIRA DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEA 2011..pdf: 15315292 bytes, checksum: e9b24518134206b0e9339d2a725d179a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T14:15:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ DIVÂNIO PEREIRA DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEA 2011..pdf: 15315292 bytes, checksum: e9b24518134206b0e9339d2a725d179a (MD5) Previous issue date: 2011-09 / O consumo de carne congelada é cada vez maior, sobretudo nas grandes cidades, tornando-se imprescindíveis estudos mais detalhados dos processos de congelamento e sua influência no produto destinado ao consumidor. O principal objetivo deste trabalho foi determinar a cinética de congelamento e avaliar as alterações físico-químicas do lombo da carne caprina e ovina, submetido a quatro temperaturas de congelamento: -22,5 e -45 °C (freezer comercial), -170 °C (vapor de nitrogénio líquido) e -196 °C (imersão no nitrogénio líquido). Foram realizadas as análises físico-químicas de teor de água, pH, acidez, cinzas e proteínas, de acordo com o Instituto Adolfo Lutz enquanto para os atributos textura, ruptura da fibra e resistência de corte, as amostras foram realizadas em texturômetro da marca TA.XT plus. O lombo da carne ovina a -22,5 e -45 °C congelou mais rapidamente que a do lombo da carne caprina, cujos tempos foram iguais a 10200 e 10800 segundos; 6240 e 6480 segundos, respectivamente; Já nas temperaturas de -170 e -196 o lombo da carne apresentou ligeira diferença no tempo de congelamento com a carne caprina congelando de maneira mais rápida em aproximadamente 1920 segundos com relação à carne ovina, que foi de 1940 segundos e 120 e 125 segundos, respectivamente. As difusividades efetivas médias (am) do lombo da carne caprina e ovina apresentaram tendência de aumento com a diminuição da temperatura de congelamento. Os maiores valores de teor de água, pH, acidez e proteínas do lombo da carne caprina foram iguais a 76,8447% (-45°C); 5,756 (-45 °C), 5,733 (-90 °C) e 5,770 (-196 °C); 0,052% (-90 °C); e 23,490% (-170 °C), respectivamente; por outro lado, teores de água, pH, acidez e proteínas, foram iguais a 71,6773% (-90 °C), 5,530 (-22,5 °C), 0,032% (-170 °C) e 18,390 (-196 °C), respectivamente. No lombo da carne caprina os maiores e menores valores para o teor de água foram iguais a 77,6433 (-22,5 °C) e 70, 5390 (-90 °C); pH iguais a 5,753 (-196 °C) e 5,610 (-22,5 °); acidez iguais a 0,047, 0,045, 0,044 % (-22,5, -45 e -170°C)e 0,040 (- 196 °C); proteínas iguais a 20,643 e 20,953 % (-45 e -90 °C) e 18,923 e 18,720 (-22,5 e - 170 °C), mas as cinzas não apresentaram alterações significativas. A redução da temperatura de congelamento proporcionou tendência de diminuição da força de corte e ruptura das fibras do lombo da carne caprina e ovina. / Frozen meat consumption has increased especially in large cities, calling for more exhaustive rescarch concerning the freezing process and its influence on consumer products. The main objective of present study is to determine the freezing kinetics and evaluate the physical and chemical changes that occur in the lamb loin and goat meat. Both the lamb loin and goat meat were exposed to four freezing temperatures, -22.5 and - 45 C (freezer trade), -170 C (liquid nitrogen vapor) and -196 ° C (immersion in liquid nitrogen). A physical-chemical water content analysis, including pH, acidity, ash and protein content was conducted in conformity with the Instituto Adolfo Lutz's, norms whereas for texture attributes of fiber rupture and resistance, samples cutting were done in brand texturometer TA . XT plus. The lamb loin -22.5 and -45 ° C froze faster than the goat meat , whose times were equal to 10200 and 10800 / 2, 6240 and 6480 / 2, respectively. At temperatures of -170 and -196 °C, the loin meat exhibited a slight difference in freezing weather, with freezing goat meat quickly, in about 1920 / 2, in relation to lamb, which was 1940 / 2 and 120 125 seconds, respectively. The mean effective diffusivities (am) of loin meat goats and sheep tended to increase with decreasing freezing temperature. The highest values of water content, pH, acidity and protein loin of goat meat were equal to 76.8447% (-45 ° C) 5.756 (-45 ° C), 5.733 (-90 C) and 5.770 (-196 ° C), 0.052% (-90 C) and 23.490% (-170 ° C), respectively. While the lower water