Historicamente, as atividades de manutenção têm sido caracterizadas como um problema dentro das organizações. Entretanto, nos últimos anos, esta atitude tem sido revista e tem levado a um reconhecimento da manutenção como uma função estratégica nas empresas. Esta mudança do papel da manutenção é fruto da globalização de mercados, que forçam as organizações a competir não somente em qualidade, diferenciação ou preço, mas também, em inovações tecnológicas, redução de tempo de atendimento e tecnologia de informação. A informação é um recurso essencial para direcionar e atingir os objetivos da gestão. No caso da manutenção, a coleta e análise de dados são recursos indispensáveis para o monitoramento e controle de suas atividades. O sistema proposto visa o atendimento dessas expectativas, através da aquisição de dados por sensores de emissão acústica em equipamentos rotativos. A pesquisa buscou a confirmação de que é possível a detecção de falhas em mancais de rolamentos, a partir do monitoramento dos níveis de emissão acústica, e assim conseguir uma forma pró-ativa de gerir a manutenção. A análise dos dados coletados fornece parâmetros para que se possam gerar informações que disparem ações, tanto do departamento de manutenção como dos demais setores envolvidos (direta ou indiretamente) com suas atividades, de maneira integrada. / Historically, the maintenance activities have been characterized as a problem for the organizations. However, in the last years, maintenance has been recognized as strategic for the enterprises. This change in the role played by maintenance is a result of the globalization of markets that force the organizations to compete not only in quality, prices, but also in technology innovation, time to market and information technology. Information is an essential resource for achieving the objectives of managing. Regarding to maintenance, the gathering and analysis of data are of fundamental importance for the monitoring and control of the related activities. The system proposed in this research has the objective of improving the managing of maintenance through the data acquisition of acoustic emission in rotary equipments. This research aims at the confirmation of the possibility of monitoring failure in ball bearings though the monitoring of acoustic emission and from this information to manage the maintenance processes. The analysis of the collected data offered parameter for the generation of a list of integrated actions for the maintenance department as well other involved sectors of the company.

Orientador: Renato Pavanello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T02:11:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zavala_PauloAlexandreGalarce_M.pdf: 8555394 bytes, checksum: 8fdadf9f1b23563d93f65871a8ee18f8 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Neste trabalho buscou-se um Método de Acoplamento Fluido-Estrutura que levasse em consideração a presença de meio fluido infinito. Após uma revisão de literatura sobre tratamento de meios infinitos, adotou-se o Método Dirichlet-to-Neumann (DtN), por ser exato, não reflexivo e podendo ser diretamente inserido no Método de Elementos Finitos (MEF) usado na modelagem Fluido-Estrutura. Assim, a modelagem clássica em elementos finitos para meios estrutural e fluido são apresentadas conjuntamente com a formulação para alguns elementos simples bi-dimensionais. O Método DtN para meios fluido infinitos e semi-infinitos é apresentado junto com sua forma discretizada para inclusão no MEF, sendo discutida suas principais implicações. Um Método de Expansão de Resultados para fora do domínio discretizado é apresentado. A modelagem Fluido-Estrutura em meio fluido infinito usando-se o Mapeamento DtN (MEF jDtN) é apresentada. Na sequência, é feita a investigação do Método DtN, com a validação da implementação adotada, análise da influência dos parâmetros do Método DtN e análise do Método de Expansão dos Resultados. Para a investigação da modelagem Fluido-Estrutura com Mapeamento DtN foram escolhidos dois exemplos, o primeiro traz a comparação de resultados experimentais (de outro autor) do campo acústico radiado a partir de uma placa vibrando em meio aéreo (espaço completo) com resultados usando-se o MEF jDtN. O segundo exemplo traz a comparação de resultados obtidos usando-se o Método de Elementos de Contorno para o comportamento dinâmico estrutural de uma viga cantilever (engastada-livre) em uma parede infinita (semi-espaço) com resultados usando-se o MEF jDtN. Ao final, são apresentadas sugestões para trabalhos futuros dentro desta área de pesquisa / Abstract: This work were interested in finding a method of fluid-structure coupling with infinite fluid medium. After a literature analysis in infinite fluid medium modeling, were adopted the Dirichlet-to-Neumann (DtN) Method, wich is exact, non refiexive and can be directly included in the Finite Element Method (FEM) wich is used in fluid-structure