Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-08-26T23:22:11Z No. of bitstreams: 1 ValmarDaSilvaSeverianoSobrinho_DISSERT.pdf: 5455840 bytes, checksum: 21030bd15bb16fb2597187481d68f757 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-08-31T19:35:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ValmarDaSilvaSeverianoSobrinho_DISSERT.pdf: 5455840 bytes, checksum: 21030bd15bb16fb2597187481d68f757 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-31T19:35:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValmarDaSilvaSeverianoSobrinho_DISSERT.pdf: 5455840 bytes, checksum: 21030bd15bb16fb2597187481d68f757 (MD5) Previous issue date: 2016-05-12 / Filmes finos de TiO2 podem ser a resposta para grandes quest?es atuais sobre as melhores maneiras de obter energia, economizar energia e reduzir a polui??o. Tais filmes t?m sido aplicados com sucesso para produ??o de c?lulas solares; como camada em janelas inteligentes, janelas fotocr?micas e eletrocr?micas; al?m de possu?rem propriedades fotocatal?tica interessantes. Este trabalho explora a import?ncia tecnol?gica e cient?fica desse material realizando investiga??es a respeito dos filmes de TiO2, sua forma de deposi??o, t?cnicas de an?lise, detalhando formas atuais de an?lise ?ptica, buscando, de maneira inovadora, comparar tais t?cnicas, validar seu uso, e comparar seus resultados na busca de meios econ?micos da realiza??o de investiga??es a respeito de espessura, estrutura e avalia??o de propriedades fotocatal?ticas do material produzido. Nesse trabalho foram utilizadas, para cria??o de filmes finos, deposi??o f?sica pelo m?todo de magnetron sputterin. Para an?lise ?ptica e c?lculo de espessura e Band Gap dos filmes ser? apresentado o M?todo do Envelope que foi originalmente proposto por Manifacier (Manifacier, Gasiot e Fillard, 1976) sendo que mais tarde Swanepoel (1983) conseguiu melhorar ainda mais a precis?o desse m?todo para encontrar propriedades ?pticas dos filmes finos e sua espessura. Tamb?m ser? apresentado, a aplica??o de equa??es propostas nos trabalhos de Lindgren (Lindgren et al., 2003) e a Lei de Beer-Lambert para c?lculo do Coeficiente de Absor??o dos filmes, outro dado importante para mais tarde determinar o gap dos mesmos, que ser? encontrado pelo M?todo Tauc. Para filmes muito finos, com poucas ou nenhuma franja de interfer?ncia se faz necess?rio o estudo de algum M?todo Computacional para determina??o dos seus par?metros ?pticos e espessura. Para tanto utilizou-se o M?todo PUMA, um M?todo Computacional desenvolvido por pesquisadores da UNICAMP/USP. Os filmes depositados foram analisados por DRX, EDS, al?m de serem submetidos a an?lise ?ptica, MEV transversal buscando validar os m?todos ?pticos em termos das espessuras recuperadas, al?m de encontrado seus Band Gap e seus valores comparados com o esperado pela literatura confrontando tais resultados com a cristalinidade obtida para os filmes. / TiO2 thin films have been successfully used in solar cells, smart windows, photochromic and electrochromic windows and also as photocatalytic coatings. In this work, TiO2 thin films were deposited by magnetron sputtering on a glass substrate and their optical properties, thickness, microstructure and photocatalytic properties were evaluated. Film thicknesses and band gaps were determined by the Swanepoel method using the envelopes in the transmission spectrum and also the PUMA computational method. The films were analyzed by X-ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Scanning electron microscopy (SEM) and optical analysis. SEM measured thicknesses were compared to those obtained using the optical methods. The PUMA method proved advantageous for thickness determination of thin films, particularly when the interference fringes are not evident in the transmission spectrum. In addition, film thicknesses determined using the PUMA method were in better agreement with SEM measurements than those determined by the Swanepoel Method.

