Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T21:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 109899.pdf: 15782588 bytes, checksum: cbab4131369d5aa244b83eafdf4cb43b (MD5) Previous issue date: 1997 / O presente trabalho de Tese descreve o desenvolvimento de uma Bancada de ensaios mecânicos automatizados de cabos condutores de alta tensão a altas temperaturas, a qual foi instalada no Laboratório Central de Pesquisa e Desenvolvimento, no Centro Politécnico da UFPR em Curitiba. O "software" correspondente à automatização da mesma também está sendo apresentado. É apresentada na seqüência, tendo em vista que até o momento os ensaios de fluência a altas temperaturas não foram ainda normalizados, uma metodologia de ensaio de fluência a altas temperaturas que busca relacionar adequadamente os resultados dos ensaios com a otimização do projeto de linhas de transmissão. Está sendo igualmente incluído no trabalho um "software" simplificado, desenvolvido para o projeto de um lance de cabof incluindo um exemplo de aplicaçãot com o objetivo de melhor justificar a metodologia desenvolvida. Estão também descritos os trabalhos de calibração e compensação dos erros sistemáticos dos instrumentos.

Orientador: Amauri Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T22:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quaresma_JoseMariadoVale_D.pdf: 16020607 bytes, checksum: f6274de052946901fdb777df34aca910 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A imposição de uma ampla gama de condições operacionais em processos de fundição e lingotamento tem como decorrência direta a geração de uma diversidade de estruturas de solidificação. Parâmetros estruturais como tamanho de grão e espaçamento interdendrítico são bastante influenciados pelo comportamento térmico do sistema metal/molde durante a solidificação, impondo, conseqüentemente, uma correlação estreita entre este e a microestrutura resultante. As propriedades mecânicas de uma liga em seu estado bruto de solidificação dependem do arranjo microestrutural que se define no processo de solidificação. Nestas condições, tamanho de grão, espaçamentos interdendríticos, eventuais porosidades, produtos segregados e outras fases, é que irão definir o comportamento mecânico da liga, representado por tensões e/ou deformações. Expressões que correlacionam o comportamento mecânico com parâmetros da microestrutura são muito úteis para se buscar uma forma de planejamento prévio das condições de solidificação, em função de um determinado nível de resistência mecânica que se pretenda alcançar, ou seja, estabelecer um caminho de programação da microestrutura e das propriedades mecânicas. Neste particular, a literatura apresenta relações entre o limite de escoamento do material com o tamanho de grão, como a conhecida equação de Hall-Petch. Este trabalho avança nessa direção na busca de relações entre comportamento mecânico no campo plástico, espaçamentos dendríticos secundários e condições de solidificação. Para a análise de uma importante variável da solidificação em moldes de boa difusividade de calor, qual seja o coeficiente de transferência de calor metal/molde ('H IND. I¿), foram escolhidas como base de estudo ligas do sistemas Sn-Pb com composições Sn- 5% Pb, Sn- 10% Pb; Sn- 20% Pb; Sn- 38,1% Pb (eutética) além do elemento estanho. Essa escolha decorreu da facilidade de manipulação dessas ligas em laboratório e principalmente por possuírem propriedades termofisicas conhecidas. Neste particular foram investigadas as influências das seguintes condições operacionais sobre 'H IND. I¿ : espessura do molde, superaquecimento do metal líquido e magnitude do intervalo de solidificação. O confronto de resultados experimentais relativos à distribuição de temperaturas no metal e no molde durante a solidificação e resultados de simulação com um modelo numérico permitiram a obtenção de expressões, para cada caso, relacionando 'H IND. I¿ em função do tempo. Foi também analisada a transferência de calor da superfície externa do molde para o meio ambiente e desenvolvidas expressões que correlacionam o coeficiente de "transferência de calor molde/ambiente ('H IND. AMB¿), também em função do tempo. Para a correlação de parâmetros de estrutura dendrítica e propriedades mecânicas foram escolhidas as seguintes ligas do sistema AI-Cu: AI- 4,5% Cu; AI- 15% Cu. A mesma análise referente a 'H IND. I¿ e ('H IND. AMB¿ já mencionada foi estendida a essas ligas incluindo a liga de composição eutética (AI- 33% Cu) e o alumínio puro. Apoiados em resultados de ensaios de solidificação padronizados, espaçamento dendrítico secundário (EDS), e apoiados em modelos matemáticos de transferência de calor e de crescimento