modeling. First, the classic finite element modeling for structure and fluid are presented with the formulation of some simple bi-dimensional elements. The DtN Method for infinite and semi-infinite fluid medium is presented with the discretized form for inclusion in FEM. The main implications of that are discussed. A method of expansion of results for outside of the discretized domain is presented. The fluid-structure modeling with DtN mapping (FEMjDtN) is presented. A investigation of the DtN Method is shown, with validation of the computational code adopted, analysis of the influence of the DtN parameters and analysis of the Method of Expansion of Results. Two examples were choosen for the investigation of the fluid-structure modeling with DtN mapping. The first is a comparision of experimental results (made by other author) of the acoustic field radiated from a vibrating plate in air medium (fulI space) with results obtainned using FEMjDtN. The second, brings a comparision of results obtainned using the Boundary Element Method, for the dynamic behaviour of a cantilever beam (clamped-free) in an infinite wall (semispace) with results obtainned using the FEMjDtN. Finally, are presented sugestions for future works in this research area / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: José Alfredo Covolan Ulson / Banca: José Carlos de Melo Vieira Junior / Banca: Renato Crivellari Creppe / Resumo: Os transformadores são equipamentos importantes do sistema elétrico de potência, possuem alto custo e suas falhas tem influência direta na qualidade da energia entregue aos consumidores. Uma das principais causas de falhas em transformadores imersos em líquido isolante, as descargas parciais, advém da degradação física e química do sistema de isolação devido à diversos fatores tais como sobrecarga, cargas não-lineares, chaveamento e superaquecimento. Essas descargas parciais aceleram a degradação do dielétrico do transformador e podem levar à destruição do equipamento, ocasionando elevado prejuízo financeiro. Dessa forma, são necessárias ações de prevenção de falhas causadas por descargas parciais em transformadores, através de métodos de monitoramento e localização. Este trabalho teve por objetivo apresentar um método de localização de descargas parciais em transformadores de potência imersos em óleo mineral isolante utilizando o método de emissão acústica e sistemas inteligentes do tipo redes neurais artificiais e algoritmos genéticos. Foram aplicadas métricas de processamento de sinais aos sinais acústicos gerados a partir de descargas parciais e obtidos através de sensores piezelétricos de baixo custo instalados no lado externo do tanque do transformador. Estas métricas foram utilizadas para treinamento das redes neurais a fim de obter a distância euclidiana entre os sensores e as descargas parciais. Essas distâncias euclidianas foram utilizadas em um sistema não-linear d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Transformers are important devices of the electric power system, which have high cost and their failures have a direct influence on the power quality delivered to the consumers. One of the main causes of failures in oil-immersed transformers, the partial discharges, comes from the physical and chemical degradation of the insulation system due to several factors such as overload, non-linear loads, switching and overheating. These partial discharges accelerate the degradation of the transformer dielectric and they can lead to the destruction of the equipment, causing high financial losses. Thus, actions are necessary to prevent faults caused by partial discharges in transformers, through monitoring and locating methods. The aim of this work was to present a method for locating partial discharges in oil-immersed power transformers using the acoustic emission method and intelligent systems such as artificial neural networks and genetic algorithms. Signal processing metrics were applied to the acoustic signals generated from partial discharges and obtained by low-cost piezoelectric sensors installed on the external side of the transformer tank. These metrics were used to train the neural networks in order to obtain the euclidean distance between the sensors and the partial discharges. These euclidean distances were used in a nonlinear location system, which was solved through a genetic algorithm in order to obtain the three-dimensional coordinates of the partial discharge. The ana... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Refratários são materiais com microestrutura heterogênea constituída de uma fração grosseira, os agregados, e de uma fração mais fina, a matriz, em que ambas exercem papéis fundamentais nas propriedades dos refratários, sendo a resistência ao dano por choque térmico, uma das mais importantes. Para avaliar essa questão crítica dos refratários há necessidade de se conhecer bem seu comportamento à propagação de trinca, principalmente quando submetido a uma tensão. Porém, devido à complexidade da estrutura desses materiais, o comportamento das regiões à frente e atrás da ponta da trinca sempre foi muito discutido, só que essa discussão sempre fez uso de modelos e simulações computacionais, já que é prevista uma zona de processo, em que diferentes mecanismos podem absorver energia aumentando a resistência à propagação da trinca principal. Nesta tese foi proposto o estudo experimental do comportamento da propagação de trinca em refratários, visando entender os mecanismos de resistência à propagação de trinca e o caminho das trincas propagantes, utilizando o método da cunha para propagação estável da trinca, que é o mais adequado para essa classe de materiais. Para isso foram utilizados, dois refratários distintos: tijolo e concreto, ambos de alta alumina. No tijolo, para visualização do caminho da trinca propagante após o ensaio, o caminho da trinca foi infiltrado com cola instantânea para garantir a integridade da mesma, a fim que amostras pudessem ser preparadas para análise de imagens em microscópio eletrônico de varredura. Devido à dificuldade dessa preparação, e de só ser possível observar a trinca após a propagação, um microscópio digital passou a ser utilizado in loco ao ensaio. Esse estudo foi realizado com o concreto, sendo possível associar o comprimento da trinca com a curva carga-deslocamento. A fim de complementar o estudo do processo de fratura, a técnica de emissão acústica (EA) passou a ser utilizada nos ensaios de propagação de trinca, já que quando um material é submetido a uma carga e as trincas se desenvolvem, há liberação de energia de deformação do material, sendo possível capturar os dados de energia dos sinais gerados pela propagação. Sendo assim foi possível correlacionar resultados de energia de fratura, início e tamanho de trinca com as curvas carga-deslocamento, carga-tempo, e inclusive, com a contagem de sinais acumulada-tempo, que foi complementar na estimativa da zona de processo completa, ou seja, os fenômenos produzidos atingiram o estado estacionário. A região em que se encontra o final da zona de processo coincide com o fim do regime estacionário, que é onde a trinca atravessa o corpo de prova. Dessa forma, mostra-se com essa tese, que o corpo de prova utilizado para a propagação estável de trinca pelo método da cunha, nas dimensões atuais, são suficientes para o desenvolvimento de todos os mecanismos de resistência à propagação de trinca em refratários. / Refractories are materials with heterogeneous microstructure, consisting of a coarse fraction, aggregates, and a finer fraction, the matrix, in which both play key roles in the properties of the refractory, and the resistance to thermal shock damage, one of the most important. To examine this critical issue of the refractory is no need to be familiar with their behavior to crack propagation, especially when subjected to a stress. The behavior of the regions ahead of and behind the crack tip has been discussed exhaustively, because a process zone was envisaged in which different mechanisms could absorb energy, thus increasing the propagation resistance of the main crack. However, this discussion has always been based on the use of models and computer simulations. The thesis presented here proposes an experimental study of the behavior of crack propagation in refractories, aiming to understand the mechanisms of crack propagation resistance and the crack propagation path, using the wedge splitting method to achieve stable crack propagation. To this end, two different refractory materials were used: brick and concrete, both high alumina. Based on the stable crack propagation test by the wedge method, techniques were sought that would aid in the visualization of crack propagation. In brick, the crack path was infiltrated with instant glue and infiltrated samples were examined by scanning electron microscopy (SEM); however, in addition to proving laborious, the crack was only visible after its propagation. In the case of concrete, this study was performed in loco during the test, using a digital microscope in combination with the acoustic emission (AE) technique. AE is defined as the generation of stress waves stored energy is suddenly released from localized sources within a material subjected to external loads. By means of the fracture energy data and the AE signals, it was possible to observe the entire fracture process and to correlate the results of fracture energy and crack onset and size with the load-displacement and load-time curves, and even the count of signals accumulated over time. This information was complementary to estimate the complete process zone, i.e., the phenomena produced reached the steady state. This study demonstrated that the dimensions of the test specimen used for stable crack propagation by the wedge splitting method suffice for the development of all the mechanisms of crack propagation resistance in refractories.