Apresenta-se uma avaliação técnico-econômica para o préaquecimento solar da água de reposição em caldeiras de sistemas de vapor abertos. São empregados, para compor um estudo de caso, os dados de uma indústria de laticínios de médio porte situada próximo da cidade do Rio de Janeiro. Quarenta e oito simulações computacionais do sistema de aquecimento solar (SAS) foram realizadas em TRNSYS, correspondendo aos 5% melhores resultados econômicos de uma série de 2.700 simulações mais simples (método φ-f-chart), programados em MATLAB. Foram empregados dados horários de ano típico meteorológico (TMY) para a cidade do Rio de Janeiro. O ganho econômico foi baseado no consumo evitado dos três combustíveis mais comuns na indústria de laticínios, enquanto o custo de investimento foi composto a partir de valores comerciais e da literatura. Os resultados da avaliação econômica mostraram-se desfavoráveis para a substituição de óleo combustível, favoráveis no caso de caldeiras a gás natural, condicionado a existência de subsídios, e bem competitivos para a substituição de GLP. A eficiência térmica do sistema mostrou ser o parâmetro técnico chave para o desempenho econômico, consequentemente, uma vez que a eficiência se mostrou inversamente proporcional tanto ao volume do reservatório quanto à área de coletores, não há uma configuração ótima para o sistema. Não obstante, os resultados permitiram a proposição de políticas públicas para incentivar o uso da energia solar na indústria leiteira e, consequentemente, contribuir para a preservação ambiental. / It is presented a technical and economical feasibility assessment of solar preheating of steam boiler feed water for opened vapor systems. Data from a medium sized dairy industry near Rio de Janeiro city, in Brazil, is used to compose a case study. Forty eight solar heating system (SAS) computer simulations were carried out in TRNSYS, for a range of design parameters corresponding to the 5% best economical results of a series of 2700 simpler simulations (φ,f-chart method), programmed on MATLAB. Rio de Janeiro typical meteorological year (TMY) hourly weather data was used. Revenue was based on the avoided consumption of the three most used fuels on dairy industries, while investment cost was composed from both commercial and literature values. Economical assessment results showed unfavorable for the displacement of fuel oil, favorable for substituting natural gas, provided subsidizing, and well competitive against LPG. Systems thermal efficiency showed to be the key technical factor for economical performance, thus, as efficiency was found to be inversely proportional for both storage volume and collector area, there isnt an optimal system configuration. The results, though, made it possible to address environmentally sound public policies to encourage solar energy use on dairy industries.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A prototype of a graphical interface for SAR (Synthetic Aperture Radar) images has being developed and improved. In its current stage, the tool is able to extract the directional wave spectrum and the wind field of ERS 1&2 images. Among the various approaches used in developing the prototype, the evaluation of the currently used methodology in the image interpretation should be highlighted. In this work, synthetic SAR images are generated aiming to evaluate techniques to extract the directional wave spectrum. The coupling between the output of the SAR simulator and the input of the algorithm to generate the wave spectrum is pursued. Furthermore, a detailed comparison between the values used for simulation and the results drawn from the interface allows the identification of deficiencies and potential improvements to the current method. Thus, the present work presents development of the coupling and presents some of the features of the SAR. The results presented indicates that the coupling partially achieved their goal with good results in the wave direction interpretation. However, there are still some issues that should be evaluated to obtain more consistent results. / O protótipo de uma interface gráfica para análise de imagens SAR (radar de abertura sintética - da sigla em inglês (Synthetic Aperture Radar) vem sendo desenvolvido e aperfeiçoado. Em seu estágio atual, a ferramenta é capaz de extrair o espectro direcional de ondas e o campo de ventos de imagens ERS 1&2. Dentre as diversas abordagens empregadas no desenvolvimento do protótipo, pode-se citar a avaliação da metodologia atualmente utilizada na interpretação das imagens. Neste sentido, é apresentada uma proposta de geração de imagens SAR sintéticas, de forma a viabilizar a avaliação do método de extração de parâmetros meteo-oceanográficos a partir do acoplamento do simulador de imagens com o interpretador utilizado no protótipo. Uma comparação detalhada entre os valores empregados para simulação e os resultados sacados da interface torna possível identificar possíveis deficiências e indicar aperfeiçoamentos ao método. Desta forma, o presente trabalho, além de discutir o protótipo para análise de imagens SAR, apresenta o desenvolvimento do acoplamento do simulador de imagens. Os resultados obtidos indicam que o acoplamento atingiu parcialmente seu objetivo apresentando bons resultados na interpretação das direções. Porém, ainda há algumas questões a serem avaliadas para a obtenção de resultados mais consistentes.