content, pH, acidity and protein were equal to 71.6773% (-90 C), 5.530 (-22.5 C), 0.032% (-170 ° C) and 18.390 (-196 degrees C), respectively. On the back of the goat meat, the highest and lowest values for water content were equal to 77.6433 (-22.5 C) and 70, 5390 (-90 C), pH equal to 5.753 (-196 ° C) and 5.610 (-22.5 °); acidity equal to 0.047, 0.045, 0.044% (-22.5, -45 and - 170 ° C) and 0.040 (-196 ° C), protein equal to 20.643 and 20.953% (-45 and -90 C) and 18.923 and 18.720 (-22.5 and - 170 ° C), while the ash did not change significantly. The reduction of the freezing temperature gave a trend of cutting force and rupture of the fibers of the loin of lamb and goat meat.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A more detailed and accurate study of the thermal phenomena involved in arc welding processes is of great importance for both simulation developers of metallurgical transformations and residual stresses generation and users in general, whom need to understand this phenomenology to take decisions. In terms of thermal phenomena, heat input and its derivatives (such as thermal efficiency and fusion efficiency are the most representative parameters in welding engineering. However, scientific and technical literatures are very divergent on heat input values. In addition, they do not discuss the actual heat flow inside the plate. Initial tests demonstrated that these inconsistencies are due to systematic and random errors that occur during heat input measurements. Thus, the major purpose of this work was to develop a methodological approach to determine the heat input due to a welding process, which would be more representative of the heat that actually diffuses inside the workpiece and free of the assessment method and parameter influence. Thus, this actual heat input could be generally used in calculations that require this welding parameter. As methodological base, a descriptive model of heat flow in the welding region was developed. Then, a methodology to determine a heat input value free of measurement errors (here called as net heat input) was proposed and applied to cryogenic calorimetry. This procedure was validated using several welding conditions. The results demonstrated the proper functioning of the proposed methodology, regardless the welding process and its variables. It is expected that, with the application of the net heat input values, the calculations and simulations involved in welding engineering turn into more robust, since the use of such imprecise parameter as thermal efficiency is dispensed. / O conhecimento mais detalhado e preciso dos fenômenos térmicos envolvidos no processo de soldagem é de grande importância, tanto para os que desenvolvem simulações de transformações metalúrgicas e geração de tensões térmicas, como para os usuários de forma geral, que precisam entender essa fenomenologia para tomar decisões. Em termos de fenômenos térmicos, os parâmetros mais representativos na engenharia de soldagem são o calor imposto e seus derivados (tais como rendimento térmico e rendimento de fusão). No entanto, as literaturas científica e técnica são muito divergentes quanto aos valores de calor imposto. Também não discutem o real fluxo de calor dentro da chapa. Testes iniciais demonstraram que estas inconsistências existem devido aos erros sistemáticos e aleatórios que ocorrem durante as medições do calor imposto. Assim, o objetivo maior deste trabalho foi desenvolver uma abordagem metodológica para determinação do calor imposto por um processo de soldagem, que seja mais representativo do calor que realmente difunde pela peça e isento da influência dos métodos e parâmetros de ensaio, de tal forma que possa ser usado genericamente em cálculos de soldagem que necessitem deste parâmetro. Para este fim, como base metodológica, foi desenvolvido um modelo descritivo de fluxo de calor na região de soldagem. Em seguida, foi proposta uma metodologia para determinação de um calor imposto isento dos erros de medição (chamado aqui de calor imposto líquido) aplicado à calorimetria criogênica. Esse procedimento foi validado para várias condições de soldagem. Os resultados obtidos demonstraram um adequado funcionamento da metodologia proposta, independentemente do processo de soldagem e suas variáveis. Espera-se que, com a aplicação do calor imposto líquido, os cálculos e simulações envolvidos na engenharia de soldagem sejam mais robustos, uma vez que se dispensa o uso de um parâmetro impreciso, como o rendimento térmico. / Doutor em Engenharia Mecânica