dendrítico, desenvolveram-se expressões correlacionando o limite de resistência à tração ('delta¿ 'mu¿) e o alongamento específico ('delta¿) como função de variáveis do sistema metal/molde, estabelecendo-se um caminho de programação da estrutura dendrítica e do nível de resistência como função de condições operacionais pré-estabelecidas no processo de solidificação / Abstract: The imposition of a wide range of operational conditions in foudry and static casting generates, as a direct consequence, a diversity of solidification structures. Structural parameters such as grain size and interdendrictic spacings are highly influenced by the thermal behavior of the metal/mold system. during solidification, consequently imposing a close correlation between the described system and the resulting microstructure. The mechanical properties of an alIoy in its crude state of solidification depend on the microstructural arrangement defined in the solidification process. Under the circumstances, the mechanical behavior of the alIoy, represented by stresses and/or strains, wilI be defined by grain size, interdendritic spacings, casual porosities, segregated products and other phases. Expressions correlating the mechanical behavior with microstructural parameters are very useful in order to search for a type of previous planning of the solidification conditions in terms of a determined leveI of mechanical resistance which is intended to be attained, e.g. to settle a way of programming the microstructure and the mechanical properties as well. Particularly, the literature in this field presents relations between the yield strength of the material and the grain size, such as the renowned HalI-Petch's equation. The present work advances in that direction, in search of relations among mechanical behavior in the plastic field, secondary dendritic spacings and solidification conditions. In order to analyze an important variable of solidification in molds with good heat diffusivity, like the metal/mold heat transfer coefficient, alloys of the Sn-Pb system - with compositions Sn- 5%Pb, Sn- 10%Pb, Sn- 20%Pb, Sn- 38,1%Pb (eutectic) - besides the element tin, were chosen. The choice was made because such alloys are easily handled in laboratory and chiefly because their thermophysical properties are well known. Particularly the influences of the following operational conditions on 'H IND. I¿ were investigated: mold thickness, liquid metal superheating and magnitude of the solidification range. Experimental results related to the distribution of temperatures in metal and mold during solidification, as compared with the results of simulation with a numerical model, made it possible to attain of expressions, for each case, by relating hi in terms of time. Heat transfer from the external surface of the mold to the environment was also analyzed; in the same manner, expressions were developed correlating the mold/environment heat transfer coefficient ('H IND. AMB¿) in terms of time as well. To correlate parameters of dendritic structures and mechanical properties, the following alloys of the AI-Cu system were chosen: AI- 4,5%Cu; AI- 15%Cu. The same aforementioned analysis referring to 'H IND. I¿ and hAmbwas extended to those alloys including the one of eutectic composition ( AI- 33%Cu ) and pure aluminum. Based upon results of standardized solidification tests, secondary dendritic spacing ( EDS ) and upon mathematical models of heat transfer and dendritic growth, expressions were developed correlating the ultimate tensile strength ('delta¿ 'mu¿) and specific elongation ('delta¿) as a function of variables of the metallmold system. Thus it was a way towards the programming of the dendritic structure and the leveI of resistance as a function of preestablished operational conditions in the solidification process / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Ricardo Henrique Medrano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T17:13:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_JosedeRibamarSeguins_M.pdf: 1048589 bytes, checksum: e490b4b1731dc280e72617956a7ea217 (MD5) Previous issue date: 1977 / Resumo: Resultados prévios no alumínio mostraram que a tensão crítica de cizalhamento resolvida não é a mesma para diferentes siste mas de deslizamento quando rnonocristais laminares são deformados. Isto e consequência ou de diferentes tensões necessarias para mover deslocações de cunha e hélice ou efeitos superfíciais (o alumínio tem uma camada fixa de óxido). No presente trabalho análises similares foram feitas em cobre. Monocristais lamiriares de orientação especial foram crescidos em atmosfera inerte num cadinho de grafite. O sistema de deslizamento