Extensos estudos realizados nas últimas décadas sobre a propagação de ondas ultrassônicas em sólidos levaram ao desenvolvimento de técnicas não destrutivas para a avaliação da segurança e integridade de estruturas e componentes industriais. O interesse na aplicação de técnicas ultrassônicas para medição de tensões aplicadas e residuais decorre da mudança mensurável da velocidade das ondas ultrassônicas na presença de um campo de tensões, fenômeno conhecido como efeito acustoelástico. Uma teoria de acustoelasticidade fornece um meio atrativo e não destrutivo de medir a tensão média ao longo do caminho percorrido pela onda. O estudo da propagação das ondas ultrassônicas em meios homogêneos anisotrópicos sob tensão conduz a um problema não linear de autovalores dado pela equação de Christoffel generalizada. A característica não linear deste problema decorre da interdependência entre as constantes elásticas efetivas do material e as tensões atuantes. A medição experimental de tensões por técnicas ultrassônicas é um problema inverso da acustoelasticidade. Esta dissertação apresenta a implementação de um algoritmo numérico, baseado no método proposto por Degtyar e Rokhlin, para solução do problema inverso da acustoelasticidade em sólidos ortotrópicos sujeitos a um estado plano de tensões. A solução da equação de Christoffel generalizada apresenta dificuldades de natureza numérica e prática. A estabilidade e a precisão do algoritmo desenvolvido, bem como a influência das incertezas na medição experimental das velocidades das ondas ultrassônicas, foram então investigadas. Dados sintéticos para as velocidades das ondas ultrassônicas de incidência oblíqua em uma placa sujeita a um estado plano de tensões foram gerados pela solução direta da equação de Christoffel generalizada para ilustrar a aplicação do algoritmo desenvolvido. O objetivo maior desta dissertação é a disponibilização de uma nova ferramenta de cálculo para suporte às atividades experimentais de medição de tensões por ultrassom no país. / Extensive studies carried out in the last decades on the propagation of ultrasonic waves in solids led to the development of nondestructive techniques for the assessment of the safety and integrity of industrial structures and components. The interest in the application of ultrasound techniques for stress measurement for example comes from the measurable change in the speed of the ultrasonic elastic waves in the presence of a stress field, a phenomenon known as acoustoelastic effect. An acoustoelastic theory provides an attractive way of non-destructively measuring the average stress along the waves path. The study of the propagation of ultrasonic waves in homogenous anisotropic bodies under stress leads to a nonlinear eigenvalue problem given by the generalized Christoffel equation. The nonlinearity characteristic of the problem derives from the interdependence between the materials effective elastic constants and the acting stresses. The experimental measurement of stresses using ultrasound techniques is an inverse problem of acoustoelasticity. This dissertation presents the implementation of a numeric algorithm, based on the method proposed by Degtyar and Rokhlin, for solution of the inverse problem of acoustoelasticity in orthotropic solids subjected to a plane stress state. The solution of the generalized Christoffel equation poses difficulties of numerical and practical order. The stability and precision of the algorithm developed, as well as the influence of the experimental uncertainties in the measurement of the speed of the ultrasonic waves, were thus investigated. Synthetic data for the speeds of ultrasonic waves of oblique incidence in a plane-stress plate were generated to illustrate the application of the algorithm developed. The main objective of this dissertation is to make available in the country a new numerical tool to support the use of ultrasonic waves for experimental stress analysis.