A indústria aeronáutica tem buscado melhorias no conceito de integridade estrutural, a partir do desenvolvimento de projetos mais otimizados com a produção de aeronaves mais leves e seguras. Tais projetos garantem aeronaves operacionalmente mais viáveis e redução no consumo de combustível, beneficiando o fabricante, os operadores e a população em geral, pois aplica o conceito de aeronave verde. Estruturas aeronáuticas em operação recebem solicitações de cargas típicas de vôo, como pressurização, sustentação, que por sua vez, geram esforços dos mais variados tipos e suas combinações, como tração, compressão, fadiga, torção, flexão, flambagem, cargas aeroelásticas, vibrações e flutter, associados a ambientes críticos. O conhecimento sobre o comportamento do material estrutural perante ambientes corrosivo ou de baixa temperatura, é importante para avaliação da vida útil das aeronaves. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento da liga AA2050-T84 sob ponto de vista de corrosão-fadiga e tenacidade a fratura em criogenia e, correlacionar com a microestrutura e fractografia através de ensaios mecânicos e de tenacidade a fratura em temperatura ambiente e criogênica. As condições de ensaios foram determinadas próximas a de serviço a que o material será inserido sendo, para criogenia -54 ºC e para os ensaios de propagação de trinca por fadiga em atmosfera ambiente e névoa salina com concentração de solução de 3,5% e 5% NaCl, frequência de 15Hz e razões de carga R = 0,1 e 0,5. Os resultados em criogenia mostraram que há melhora nas propriedades trativas e estabilidade na tenacidade, pois o material retém dutilidade com o decréscimo da temperatura. Os ensaios de propagação de trinca por fadiga foram executados com ΔK decrescente e os parâmetros para geração de névoa salina foram determinados experimentalmente. As curvas de crescimento de trinca e determinação do fator limite foram comparadas quanto a razão de carga e atmosfera de ensaio. Observou-se que para os ensaios de propagação de trinca por fadiga a presença da névoa salina acelera a taxa de propagação e resultam em um fator limite menor. / The aviation industry has sought improvements with the concept of structural integrity, from the development of more optimized designs with production aircraft with low weight and secure. These projects ensure an aircraft more operationally doable and reduced fuel consumption, benefiting the manufacturer, operators and the people, applying the concept of green aircraft. Aerospace structures in operation receive requests loads typical of flight, how pressurization support and lift that produce several types and combinations of requests, such as tensile, compression, fatigue, torsion, bending, buckling , aeroelastic loads, vibration and flutter associated with critical environments. Knowledge about the behavior of the structural material into corrosive environments or cryogenic temperature, it is important for evaluation to the lifetime of the aircraft. Accordingly , the aim of this study was to estimate the behavior of AA2050 - T84 alloy, about corrosion-fatigue and fracture toughness at cryogenic situations and correlate with microstructure and fractography, by mechanical tests and fracture toughness at room temperature and cryogenic. The test conditions has been determined near of the service that the material will be inserted, for cryogenic temperature -54 ºC and testing of fatigue crack propagation in air and salt spray with concentration of 3.5% and 5% NaCl, frequency 15Hz and load ratios R = 0.1 and 0.5. The cryogenic results showed that there improvement in tensile properties and stability in toughness due the restraint of ductility with decreasing temperature. Tests of fatigue crack propagation were carried out with ΔK decreasing and the parameters to obtain salt spray were determined experimentally. The crack growth curves and determination of the threshold were compared the according to load ratio and test atmosphere. In the fatigue crack propagation it was observed that presence of salt spray accelerates the rate of propagation and result in a lower threshold.