Atualmente, a maior parte das indústria de manufatura utiliza seus operadores de máquinas para fazer a verificação dimensional das peças usinada. Esses operadores geralmente escolhem algumas amostras aleatoriamente, num determinado período de tempo, para fazer a inspeção manual, ou utilizam dispositivos de medição automáticos no lote todo. Esses procedimentos podem implicar em perda de tempo, ou grandes investimentos, o que eleva os custos do produto final. Este trabalho propõe uma nova metodologia para a medição de peças em processo de retificação, utilizando uma máquina retificadora com funções inteligentes. As tecnologias de um encoder incremental óptico rotacional e de um chip contador são utilizadas para fazer o monitoramento da posição do cabeçote porta rebolo. Utilizando um sistema de cooordenadas baseado no Comando Numérico (CN) da máquina, associado a inspeção por Emissão Acústica (EA) pode-se monitorar a posição do rebolo do ponto de início ciclo de retificação até o início do contato com a peça. Os erros associados a deformação térmica da máquina e o desgaste do rebolo são levados em consideração e compensados. Desta maneira, é possível medir a dimensão e a excentricidade das peças geradas pela operação imediatamente anterior, com uma precisão suficiente. Este sistema pode ajudar na redução do nível de refugo e do tempo total de e produção, criando um diferencial para o aumento da confiabilidade do processo e da automação. / Most of the industries today use their machine operators to make the Workpiece dimensional verification. For this task they generally chose samples, doing manual inspection, or use automatic measuring devices in a whole lot. These procedures can implies in loss of time, a high investment, what may raise the costs of the final product. This work proposes a new methodology for in-process workpiece gagging, using a grinding machine associated with intelligent functions. The technology of an incremental rotational optical encoder and an external counter chip are used to perform the wheel head position monitoring. Using a NC (Numerical Control) coordinate system associated with AE (Acoustic Emission) inspection it was possible to get the position of the grinding wheel from the start of the grinding cycle until the first contact with the workpiece. The errors associated with the grinding machine deformation and wheel wear are considered and compensated. Thus, it is possible to measure the dimension and the run out of the workpiece, generated by a previous operation, with enough precision. This system may help to reduce the scrap leveI and the overall production time, creating a differential for process reliability and automation.

Uma das dificuldades do processo de retificação center-less é o estabelecimento de padrões confiáveis que determine com pequena margem de erro problemas no processo. Este trabalho visa desenvolver um sistema de monitoramento capaz de identificar falhas ocorridas durante a dressagem e o processo de retificação center-less acima dos centros de hastes de válvulas. Para tanto, inicialmente, foi feito um estudo teórico e prático acerca do processo de retificação center-less com o objetivo de conhecer seus elementos básicos, características, principais problemas e fatores que influenciam o processo. Em função da grande aplicação da emissão acústica em operações de retificação, foi desenvolvida uma nova metodologia, onde foi possível criar um mapa digital, baseado em informações acústicas detalhadas do processo, usando para isto uma constante de tempo muito pequena. Os resultados mostraram a potencialidade do sistema de mapeamento em detectar e diagnosticar problemas ocorridos durante processos de retificação e dressagem. Assim, pode-se atuar sobre o processo de tal forma a corrigir estas anomalias. / One of the difficulties of the center-less grinding process is to establish reliable patterns to determine, with a small error, problems in the process. This work aims to develop an monitoring system able to identify flaws happening during the dressing and the center-less grinding process above the center of values stems. Initially a theoretical and practical study was conduct on the center-less grinding process with the objective of discussing its basic elements, characteristics, main problems and factors that influence the process. Due to the great application of acoustic emission in grinding operations a new methodology was developed, where it was possible to create a digital map, based on detailed acoustic information on the process using for this a very short time constant. The results showed the potentiality of this mapping system to detect and to diagnose problems during grinding and dressing. Therefore, it is possible to correct anomalies when plunge center-less grinding process.