O potencial eólico do Brasil, de vento firme e com viabilidade econômica de aproveitamento, é de 143 GW. Isso equivale ao dobro de toda a capacidade da geração já instalada no país. No Brasil, a energia eólica tem uma sazonalidade complementar à energia hidrelétrica, porque os períodos de melhor condição de vento coincidem com os de menor capacidade dos reservatórios. O projeto desenvolvido neste trabalho nasceu de uma chamada pública do FINEP, e sob os auspícios do recém criado CEPER. Ao projeto foi incorporado um caráter investigativo, de contribuição científica original, resultando em um produto de tecnologia inovadora para aerogeradores de baixa potência. Dentre os objetivos do projeto, destacamos a avaliação experimental de turbinas eólicas de 5000 W de potência. Mais especificamente, dentro do objetivo geral deste projeto estão incluídas análise estrutural, análise aerodinâmica e análise de viabilidade de novos materiais a serem empregados. Para cada uma das diferentes áreas de conhecimento que compõem o projeto, será adotada a metodologia mais adequada. Para a Análise aerodinâmica foi realizada uma simulação numérica preliminar seguida de ensaios experimentais em túnel de vento. A descrição dos procedimentos adotados é apresentada no Capítulo 3. O Capítulo 4 é dedicado aos testes elétricos. Nesta etapa, foi desenvolvido um banco de testes para obtenção das características específicas das máquinas-base, como curvas de potência, rendimento elétrico, análise e perdas mecânicas e elétricas, e aquecimento. Este capítulo termina com a análise crítica dos valores obtidos. Foram realizados testes de campo de todo o conjunto montado. Atualmente, o aerogerador de 5kW encontra-se em operação, instrumentado e equipado com sistema de aquisição de dados para consolidação dos testes de confiabilidade. Os testes de campo estão ocorrendo na cidade de Campos, RJ, e abrangeram as seguintes dimensões de análise; testes de eficiência para determinação da curva de potência, níveis de ruído e atuação de dispositivos de segurança. Os resultados esperados pelo projeto foram atingidos, consolidando o projeto de um aerogerador de 5000W. / Initial estimates of the potential contribution of wind power in Brazil for selected areas are approximately of 143GW. This figure represents two times the total power already installed. In Brazil, wind power relates to hydroelectrical power in such way that when wind speeds are high and stable, reservoirs experiences low capacity in water volume. The project herein presented has its origins on the approval of sponsorship from FINEP, a governmental agency that provided grant to develop a 5kW windmill over a period of 30 months. Among the objectives of this project are the development of a new technology to be applied to windmills, by means of technological innovation. More specially, the main proposal was to evaluate wind turbines behavior numerically and experimentally, including its implementation in wind towers to generate 5kW.This is accomplished in detail x out performance of analysis of structural characteristics, aerodynamic, performance e viability on the use of new materials were performed. To this end, we shall defie a specific methodology to each area of knowledge. Aerodynamic analysis was performed by means of initial numerical simulation followed by experimental tests in wind tunnel. A detailed description of the experimental set up and procedures is provided in chapter 3. Chapter 4 deals with electrical parts of the project. At this point an apparatus was specifically designed and built in order to acquire relevant parameters, which describe the electrical generator, provided we can predict on some measure the electrical energy performance under three diferent operating conditions, namely, without load, loaded and charging batteries. A detailed description of 5kW prototype manufactured is presented along with an analysis of the results are presented at the end of this chapter. Finally, the whole set was completed and were performed. The complete Truck-test set of the windmill is composed by tower, generator, turbines, controlling system and safety system. Results obtained are in agreement with the expected. At this moment, the 5kW windmill finds itself in operation. The windmill is instrumented and equipped with an data acquisition system to consolidate reliability tests, which provide eficiency tests, noise determination and safety devices test performance. This set of data will confirm the global performance and consolidate the 5kW windmill.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-03-24Bitstream added on 2014-06-13T18:26:32Z : No. of bitstreams: 1 salvadeo_vm_me_bauru.pdf: 454404 bytes, checksum: f9533c97cafb5b981d239b02a0bf9213 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O produtor de leite de cabra, com o apoio e incentivo de entidades governamentais, privadas e ONGs; agrega tecnologia ao leite garantindo uma melhor distribuição de renda e qualidade de vida, fixando-se cada vez mais no campo. O resfriamento do leite após a ordenha é a melhor medida para retardar a proliferação natural das bactérias e sua temperatura deverá ser reduzida de 36 ºC para 4 ºC no período máximo de 2 horas em cada ordenha. O tempo transcorrido entre a primeira ordenha e seu recebimento na usina de beneficiamento deverá ser, no máximo, de 48 horas. Neste trabalho propõe-se projetar e analisar tanques de resfriamento de leite com capacidades úteis de 320, 500 e 2000 