Este estudo teve por finalidade estudar os efeitos da fototerapia com laser em baixa intensidade (Low Level Laser Therapy LLLT) sobre a inflamação e reparação após lesão criogênica realizada no sitema nervoso central (SNC) de ratos. Foram realizados 3 experimentos. Em todos os experimentos foi utilizado um modelo de deformação cortical direta induzida por lesão criogênica. A LLLT foi realizada com laser de diodo em baixa intensidade emitindo no vermelho visível (InGaAlP, 660 nm) ou no infravermelho (AlGaAr, 780 nm). Os parâmetros de irradiação foram: potência de 40 mW, área do feixe de 0,04 cm2, densidades de energia de 3 J/cm2 (3 s) ou 5 J/cm2 (5 s) determinando energias por ponto de 0,12 J e 0,20 J, respectivamente. Foram realizadas 2 irradiações com intervalo de 3 h, no modo contato e em 2 pontos por lesão. No experimento 1, 50 ratos da linhagem Wistar foram utilizados para determinar os parâmetros de LLLT capazes de influenciar na dinâmica da produção de citocinas proinflamatórias (TNF-a, IL-1b, IL-6) e antiinflamatória (IL-10). As citocinas foram mensuradas pelo teste ELISA no cérebro e no sangue dos animais, 6 e 24h após a lesão. Os grupos experimentais foram: controle (não irradiado) e 4 grupos irradiados com 3 J/cm2 ou 5 J/cm2 para cada comprimento de onda (n=10 por grupo). Para os experimentos 2 e 3 foram utilizados 40 ratos (20 não irradiados controles e 20 irradiados). A LLLT foi realizada somente com o parâmetro de irradiação do laser no infravermelho e a densidade de energia de 3 J/cm2. Nestes experimentos o processo de reparação das lesões criogênicas no SNC foi acompanhado em 6 h, 1, 7 e 14 dias após a última irradiação (n=5 por grupo por tempo experimental). No experimento 2 foi realizada a análise morfométrica da região lesionada do SNC. No experimento 3 foi analisada a distribuição das células inflamatórias (linfócitos T, leucócitos e macrófagos). Os dados de cada experimento foram comparados estatísticamente por análise de variância (ANOVA) ou Kruskal-Wallis seguido dos testes de Tukey ou de Dunn, respectivamente (F=5%). O trauma criogênico foi capaz de criar lesões focais no córtex representadas por necrose, edema, hemorragia e infiltrado inflamatório. Os achados mais marcantes foram: no experimento 1 com a irradiação do laser no infravermelho e 3 J/ cm2, o TNF- a e a IL-6 se mantiveram nos mesmos níveis em 6 e 24 h, enquanto no controle houve aumento significativo. Experimento 2: as lesões não tratadas apresentaram maior perda tecidual em 6 h que as irradiadas. Experimento 3: as lesões irradiadas apresentaram menor quantidade de leucócitos e linfócitos T nas primeiras 24 h do que nas lesões controle. A quantidade de macrófagos foi similar nos dois grupos. Conclusões: Levando em consideração as condições experimentais deste estudo concluiu-se que LLLT exerce efeitos nos processos de inflamação e reparação diminuindo a concentração de citocinas próinflamatórias (TNF-F e IL-6) no sangue e mantendo a de IL-1I no cérebro. Adicionalmente, diminui a perda tecidual inicial pós- lesão criogênica e a infiltração inicial de leucócitos e linfócitos T. / This study aimed to study the effects of phototherapy with low-intensity laser (Low Level Laser Therapy - LLLT) on inflammation and repair after cryogenic injury held in central nervous system (CNS) of rats. There were 3 experiments. In all experiments a model of deformation induced by direct cortical cryogenic injury was used. The LLLT was carried out with a low intensity diode laser emitting in the visible red (InGaAlP, 660 nm) or infrared (AlGaAs, 780 nm). The irradiation parameters were: power of 40 mW, beam area of 0.04 cm2, energy densities of 3 J/cm2 (3 s) or 5 J/cm2 (5 s) providing energy per point of 0.12 J and 0.20 J, respectively. Two irradiations were performed at 3 h-intervals, in contact mode and in 2 points for lesion. In experiment 1, 50 Wistar rats were used to determine the parameters of LLLT able to influence the dynamics of production proinflammatory cytokines (TNF-, IL-1 and IL-6) and