A viabilização do conceito de manufatura enxuta depende da redução da necessidade de intervenções do operador no processo. Na usinagem dos metais, uma das principais situações onde está a intervenção se faz necessária é a determinação da condição de fim de vida das ferramentas de corte, a qual é muitas vezes subjetiva e não pode ser prescrita com segurança. Sendo a emissão acústica (EA) um sinal gerado pelos principais fenômenos envolvidos na usinagem, um sistema de monitoramento de desgaste de ferramentas baseado neste tipo de sinal foi avaliado em operação de torneamento de eixo de saída de transmissão mecânica caracterizado por geometria complexa. Verificou-se que há uma relação entre a trajetória da ferramenta e a \"assinatura\" do processo (tensão RMS plotada contra o tempo). Além disso, há uma forte correlação destes mais a adesão de material da peça à ferramenta determinaram pequena diferença de amplitude do sinal entre os estágios iniciais e finais de vida das ferramentas. Além disso, a influência do sistema de fixação na EA mostrou-se diversas vezes maior que a influência do desgaste. Portanto, um sistema de monitoramento de desgaste baseado apenas em emissão acústica não seria adequado para a situação estudada. / The Lean Manufacturing concept depends on the reduction of the necessity of interventions in the process by the operators. ln metal machining, one situation where these interventions are necessary is the determination of tool life, which is subjective. Besides that, the toollife prediction is not reliable. Acoustic emission signals are generated by many activities involved in machining. Therefore an acoustic emission based tool wear monitoring system was evaluated in a turning operation of a mechanical transmission main shaft characterised by complex geometry. lt was found that there is a relationship between the tool track and the AE \"signature\" of the process (RMS voltage plotted versus time). Furthermore, there is a strong correlation between crater and flank tool wear and the AE signal, but the combination of them plus adhesion phenomena determine low amplitudes between initial and final stages of the tool life. Besides that, the influence of the fixture system was found to be several times higher than the influence of the wear. Therefore, a tool wear monitoring system based on acoustic emission only would not be adequate for this application.

Resumo: Na indústria moderna, a precisão e o custo são fundamentais para a qualidade do produto e competitividade no mercado. Desenvolver sistemas mais velozes, dinâmicos e autoajustáveis aplicando técnicas de controle é um objetivo dos pesquisadores de todas as áreas da engenharia. A retificação de materiais é um sistema complexo que possui muitas variáveis relacionadas, principalmente por possuir múltiplas arestas de corte associado a altas velocidades e potências de retificação. Para aumentar o domínio sobre o processo, sinais de emissão acústica e de potência de acionamento do rebolo têm sido monitorados em várias pesquisas. Nesse trabalho foram realizadas experiências utilizando a retificação plana tangencial com o aço ABNT 1020 e rebolo de óxido de alumínio, onde foi determinado a ocorrência e o início da queima através da variação da profundidade de corte, tendo-se o cuidado de manter os outros parâmetros constantes, inclusive a superfície de corte do rebolo através da operação de dressagem. Os sinais de emissão acústica e de potência elétrica foram adquiridos durante uma passada do rebolo sobre a peça, numa taxa de 2.5 milhões de amostras por segundo, e pro cessados através de um ferramental matemático, onde foram propostos outros parâmetros, para a análise da ocorrência da queima. Observou-se também a detecção do início da queima, onde o parâmetro proposto VARPO obteve bons resultados. Paralelamente foi realizado um estudo sobre os microcontroladores, onde foram inseridos os cálculos de detecção da queima do processo de retificação num PIC18F452, mostrando a viabilidade de um monitoramento. / Abstract: In modern industry, the accuracy and cost are extremely important to the quality of product and market competition. The development of faster dynamic and robust systems by applying control techniques is the goal of researchers of all engineering areas. The grinding process is a complex system which contains many related variables mainly because its multiple cutting edges associated with high speed and power. In order to improve the knowledge on the process, acoustic emission and power signals have been monitored in several research investigations. In this work, surface grinding tests with ABNT 1020 steel and aluminum oxide grinding wheel were carried out in which the burning occurrence as well as the onset of it were studied. This was done by varying