litros em aço inoxidável austenítico AISI 304, utilizando-se do coeficiente global médio (U) e das temperaturas médias de saturação do fluido de refrigeração (X) obtidos em ensaios experimentais. Um objetivo secundário foi verificar a possibilidade da utilização de caixas d'água de polietileno com a mesma capacidade dos tanques, por ser um produto acessível, de baixo custo e que atende as exigências sanitárias, visando obter um produto que possa substituir o aço inoxidável, mas descartou-se esta possibilidade, pois o fundo plano destas caixas dificultaria a retirada do produto e a limpeza. Nos cálculos envolvidos na geometria para a construção dos tanques, utilizou-se da relação entre a altura cilíndrica e o diâmetro que contemplasse respectivamente, o número... / The goat milk producer, with support and encouragement of governmental and private agencies as well as NGOs, aggregate technology to milk production ensuring a better distribution of income and life quality for all his family, making it possible the maintenance of the country life. The milk cooling ater the milking process is the best alternative to delay the natural proliferation of bacteria. The milk temperature should be reduced from 36 ºC to 4 ºC in a maximum period of time of two hours for each milking. The elapsed time between the first milking and the milk delivery in the processing plant shall be at most 48 hours. In this work, we propose to design and analyze milk cooling AISI 304 austenitic stainless ateel 320, 500 and 2000 liters tanks, using the mean global coefficient (U) and mean saturation temperatures of the refrigeration fluid (X), obtained experimentally. Besides stainless steel built tanks, accessible low cost polyethylene watertanks, with same dimensions of the steel tanks, attending the necessary sanitary requirements were used, aiming for an alternative product that can replace stainless steel. However, this possibility was rejected, because its flat basis would make it hard the product removal and its cleaning. During the geometric calculations in the manufacturing of the tanks, the relationship betwwen the cylindrical height and the diameter was defined in order to provide the golden ratio and batch square... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-05-27Bitstream added on 2014-06-13T19:43:37Z : No. of bitstreams: 1 gorni_lf_dr_guara.pdf: 1580972 bytes, checksum: 00efca4387fc292fb406ff9c8d93ef74 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo é refletir sobre novas propostas de interações disciplinares, objetivarem críticas ao modelo interdisciplinar e propor diretrizes que privilegiem a interação entre disciplinas e campos de conhecimentos diversos, em detrimento ao conceito rígido de práticas disciplinares compartimentalizadas. A interação profissional entre Engenheiros Mecânicos e Designers Industriais é cada vez mais preconizada, tanto no meio acadêmico quando no processo produtivo. Estes profissionais estão cada vez mais inseridos em um processo de complementação de conhecimentos e experiências no seu momento profissional. No que se refere ao processo acadêmico, os discentes de ambos os cursos estão vinculados a um conjunto de disciplinas, cujos conteúdos freqüentemente são apresentados de forma segmentada, o que torna o aprendizado focado e sistematizado, determinando constrangimentos no processo de obtenção do conhecimento. Esta Tese indica situações em que é perceptível o quanto um conjunto de disciplinas com conteúdos programáticos rígidos pode interferir em uma visão ampla do contexto em que está inserido o futuro profissional. Também verifica a percepção que Engenheiros Mecânicos e Designers Industriais têm entre si de suas carreiras. Ainda são inseridas pesquisas tabuladas e experimentos didáticos que revelam a importância da inserção de atitudes epistemológicas transdisciplinares, com a formatação e discussão do processo observado. A inserção da visão prática dos acontecimentos e a percepção do componente holístico também é fator de considerações. / The professional interaction between Mechanical Engineers and Designers is increasingly recommended both in academia in the production process. These professionals are embedded in a process of knowledge complementation and experience in their professional time. Regarding the academic process, the students of both courses are bound to a range of disciplines, whose contents are often presented in high sectioned, which makes the learning focused and systematized, determining constraints in the process of obtaining the knowledge. This thesis indicates situations where it is perceptible how a range of disciplines with focused programmatic content can interfere with a broad overview of the context in which it is inserted the professional future. It also notes the perception of Mechanical Engineers and Designers have of each other in their careers. Also included research and tabulated experiences revealing the importance of the inclusion of trans epistemological attitudes, with the format and discussion of the process observed. The integration of the practical vision of events and perception of the holistic component also is a factor of consideration. The goal is to suggest new proposals for disciplinary interactions, aiming criticism of the interdisciplinary model and propose disciplinary guidelines that promote the interaction between disciplines and different fields of knowledge rather than the concept of hard practices high sectioned.