é determinado seguindo a orientação do eixo de tensão. Com este proposto uma gaiola de deformação é ligada ao difratômetro de Raios-X e o movimento de eixo de tensão é medido usando-se a técnica de LAUE. Resultado similar é encontrado no alumínio, o que significa que diferenças no fluxo de tensões são regularmente testadas para deslocações / Abstract: Previous results in Aluminum have show that the Critical Resolved Shear Stress is not the same for different slip system when flat single crystals are deformed. This is consequence either different stress is necessary to move edge screw dislocation or surface effect (aluminum have a oxide layer attached). In the present work similar analysis have been done in copper. Flat single crystals of special orientation have beem grown Under inert atmosphere in a graphite mould. The slip system is determined by following the tensile orientation with this purpose a deformation frame is attached to the X-Rays difractomer and movement of the tensile axis is measured by using the LAUE technique. It is found similar results than in aluminum which means that differences in flow stress are mainly tested to dislocations / Mestrado / Física / Mestre em Física

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / A busca por veículos seguros é uma necessidade atual dado o grande número de colisões veiculares, conforme mostrado por estatísticas de trânsito. Para o desenvolvimento de veículos mais seguros é necessário o entendimento do esmagamento axial de seus componentes estruturais durante colisões, pois a deformação de tais componentes absorve grande parte da energia cinética. Neste sentido, este trabalho apresenta um estudo acerca do esmagamento axial de tubos de seção quadrada usados como absorvedores de energia. Esses tubos constituem geometrias representativas do crash box, um absorvedor de energia posicionado entre o para-choque e as longarinas de muitos modelos de veículos. Para o desenvolvimento do trabalho, a influência de três parâmetros foi estudada: material da composição do absorvedor (alumínio e aço), espessura da parede e presença de furos laterais circulares nas paredes dos absorvedores. Os estudos foram realizados por meio de ensaios de esmagamento em baixa velocidade (solicitação quase-estática) e simulações numéricas foram executadas com o objetivo de analisar os modos de flambagem e a distribuição de tensão ao longo das paredes dos absorvedores de energia. Indicadores de desempenho foram estabelecidos e comparados com a finalidade de identificar os absorvedores mais eficientes. Verificou-se que a espessura da parede e o material influenciam significativamente os indicadores de desempenho estudados. Sobre a influência dos furos laterais, foi constatado que esses constituem concentradores de tensão e estabelecem um padrão de distribuição da tensão ao longo das paredes dos tubos, o que altera o processo de deformação dos absorvedores de energia e consequentemente influencia os indicadores de desempenho analisados. Em relação ao indicador de desempenho energia absorvida, verificou-se um aumento de 28% para os absorvedores fabricados em aço e de 67% para os absorvedores fabricados em alumínio quando a espessura da parede foi aumentada. Sobre o estudo da presença de furos, foi verificado um aumento de 15% da energia específica para o caso do aço e 9% para o alumínio quando o absorvedor de melhor desempenho foi comparado ao absorvedor sem furos laterais. Como inovação em relação aos trabalhos apresentados pela literatura estudada, apresenta-se o estudo da presença de várias camadas de furos laterais e o uso de simulações numéricas de distribuição de tensão como forma de entendimento do esmagamento axial de absorvedores de seção quadrada. / The search for safe vehicles is essential nowadays due to the large number of car crashes, as can be noted by the traffic statistcs. In order to design safer vehicles, it is necessary the understainment on how the structural components of the car behaves under axial crushing, since its deformation absorbes a large percentage of the kinetic energy. In this sense, this work presents a study on the axial crushing of square tubes used as energy absorbers. These tubes are representatives of crash box, which is an energy absorber placed between the bumper and the side members of many vehicles. In order to develop this work, three parameters were studied: material used on the absorber (aluminium and steel), wall thickness and the presence of circular holes on the tubes’ walls. The studies were conducted by means of low-speed crushing testes (quasi-static solicitation) and numerical simulations were conducted in order to analysis the buckling modes and the stress distribution along the absorbers’ walls. Performance indicators were stablished and compared for the purpose of finding the most efficient absorbers. It was found that the tube’s wall thickness and its material have a great influence on the performance indicators. Concerning to the influence of the lateral holes, it was verified that the holes work as stress concentrators and induce a pattern for the stress distribution along the tubes’ walls. This pattern changes the way the energy absorber deformates, and the performance indicators also change as a consequence. Concerning to the Absoved Energy, an increase of 28% was verified in the absorbers made with steel and 67% for the absorbers made with aluminum when the wall thickness was increased. About the study related to the presence of lateral holes, it was verified an increase of 15% for steel and 9% for aluminum when the best absorber was compared to its equivalent with no holes. As innovation, this work provides a study concernig to the presence of various layers of lateral holes and the use of numerical simulations to promote a better understanding about the crhusing behavior of tubes used as energy absorbers.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-05-17T13:36:13Z No. of bitstreams: 1 2016_KarenVivianaFabaraHernandez.pdf: 2185435 bytes, checksum: 0726fcb5f1846fde5cefba17fee5a10d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-05-24T20:09:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_KarenVivianaFabaraHernandez.pdf: 2185435 bytes, checksum: 0726fcb5f1846fde5cefba17fee5a10d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-24T20:09:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_KarenVivianaFabaraHernandez.pdf: 2185435 bytes, checksum: 0726fcb5f1846fde5cefba17fee5a10d (MD5) / O presente trabalho investiga o comportamento tensão-deformação cíclico e em fadiga da liga de alumínio 7050-T7451. Corpos de prova de seção circular cheia foram submetidos a deformação uniaxial controlada com razão de deformação igual a -1 e 0,01. Nos ensaios com -1, observou-se um pequeno amolecimento cíclico do material para amplitudes de deformação superiores a 0,85%. Para amplitudes de deformação inferiores a 0,85% o material não exibiu encruamento cíclico. A análise dos laços de histerese estabilizados indica que o material investigado exibe comportamento não-Masing para amplitudes de deformação inferiores a 0,6%. Nos ensaios com 0,01 observou-se um pequeno endurecimento cíclico do material para amplitudes de deformação acima de 0,5%. Para amplitudes de deformação inferiores a 0,5% o material não exibiu encruamento cíclico. Observou-se ainda que a tensão média de tração observada no primeiro ciclo de carregamento sofre um relaxamento, sendo este mais pronunciado nos primeiros ciclos de carregamento. Foram determinadas as propriedades cíclicas do material presente no interior e próximo à superfície da placa laminada utilizada para fabricação dos corpos de prova. Não foi observada uma variação significativa das propriedades cíclicas ao longo da espessura do bloco. A correlação entre as vidas observadas e as estimadas com a relação de Smith, Watson e Topper foi bastante satisfatória (todos os dados dentro de uma banda de fator 2). _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The cyclic stress-strain and fatigue behaviors of aluminum alloy 7050-T7451 are investigated in this work. Solid cylindrical specimens were subjected to strain-controlled uniaxial loading with strain ratio equal to -1 and 0.01. For , small cyclic softening of the material was observed for strain amplitudes greater than 0.85%. For strain amplitudes less than 0.85%, no cyclic hardening/softening was observed. The stabilized hysteresis loops of the material exhibit non-Masing behavior for strain amplitudes less than 0.6%. For 0.01, small cyclic hardening was observed in the material for strain amplitudes greater than 0.5%. For strain amplitudes less than 0.5%, no cyclic hardening/softening was observed. No significant variation of the cyclic properties along the thickness of the alloy 7050 plate was observed in the range of fatigue lives investigated (10105 cycles to failure). The mithWatsonTopper (SWT) parameter can satisfactorily correlate all the fatigue experiments on 7050-T7451 conducted in this study.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-05-07T18:41:32Z No. of bitstreams: 1 2018_CainãBemficadeBarros.pdf: 12251436 bytes, checksum: 876fa05cf00aed82da7e296be39eec5e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-05-23T11:34:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_CainãBemficadeBarros.pdf: 12251436 bytes, checksum: 876fa05cf00aed82da7e296be39eec5e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-23T11:34:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_CainãBemficadeBarros.pdf: 12251436 bytes, checksum: 876fa05cf00aed82da7e296be39eec5e (MD5) Previous issue date: 2018-05-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / Os objetivos deste trabalho são investigar o comportamento tensão-deformação cíclico e a fadiga multiaxial do aço inoxidável 304L por meio de ensaios axiais, torsionais e axiais-torsionais proporcionais totalmente alternados controlados por deformação à temperatura ambiente e avaliar os modelos de fadiga do tipo plano crítico propostos por Smith, Watson e Topper (1970), e Fatemi e Socie (1988) em relação à previsão de vida à fadiga e à orientação das trincas macroscópicas. Corpos de prova tubulares com paredes finas usinados após o tratamento térmico de normalização foram submetidos a amplitudes de deformação equivalente de von Mises tais que 0,20% ≤ Δ/2 ≤ 1,00%. Devido à dependência da taxa de carregamento do comportamento tensão deformação do aço inoxidável 304L, todos os ensaios foram realizados com frequências (0,30-2,00 Hz) tais que a taxa de deformação equivalente de von Mises fosse igual a 10-2 s-1. Observou-se que o endurecimento secundário nos ensaios proporcionais só ocorreu para amplitudes de deformação equivalente Δ/2 ≥ 0,80% enquanto todos os ensaios axiais-torsionais apresentaram endurecimento secundário. Baseado na comparação entre os estados de tensão, concluiu-se que há falha por fadiga antes que o endurecimento secundário se torne significativo para os ensaios proporcionais cuja Δ/2 ≤ 0,60%. Observou-se um comportamento do tipo Masing para uma faixa de deformação axial Δ/2 ≤ 0,40% e torsional Δ/2 ≤ 0,61% para ensaios axiais, torsionais e proporcionais. A deformação equivalente de von Mises não pode ser usada como parâmetro limite para o comportamento Masing já que o ensaio proporcional cuja Δ/2 = 0,50% apresenta comportamento semelhante àquele de ensaios cuja Δ/2 ≤0,50%, o que não ocorre para o ensaio axial de mesma amplitude de deformação equivalente. Observou-se não proporcionalidade nos espaços das tensões desviadoras e das deformações plásticas para os ensaios proporcionais no espaço das deformações totais. No entanto, não se observou um aumento na amplitude de tensão destes ensaios quando comparados a ensaios axiais e torsionais, o que sugere que o endurecimento não proporcional está associado à não proporcionalidade no espaço das deformações totais. Não houve influência significativa do endurecimento secundário na análise de fadiga, já que não houve diferença significativa entre as estimativas de vida realizadas com constantes materiais obtidas de diferentes ciclos de referência para os dois modelos. Os modelos investigados previram a vida à fadiga com boa acurária, mas falharam em prever a orientação das trincas para todas as três histórias de deformação. / The goals of this work are to investigate the cyclic stress-strain behaviour and the multiaxial fatigue of the 304L stainless steel through fully reversed strain-controlled axial, torsional and proportional axial-torsional experiments at room temperature and to evaluate the critical plane fatigue models proposed by Smith, Watson and Topper (1970), and Fatemi and Socie (1988) regarding the fatigue life and the macroscopic fatigue crack orientation. Thin-walled tubular specimens machined after a normalization heat treatment were submitted equivalent von Mises strain amplitudes such that 0:20% "eq=2 1:00%. Due to the rate-dependent cyclic stressstrain behaviour of the 304L stainless steel, all experiments were performed with frequencies (0.30{2.00 Hz) such that the equivalent von Mises strain rate was equal to 102 s1. It was observed that the secondary hardening upon proportional loads occurred only for "eq=2 0:80%, whilst it occurred for all axial and torsional experiments. Based upon the comparison between stress states, it was concluded that fatigue failure occurs before the secondary hardening becomes important for proportional experiments whose "eq=2 0:60%. A Masing-type behaviour was observed for a range of axial strain "=2 0:40% and torsional strain sur=2 0:61% for axial, torsional and proportional experiments. The equivalent von Mises strain amplitude cannot be used as a threshold since the proportional experiment whose "eq=2 = 0:50% exhibits a behaviour similar to experiments whose "eq=2 < 0:50%, which does not occur for the axial experiment with the same equivalent strain amplitude. non-proportionality upon deviatoric stress and plastic strain spaces was observed for proportional experiments upon total strain space. Nonetheless, an increase in stress amplitude was not observed for those experiments when compared to axial and torsional ones, which suggests that non-proportional hardening is related to non-proportionality upon the total strain space. There was no signi cant inuence of secondary hardening upon fatigue analysis since there was no signi cant di erence between life predictions generated from material constants obtained from di erent reference cycles for both models. The investigated models predicted accurately fatigue life, but failed to predict crack orientation for all the three strain histories.

Tese (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-05T14:12:29Z No. of bitstreams: 1 2017_WeimarSilvaCastilho.pdf: 11425631 bytes, checksum: 7ed2c8cfd2a72a3b8f4856c130c8dbb2 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-11T16:21:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_WeimarSilvaCastilho.pdf: 11425631 bytes, checksum: 7ed2c8cfd2a72a3b8f4856c130c8dbb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-11T16:21:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_WeimarSilvaCastilho.pdf: 11425631 bytes, checksum: 7ed2c8cfd2a72a3b8f4856c130c8dbb2 (MD5) Previous issue date: 2017-08-10 / As ligas com memória de forma possuem a habilidade de retornar, após uma deformação pseudoplástica a um formato ou tamanho previamente definido, quando submetidas a um ciclo termomecânico adequado. Essas ligas exibem duas propriedades fundamentais: a pseudoelasticidade e o efeito memória de forma. O tratamento criogênico é muito utilizado na indústria para melhorar as propriedades mecânicas dos aços, fundamentalmente a resistência ao desgaste. O objetivo desta pesquisa foi investigar se e como o tratamento criogênico afetaria as propriedades térmicas e mecânicas de duas ligas de NiTi, sendo uma austenítica Ni57Ti43 e outra martensítica Ni55Ti45 na faixa de temperatura de 24°C à 27°C. A metodologia empregada consistiu de uma análise experimental comparativa entre propriedades térmicas e mecânicas das ligas como recebidas, com as tratadas criogenicamente. E de análise microestrutural dos mesmos materiais para explicar os resultados. O tratamento criogênico consistiu em um resfriamento à -196 °C, por imersão em nitrogênio líquido, em diferentes tempos de imersão que variaram entre 6 e 48 horas. As propriedades térmicas (temperaturas de transformação de fase e calor latente de transformação) foram avaliadas por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), e as mecânicas (módulo de elasticidade e amortecimento) por excitação por impulso, também foi avaliada a dureza Rockell - B. A análise microestrutural foi realizada por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de raios X (DRX) e Fluorescência de raios X (FRX). Os resultados mostraram que, independente do tempo de resfriamento criogênico, o módulo elástico, a dureza e as fases presentes no material não sofreram modificações. Porém, houve aumento nas seguintes propriedades das ligas: temperatura de transformação de fase, histerese térmica e amortecimento. As observações das análises microestruturais permitiram concluir que não houve aumento no tamanho médio do grão. / The shape-memory alloys bear the ability of returning, after a pseudoplastic deformation, to a size or shape previously when submitted to an adequate thermomechanical cycle. Those alloys present two fundamental properties: the pseudoelasticity and the shape-memory effect. The cryogenic treatment is very much used in industry for the improvement of the mechanical properties of the steel, essentially the abrasion resistance. The objective of this research was to investigate whether and how the cryogenic treatment would affect the thermal and mechanical properties of two shape-memory alloys, one austenitic Ni57Ti43 and another martensitic Ni55Ti45, in a temperature range from 24 ºC to 27º C . The method consisted of an experimental comparative analysis of the thermal and mechanical properties of the alloys in as received and the cryogenically treated conditions. Also a microstructural analysis of the same material was carried out to explain the results. The cryogenic treatment consisted of a cooling action at -196 º C through immersion in liquid nitrogen in different periods of immersion that varied between 6 and 48 hours. The thermal properties (phase transformation temperatures and transformation latent heat) were evaluated by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and the mechanic (modulus of elasticity and damping) technique through impulse excitation; the hardness was also evaluated. The microstructural analysis accomplished through Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD) and X-Ray Fluorescence (XRF). The results showed that apart the cryogenic cooling time, the modulus of elasticity, the hardness and the phases that were present in the material did not undergo modifications. Nevertheless, there was an increase in the following properties of the alloys: toughness, phase transformation temperature, thermal hysteresis and damping. The observations of the microstructural analyses enabled the conclusion that there was no increase in the average grain size.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-08-01T18:45:02Z No. of bitstreams: 1 2017_EduardoMartinsFontesdoRêgo.pdf: 7291379 bytes, checksum: 926fc7bacaecee6dd752d2d7412a3c4c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-24T16:43:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_EduardoMartinsFontesdoRêgo.pdf: 7291379 bytes, checksum: 926fc7bacaecee6dd752d2d7412a3c4c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-24T16:43:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_EduardoMartinsFontesdoRêgo.pdf: 7291379 bytes, checksum: 926fc7bacaecee6dd752d2d7412a3c4c (MD5) Previous issue date: 2017-08-24 / No presente trabalho é proposta uma metodologia para estimar a vida útil de componentes sob fadiga por fretting utilizando o modelo da Mecânica da Fratura Baseada em Deformação (MFBD), que é basicamente um modelo da Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE) desenvolvido para considerar os efeitos da não linearidade do material. Neste modelo não há necessidade de distinguir a vida em iniciação e propagação de trincas, a vida é considerada como sendo apenas de propagação. Considera-se a modelagem de trinca curta, na qual o comportamento do material é não linear, isto é, fora do domínio da MFLE. A propriedade de plasticidade do material é levada em conta pela curva de Ramberg-Osgood em associação com a regra de Neuber. No final do processo de estimativa de vida, a regra de crescimento de trincas de Paris-Erdogan é aplicada para obter o número de ciclos. O fator de intensidade de tensão é obtido pelo método da Função Peso, no qual as distribuições de tensões são obtidas pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) por meio do programa comercial ANSYS, onde considera-se o contato entre dois corpos. A análise numérica apresentada aqui para a estimativa da vida de fadiga por fretting é comparada com dados experimentais do alumínio 7050-T7451. / In the present work, a methodology is proposed to estimate the life of components under fretting fatigue using Strain-based Fracture Mechanics (SBFM) models, which is basically a modification of the Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) to consider the non-linear properties of materials under the aforementioned condition. This model does not require two steps to model fatigue life, being considered only the life propagation. A short crack behavior is applied here, where the material behavior is non-linear, i.e., outside the LEFM domain. The plasticity property of the material is taken into account by the Ramberg-Osgood curve in association with the Neuber rule. At the end of the process, the Paris-Erdogan crack growth rule is applied to estimate the fatigue life N. The Stress Intensity Factor is obtained by Weight Function method, where the stress distribution are computed by Finite Element Method (FEM) through the commercial program ANSYS, taking in consideration the contact between the surfaces. The numerical analysis presented here for estimation of fretting fatigue life is compared with experimental available data from aluminum 7050-T7451.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-01T18:07:46Z No. of bitstreams: 1 2016_EduardoLuisSouzadeAthaydeNunesFilho.pdf: 4945313 bytes, checksum: d0dc6d99f94f45f734fc3a411f93e4c0 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-10-03T22:20:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_EduardoLuisSouzadeAthaydeNunesFilho.pdf: 4945313 bytes, checksum: d0dc6d99f94f45f734fc3a411f93e4c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-03T22:20:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_EduardoLuisSouzadeAthaydeNunesFilho.pdf: 4945313 bytes, checksum: d0dc6d99f94f45f734fc3a411f93e4c0 (MD5) / Este trabalho apresenta uma análise das tensões e deformações observadas nos fios do cabo condutor de linhas de transmissão de energia elétrica, na vizinhança de grampos de suspensão. O estudo considera um cabo IBIS submetido a condições de pré carga (EDS), carga de aperto no grampo e carregamento vibratório tipicamente associado a forças do vento. As simulações numéricas adotaram condições de carregamento consideradas em análises experimentais. O problema se mostra complexo em diversos aspectos, incluindo: (i) deformações plásticas de grande amplitude, (ii) centenas de regiões de contato, mesmo em pequenos trechos do cabo, (iii) necessidade de refinamento elevado da malha em cada região de contato, que levam a desafios como a solução de problemas envolvendo milhões de equações não lineares e estratégias de simulação numérica que evitem simultaneamente o travamento e os modos espúrios de deformação. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work aims to present an analysis of stresses and strains observed on the threads of electric transmission line conductors, in the neighborhood of suspension clamps. The study focuses on the IBIS cable submitted to conditions of Every Day Stress (EDS), clamp load and bending loads associated to aeolian forces. The numerical simulations adopted loading conditions typically considered in experimental analyses. The problem exhibits many complex features, including: (i) large plastic strains, (ii) hundreds of contact regions, even in small portions of cable, (iii) the need of highly refined mesh in the neighborhood of each contact region, which lead to challenges as the solution of problems involving millions of nonlinear equations as well as strategies of numerical simulations which tackle simultaneously the locking and hourglass modes often present when isochoric strains are involved.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000406952-Texto+Completo-0.pdf: 10493675 bytes, checksum: 514ad39fc15f49de414def5aa3804783 (MD5) Previous issue date: 2008 / In this work was experimentally analyzed the process of radial deformation in copper pipes submitted to a thermomechanical cycles in heat exchangers. The main objective is the study of the dent formation in order to understand the cause of the deformation. A simulator was build using R-22 as a fluid refrigerant to repeat the process of formation the dent. The external frost formation on the tube was made in the artificial way. The defrost was made by hot gas method, same as occurred in commercial applications. Control devices and sensors were used to measure data and control variable process to analyse the gradual formation of the dent, relating the intensity of the deformation with the severity of pressure cycle and temperature. The properties of the new tube, expanded tube and the defective tube were evaluated by microstructure analysis, tensile and indentation tests, observing the different behavior of the material to each state of mechanical processing. With the results achieved it was possible to verify that the layer thickness of the ice has great influence in the dent deformation, and the curves of the evaporator are less subject to the dent formation than pipes. The increase of pressure drop in the evaporator has directly influence on the temperatures of the system, which shows one accented loss of efficiency. The dent occurrence always is located near the entry of the fluid refrigerant. Finally, the correlation between bad operational practices and the absence of periodic cycles of defrost induce the formation the dent defect. / Neste trabalho foi analisado experimentalmente o processo de deformação radial em tubos de cobre que estão submetidos a ciclos termomecânicos em trocadores de calor. O objetivo principal consiste no estudo da formação do defeito tipo rechupe, visando entender a origem da deformação. Para a repetição do processo de formação do defeito, construiu-se uma bancada de testes utilizando o fluido refrigerante R-22, semelhante ao que ocorre em aplicações comerciais. A formação da camada de gelo externa ao tubo de testes foi feita de maneira artificial, ocorrendo o degelo por vapor superaquecido, retratando o que ocorre na prática. Foram utilizados instrumentos de controle e de coleta de dados para a comprovação da gradual formação do rechupe, relacionando a sua intensidade com a severidade dos ciclos de pressão e temperatura. As propriedades do tubo novo, expandido e do tubo defeituoso foram avaliadas com a análise da microestrutura, ensaios de tração e indentação, observando as diferentes respostas do material cada estado de processamento mecânico. Com os resultados obtidos foi possível verificar que a espessura da camada de gelo possui grande influência na deformação tipo rechupe, e que as curvas dos evaporadores estão menos sujeitas a formação do defeito que os tubos.O aumento da perda de carga no evaporador influencia diretamente as temperaturas do sistema, retratando uma acentuada perda de eficiência. A ocorrência do rechupe está sempre localizada próxima a entrada do fluido refrigerante. Finalmente, a correlação entre a má prática operacional, a ausência de ciclos periódicos de degelo, induz a formação do defeito tipo rechupe.