the depth of cut and maintaining the other grinding parameters constant, including the grinding wheel surface through the dressing operation. Acoustic emission and electrical power signals were acquired during a single grinding pass of the grinding wheel over the work-piece at 2.5 million of samples per second rate. The signals were digitally processed through many statistic algorithms among which new parameters for burn detection have been proposed. Also, the onset of burning occurrence was observed and remarkably detected for the proposed parameter dubbed VARPO. In addition, a study on microcontrollers was performed, and the implementation of the algorithms previously mentioned were carried out into the microcontroller PIC18F452, showing the monitoring feasibility. / Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Coorientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Paulo José Amaral Serni / Banca: Leonardo Roberto da Silva / Mestre

Refratários são materiais com microestrutura heterogênea constituída de uma fração grosseira, os agregados, e de uma fração mais fina, a matriz, em que ambas exercem papéis fundamentais nas propriedades dos refratários, sendo a resistência ao dano por choque térmico, uma das mais importantes. Para avaliar essa questão crítica dos refratários há necessidade de se conhecer bem seu comportamento à propagação de trinca, principalmente quando submetido a uma tensão. Porém, devido à complexidade da estrutura desses materiais, o comportamento das regiões à frente e atrás da ponta da trinca sempre foi muito discutido, só que essa discussão sempre fez uso de modelos e simulações computacionais, já que é prevista uma zona de processo, em que diferentes mecanismos podem absorver energia aumentando a resistência à propagação da trinca principal. Nesta tese foi proposto o estudo experimental do comportamento da propagação de trinca em refratários, visando entender os mecanismos de resistência à propagação de trinca e o caminho das trincas propagantes, utilizando o método da cunha para propagação estável da trinca, que é o mais adequado para essa classe de materiais. Para isso foram utilizados, dois refratários distintos: tijolo e concreto, ambos de alta alumina. No tijolo, para visualização do caminho da trinca propagante após o ensaio, o caminho da trinca foi infiltrado com cola instantânea para garantir a integridade da mesma, a fim que amostras pudessem ser preparadas para análise de imagens em microscópio eletrônico de varredura. Devido à dificuldade dessa preparação, e de só ser possível observar a trinca após a propagação, um microscópio digital passou a ser utilizado in loco ao ensaio. Esse estudo foi realizado com o concreto, sendo possível associar o comprimento da trinca com a curva carga-deslocamento. A fim de complementar o estudo do processo de fratura, a técnica de emissão acústica (EA) passou a ser utilizada nos ensaios de propagação de trinca, já que quando um material é submetido a uma carga e as trincas se desenvolvem, há liberação de energia de deformação do material, sendo possível capturar os dados de energia dos sinais gerados pela propagação. Sendo assim foi possível correlacionar resultados de energia de fratura, início e tamanho de trinca com as curvas carga-deslocamento, carga-tempo, e inclusive, com a contagem de sinais acumulada-tempo, que foi complementar na estimativa da zona de processo completa, ou seja, os fenômenos produzidos atingiram o estado estacionário. A região em que se encontra o final da zona de processo coincide com o fim do regime estacionário, que é onde a trinca atravessa o corpo de prova. Dessa forma, mostra-se com essa tese, que o corpo de prova utilizado para a propagação estável de trinca pelo método da cunha, nas dimensões atuais, são suficientes para o desenvolvimento de todos os mecanismos de resistência à propagação de trinca em refratários. / Refractories are materials with heterogeneous microstructure, consisting of a coarse fraction, aggregates, and a finer fraction, the matrix, in which both play key roles in the properties of the refractory, and the resistance to thermal shock damage, one of the most important. To examine this critical issue of the refractory is no need to be familiar with their behavior to crack propagation, especially when subjected to a stress. The behavior of the regions ahead of and behind the crack tip has been discussed exhaustively, because a process zone was envisaged in which different mechanisms could absorb energy, thus increasing the propagation resistance of the main crack. However, this discussion has always been based on the use of models and computer simulations. The thesis presented here proposes an experimental study of the behavior of crack propagation in refractories, aiming to understand the mechanisms