antiinflammatory cytokine (IL- 10). Cytokines were measured by ELISA in the brain and blood of animals, 6 and 24 hours after injury. The experimental groups were: control (non-irradiated) and 4 irradiated groups [3 J/cm2 and 5 J/cm2 for each wavelength (n = 10 per group)]. For experiments 2 and 3 40 rats (20 non-irradiated - controls and 20 irradiated).were used. The LLLT was performed only with the parameter of laser irradiation on the infrared and the energy density of 3 J/cm2. In these experiments, the process of repair of cryogenic injury in the CNS was followed in 6 h, 1, 7 and 14 days after the last irradiation (n = 5 per group and time trial). In experiment 2 a morphometric analysis of the injured area of the CNS was done. In experiment 3 the distribution of inflammatory cells (lymphocytes, leukocytes and macrophages) was analyzed. Data from each experiment were compared statistically by analysis of variance (ANOVA) or Kruskal-Wallis followed by tests of Tukey or Dunn, respectively ( = 5%). Cryogenic trauma was able to create focal lesions in the cortex represented by necrosis, edema, hemorrhage and inflammatory infiltrate. The most striking findings were: in experiment 1 with the laser irradiation in the infrared and 3 J/cm 2, TNF- and IL-6 remained at the same levels at 6 and 24 h, while in the control there was a significant increase. Experiment 2: untreated lesions showed greater tissue loss than irradiated lesions in 6 h. Experiment 3: lesions irradiated had fewer leukocytes and lymphocytes in the first 24 h than control lesions. The amount of macrophages was similar in both groups. Conclusions: Considering the experimental conditions of this study it was concluded that LLLT has effects in the processes of inflammation and repair by decreasing the concentration of proinflammatory cytokines (TNF- and IL-6) in blood and holding the IL-1 in the brain. Additionally, decreases the initial tissue loss after cryogenic injury and the initial infiltration of leukocytes and lymphocytes T.

Este estudo teve por finalidade estudar os efeitos da fototerapia com laser em baixa intensidade (Low Level Laser Therapy LLLT) sobre a inflamação e reparação após lesão criogênica realizada no sitema nervoso central (SNC) de ratos. Foram realizados 3 experimentos. Em todos os experimentos foi utilizado um modelo de deformação cortical direta induzida por lesão criogênica. A LLLT foi realizada com laser de diodo em baixa intensidade emitindo no vermelho visível (InGaAlP, 660 nm) ou no infravermelho (AlGaAr, 780 nm). Os parâmetros de irradiação foram: potência de 40 mW, área do feixe de 0,04 cm2, densidades de energia de 3 J/cm2 (3 s) ou 5 J/cm2 (5 s) determinando energias por ponto de 0,12 J e 0,20 J, respectivamente. Foram realizadas 2 irradiações com intervalo de 3 h, no modo contato e em 2 pontos por lesão. No experimento 1, 50 ratos da linhagem Wistar foram utilizados para determinar os parâmetros de LLLT capazes de influenciar na dinâmica da produção de citocinas proinflamatórias (TNF-a, IL-1b, IL-6) e antiinflamatória (IL-10). As citocinas foram mensuradas pelo teste ELISA no cérebro e no sangue dos animais, 6 e 24h após a lesão. Os grupos experimentais foram: controle (não irradiado) e 4 grupos irradiados com 3 J/cm2 ou 5 J/cm2 para cada comprimento de onda (n=10 por grupo). Para os experimentos 2 e 3 foram utilizados 40 ratos (20 não irradiados controles e 20 irradiados). A LLLT foi realizada somente com o parâmetro de irradiação do laser no infravermelho e a densidade de energia de 3 J/cm2. Nestes experimentos o processo de reparação das lesões criogênicas no SNC foi acompanhado em 6 h, 1, 7 e 14 dias após a última irradiação (n=5 por grupo por tempo experimental). No experimento 2 foi realizada a análise morfométrica da região lesionada do SNC. No experimento 3 foi analisada a distribuição das células inflamatórias (linfócitos T, leucócitos e macrófagos). Os dados de cada experimento foram comparados estatísticamente por análise de variância (ANOVA) ou Kruskal-Wallis seguido dos testes de Tukey ou de Dunn, respectivamente (F=5%). O trauma criogênico foi capaz de criar lesões focais no córtex representadas por necrose, edema, hemorragia e infiltrado inflamatório. Os achados mais marcantes foram: no experimento 1 com a irradiação do laser no infravermelho e 3 J/ cm2, o TNF- a e a IL-6 se mantiveram nos mesmos níveis em 6 e 24 h, enquanto no controle houve aumento significativo. Experimento 2: as lesões não tratadas apresentaram maior perda tecidual em 6 h que as irradiadas. Experimento 3: as lesões irradiadas apresentaram menor quantidade de leucócitos e linfócitos T nas primeiras 24 h do que nas lesões controle. A quantidade de macrófagos foi similar nos dois grupos. Conclusões: Levando em consideração as condições experimentais deste estudo concluiu-se que LLLT exerce efeitos nos processos de inflamação e reparação diminuindo a concentração de citocinas próinflamatórias (TNF-F e IL-6) no sangue e mantendo a de IL-1I no cérebro. Adicionalmente, diminui a perda tecidual inicial pós- lesão criogênica e a infiltração inicial de leucócitos e linfócitos T. / This study aimed to study the effects of phototherapy with low-intensity laser (Low Level Laser Therapy - LLLT) on inflammation and repair after cryogenic injury held in central nervous system (CNS) of rats. There were 3 experiments. In all experiments a model of deformation induced by direct cortical cryogenic injury was used. The LLLT was carried out with a low intensity diode laser emitting in the visible red (InGaAlP, 660 nm) or infrared (AlGaAs, 780 nm). The irradiation parameters were: power of 40 mW, beam area of 0.04 cm2, energy densities of 3 J/cm2 (3 s) or 5 J/cm2 (5 s) providing energy per point of 0.12 J and 0.20 J, respectively. Two irradiations were performed at 3 h-intervals, in contact mode and in 2 points for lesion. In experiment 1, 50 Wistar rats were used to determine the parameters of LLLT able to influence the dynamics of production proinflammatory cytokines (TNF-, IL-1 and IL-6) and antiinflammatory cytokine (IL- 10). Cytokines were measured by ELISA in the brain and blood of animals, 6 and 24 hours after injury. The experimental groups were: control (non-irradiated) and 4 irradiated groups [3 J/cm2 and 5 J/cm2 for each wavelength (n = 10 per group)]. For experiments 2 and 3 40 rats (20 non-irradiated - controls and 20 irradiated).were used. The LLLT was performed only with the parameter of laser irradiation on the infrared and the energy density of 3 J/cm2. In these experiments, the process of repair of cryogenic injury in the CNS was followed in 6 h, 1, 7 and 14 days after the last irradiation (n = 5 per group and time trial). In experiment 2 a morphometric analysis of the injured area of the CNS was done. In experiment 3 the distribution of inflammatory cells (lymphocytes, leukocytes and macrophages) was analyzed. Data from each experiment were compared statistically by analysis of variance (ANOVA) or Kruskal-Wallis followed by tests of Tukey or Dunn, respectively ( = 5%). Cryogenic trauma was able to create focal lesions in the cortex represented by necrosis, edema, hemorrhage and inflammatory infiltrate. The most striking findings were: in experiment 1 with the laser irradiation in the infrared and 3 J/cm 2, TNF- and IL-6 remained at the same levels at 6 and 24 h, while in the control there was a significant increase. Experiment 2: untreated lesions showed greater tissue loss than irradiated lesions in 6 h. Experiment 3: lesions irradiated had fewer leukocytes and lymphocytes in the first 24 h than control lesions. The amount of macrophages was similar in both groups. Conclusions: Considering the experimental conditions of this study it was concluded that LLLT has effects in the processes of inflammation and repair by decreasing the concentration of proinflammatory cytokines (TNF- and IL-6) in blood and holding the IL-1 in the brain. Additionally, decreases the initial tissue loss after cryogenic injury and the initial infiltration of leukocytes and lymphocytes T.