Orientador: Vladimir Prokofievich Poliakov / Co-orientador: Carlos José de Mesquita Siqueira / Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 2005 / Inclui bibliografia e anexos / Resumo: Pesquisas em aplicações de materiais avançados em próteses artificiais que apontam em minimizar as complicações biomecânicas de materiais implantados é atualmente de grande interesse. O desgaste provocado por pequenas partículas geradas do polietileno do peso molecular ultra alto (UHMWPE), usado geralmente no material de implante da taça acetabular da articulação coxo-femural foi reduzido ultimamente por um fator 30-600, revestindo as partes metálicas com um filme duro de DLC. A presença das partículas do polietileno são consideradas o principal fator que induz à osteólise. As tentativas precedentes em se revestir o UHMWPE com filmes finos duros resistentes ao desgaste pelo método CVD (Deposição Química de Vapor) e em combinação com métodos diferentes por PVD (Deposição Física de Vapor) não obtiveram sucesso. O trabalho atual inclui resultados de caracterização físico-química, de propriedades mecânicas (nanodureza, módulo elástico) e de testes tribológicos de filmes duros DLC depositados no UHMWPE. A caracterização físico-química dos filmes DLC foram realizadas por Espectroscopia Raman (RS), Análise de Reação Nuclear (NRA) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados da análise de Espectroscopia Raman dos filmes DLC PVD e DLC CVD depositados em UHMWPE são diferentes daqueles para os filmes DLC PVD sem hidrogênio e assemelham-se aos resultados dos filmes DLC CVD com hidrogênio. Todo filme depositado por PVD e CVD em polietileno contêm hidrogênio. O teor de hidrogênio dos filmes DLC PVD são menores (6.0 %) do que os depositados por CVD (23 - 25%) analisados por NRA. A nanodureza e o módulo elástico dos filmes DLC PVD com espessuras de 0,25 ?m e 1?m sobre UHMWPE apresentaram valores da ordem de 10 GPa e 50-100 GPa respectivamente. A nanodureza é sensivelmente maior do que para os filmes de DLC CVD (0,6 GPa). O comportamento tribológico foi estudado por deslizamento recíproco através de um tribômetro linear. Verificou-se que o coeficiente de atrito variou de 0,12 para o UHMWPE não revestido a 0,18 para o DLC PVD e DLC CVD após quarenta mil ciclos. Para ensaios mais longos, há uma tendência de redução o coeficiente de atrito para o DLC PVD, mostrando maior poder de lubrificação. Quanto ao desgaste, mostrou-se que as taxas apresentadas pelo UHMWPE revestido por DLC PVD é equivalente ao do material não revestido, para ensaios até duzentos mil ciclos. Os resultados encontrados até o momento, para as condições de deposição dos filmes utilizados neste trabalho não sugerem que o revestimento do UHMWPE seja uma alternativa promissora para minimizar as complicações biomecânicas associadas à articulação do implante. / Abstract: Research in advanced materials aplications in artificial prosthetics aiming to minimize the biomechanical complications of the implanted materials is presently of great interest .The wear of Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) particulate commonly used in hip joints as material for acetabular cup was lately decreased by a factor 30-600 by coating metallic substrates with a hard DLC film. The wear generated by particulates of polyethylene are considered to be the main origin inducing osteolysis. Previous attempts to cover UHMWPE with hard wear resistant thin films by CVD (Chemical Vapour Deposition) method and also in combination with different PVD (Physical Vapour Deposition) methods had not been succeeded . The present work includes the results of the physical chemical characterization, mechanical properties (nanohardness , elastic modulus ) and tribological tests of hard DLC films deposited on UHMWPE . Physical chemical characterization of DLC films they had been carried through Raman Spectroscopy (RS) , Nuclear Reaction Analysis (NRA) and Scanning Electron Microscopy (SEM) The results of Raman Spectroscopy analysis of DLC PVD and DLC CVD films deposited on UHMWPE are different from those for hydrogen free DLC PVD films without hydrogen and resemble it the results of films DLC CVD with hydrogen. All of that films PVD and CVD deposited on polyethylene substrates contain hydrogen . Content of hydrogen in carbon films DLC PVD are smaller (6,0 %) than that in CVD (23 - 25%) analyzed by NRA . The nanohardness and elastic modulus of DLC PVD with thickness from 0,25 ?m - 1,0?m deposited on UHMWPE obtained values in the order of 10 GPa and 50-100 GPa respectively. The nanohardness is noticeably larger than those for DLC CVD films (0,6 GPa). The tribological behavior was studied by reciprocating sliding through linear tribometer.It was verified that the friction coefficient varied of the 0,12 for the UHMWPE not coated to 0,18 for DLC PVD and DLC CVD after forty thousand cycles. For longer tests, it has a reduction trend of the friction coefficient for DLC PVD, showing greater to be able of lubrication. About the wear, revealed that the rates presented for the UHMWPE coated for DLC PVD are equivalent to the material not coated, for tests up to two hundred thousand cycles. The results found until the moment, for the conditions from deposition of the films used in this work do not suggest that covering of UHMWPE is a promising alternative to minimize the biomechanics complications associates to the joint of the implantation.

Orientador : Prof. Dr. Paulo Victor P. Marcondes / Coorientador : Prof. Dr. Fred Lacerda Amorim / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 29/08/2016 / Inclui referências : f. 237-241 / Área de concentração : Manufatura / Resumo: A tecnologia ISF (Incremental Sheet Forming) se destaca, sobretudo, por utilizar centro de usinagem tradicional para a produção de pequenos lotes de estampados, de protótipos ou de produtos customizados. E, eventuais forças excessivas no decorrer do processo podem comprometer a integridade da máquina, ultrapassar o limite mecânico do punção ou imprimir danos ao compenente em processamento. Assim sendo, a modelagem matemática experimental dos esforços que ocorrem durante a deformação da chapa, torna-se, essencial para a análise técnica/financeira do referido processo. Caso contrário, seria necessário a utilização do processo convencional por intermédio de matrizes e prensas de grande porte, acarretando, possivelmente, maiores custos e tempos. Desse modo, este trabalho teóricoexperimental apresenta o Delineamento de Experimentos (DOE) para a investigação do comportamento das forças de conformação mecânica - Fx, Fy e Fz - no processo de estampagem incremental assimétrica em máquinas CNC, e com ponto único de contato - SPIF - (Single Point Incremental Forming). O principal objetivo foi a concepção da função matemática, por meio da análise de regressão, que melhor representa o modelo teórico da força atuante nesse fenômeno, ou seja, o equacionamento proposto neste trabalho permite, em especial, estimar as cargas máximas presentes na deformação da peça, Fz_pico e FR, nas direções X, Y e Z, a partir dos principais fatores. Os quais: diâmetro da ferramenta dt (mm); ângulo de inclinação da parede ? (°); espessura da chapa metálica t (mm); incremento vertical ?z (mm); e avanço do punção f (mm/min). A ferramenta foi de metal-duro K40, revestida por carbonitreto de titânio alumínio (AlTiCN), e a chapa de aço comercial ASTM A653 CS-A G90. O método estatístico escolhido foi o fatorial 25 completo , com intervalo de confiança fixado em 99% e, ademais, testado o ponto central para averiguar a respectiva linearidade. Dentre os 5 fatores investigados conclui-se: o avanço f não é significativo e pode ser maximizado para a redução do tempo de produção; o diâmetro do punção dt e a inclinação da parede ? são significativos e com leve influência sobre a força; o incremento vertical ?z é significativo com moderada influência sobre a força e, sobretudo, é o parâmetro de processo que deve, primeiramente, ser manipulado para a viabilização da tecnologia; e, por fim, a espessura da chapa t que, naturalmente, é significativa, porém, é especificada pela área de projeto e, nesse sentido, com pouquíssima margem de ajuste. Logo, o principal parâmetro de processo para a otimização da tecnologia ISF tende a ser o incremento vertical, ?z. Palavras-chaves: Estampagem Incremental Assimétrica de Chapas (ISF). Forças de Deformação. Modelo Matemático Experimental. / Abstract: The ISF technology (Incremental Sheet Forming) stands out mainly by using traditional machining center for the production of small batches of parts, prototypes or customized products. And any excessive force in the process may compromise the integrity of the machine, the punch or even could damage the compenente. Thus, experimental mathematical modeling efforts that occur during deformation of the sheet, is essential for technical / financial analysis of ISF process. Otherwise, the use of conventional process by dies and presses would be required, resulting in possibly increased costs and times. This theoretical and experimental work presents the Design of Experiments (DOE) to investigate the behavior of mechanical forming forces - Fx, Fy and Fz - in the process of asymmetric incremental stamping on CNC machines, with single point of contact - SPIF - (Single Point Incremental Forming). The primary objective was to design the mathematical function by means of regression analysis that best represents the theoretical model of force acting in this phenomenon, ie the equation proposed here allows, in particular, to estimate the maximum loads present in deformation piece Fz_pico and FR, in the directions X, Y and Z. Where as the main factors: dt tool diameter (mm); wall angle ? (°); thickness of metal sheet t (mm); vertical increment ?z (mm); and feed of the punch f (mm/min). The tool was a carbide-K40, coated with titanium aluminum carbonitride (AlTiCN), and commercial sheet steel ASTM A653 The CS-G90 was applied. The statistical method chosen was the complete factor 25 with confidence interval set at 99% and, in addition, tested the central point to observe its linearity. Among the five factors investigated follows: the feed rate f is not significant and can be maximized for reducing production time; the diameter dt and wall angle ? are significant and it has slight influence on the forces; the vertical increment ?z is significant with moderate influence on the force, and above all, is the process parameter that must first be manipulated to the viability of the technology; and, finally, the sheet thickness t, of course, is significant, however, is specified by the project area and, accordingly, with very little adjustment range. Therefore, the main process parameter for optimizing the ISF technology tends to be the vertical increment ?z. Keywords: Incremental Sheet Forming. Forming Force. Experimental Mathematical Model.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:06:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1882.pdf: 2136275 bytes, checksum: 88195acab4700b3e71382c38ec0dd827 (MD5) Previous issue date: 2008-06-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / The purpose of this work is to examine statistical methodologies that can be applied to problems that involve a large number of variables using as a tool graphical models that assist on the visualization of the conditional independency and dependency structure, thus a graphical model represents the relationship between random variables (dependence, independence and conditional independence), each node is a random variable and the edges between the nodes are different ways they relate to each other. This dissertation studies Gaussian graphical models. We use methodologies for large scale models (\large p and small n") used on the analysis of gene association from gene expression data. We describe the sparse graphical models and we implement a computational algorithm. We veriffed a Bayesian approach using the Reversible Jump MCMC. We also introduce decomposable graphical models in relation to the computational effciency attained by the decomposition of the sample space, and we found the best decomposable graph based on the Metropolis-Hastings algorithm for a real data set. / Neste trabalho temos como objetivo verificar metodologias estatísticas que podem ser aplicadas a problemas que envolvem um grande número de variáveis, utilizando para isto modelos grafos, que auxiliam na visualização da estrutura de dependência e independência condicional, portanto um modelo grafo representa a relação entre variáveis aleatórias (dependência, independência e independência condicional), onde cada vértice é uma variável aleatória e as arestas entre os vértices representam as diferentes formas de relação entre as variáveis. Nesta dissertação trabalhamos com modelos grafos Gaussianos. Abordamos metodologias para modelos de grande escala (\p grande, n pequeno") voltadas para análise de associações entre genes, utilizando dados de expressão gênica. Descrevemos os modelos grafos esparsos e implementamos um algoritmo computacional. Verificamos uma abordagem bayesiana usando Reversible Jump MCMC. Apresentamos também os modelos grafos decomponíveis quanto a eficiência computacional obtida a partir da decomposição dos espaços amostrais, e encontramos o melhor grafo decomponível baseado no algoritmo de Metropolis-Hastings para um conjunto de dados reais.