of crack propagation resistance and the crack propagation path, using the wedge splitting method to achieve stable crack propagation. To this end, two different refractory materials were used: brick and concrete, both high alumina. Based on the stable crack propagation test by the wedge method, techniques were sought that would aid in the visualization of crack propagation. In brick, the crack path was infiltrated with instant glue and infiltrated samples were examined by scanning electron microscopy (SEM); however, in addition to proving laborious, the crack was only visible after its propagation. In the case of concrete, this study was performed in loco during the test, using a digital microscope in combination with the acoustic emission (AE) technique. AE is defined as the generation of stress waves stored energy is suddenly released from localized sources within a material subjected to external loads. By means of the fracture energy data and the AE signals, it was possible to observe the entire fracture process and to correlate the results of fracture energy and crack onset and size with the load-displacement and load-time curves, and even the count of signals accumulated over time. This information was complementary to estimate the complete process zone, i.e., the phenomena produced reached the steady state. This study demonstrated that the dimensions of the test specimen used for stable crack propagation by the wedge splitting method suffice for the development of all the mechanisms of crack propagation resistance in refractories.

Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Freddy Armando Franco Baptista / Banca: Fabricio Guimarães Baptista / Resumo: Pesquisadores tem avaliado um grande número de técnicas de monitoramento para controlar a condição superficial de peças. O diafragma piezelétrico de titanato zirconato de chumbo (PZT) é utilizado em muitos campos de pesquisa, mas estes sensores não são comuns no mo-nitoramento dos processos de usinagem. Este trabalho propõe um método para monitorar a condição superficial da peça (usinagem normal e queima) usando um diafragma piezelétrico e técnicas de extração de características. Uma comparação é feita com o sensor convencional de emissão acústica (EA), que é um sensor amplamente utilizado no monitoramento dos proces-sos de usinagem. Os ensaios de usinagem foram realizados em uma máquina de retificação de superfícies utilizando aço ABNT 1045 e rebolo CBN, onde os sinais foram coletados a 2 MHz. As peças foram cuidadosamente analisadas por meio de inspeção visual, rugosidade superficial, medidas de dureza e análises metalográficas. Estudo do conteúdo de freqüência de ambos os sinais foi realizado com o objetivo de selecionar bandas estreitamente relacionadas com a condição da superfície da peça. Filtros digitais foram aplicados aos sinais puros e as características foram extraídas e analisadas. Os valores RMS (Root Mean Square) filtrados nas faixas selecionadas para ambos os sensores apresentaram um ajuste melhor à regressão linear, o que é altamente desejável para estabelecer um limiar para detecção da queima e im-plementação em um sistema de monitoramento. Além disso, os res... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Researchers have evaluated a great number of monitoring techniques in order to control the surface condition of ground parts. Piezoelectric diaphragm of lead zirconate titanate (PZT) are used in many fields, but these sensors are not common in the monitoring of machining pro-cesses. This paper proposes a method for monitoring the workpiece surface condition (normal grinding and burn) by using a piezoelectric PZT diaphragm transducer and feature extraction techniques. A comparison is made with conventional acoustic emission sensor, which is a traditional sensor in the monitoring of machining processes. Grinding tests were performed in a surface-grinding machine with SAE 1045 steel and CBN grinding wheel, where the signals were collected at 2 MHz. The workpieces were thoroughly analysed through visual inspec-tion, surface roughness and hardness measurements, and metallographic analyses. Study on the frequency content of both signals was carried out in order to select bands closely related to the workpiece surface condition. Digital filters were applied to the raw signals and features were extracted and analyzed. The RMS values filtered in the selected bands for both sensors presented a better fitting to the linear regression, which is highly desirable for setting a threshold to detect burn and implementing into a monitoring system. Also, the RMSD index results show an excellent behavior for grinding burn monitoring for both sensors. The method was validated by using a different... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre