Os risers rígidos, utilizados na indústria offshore para a exploração e transporte de óleo e gás, estão sujeitos a diversus fenômenos de degradação. A fadiga e a corrosãofadiga são uma das causas mais comuns de falhas em serviço destas tubulações. Estas falhas geralmente são encontradas nas regiões submetidas a processos de soldagem. Para uma operação que alie produtividade e segurança os fenômenos de fadiga e corrosão-fadiga devem ser estudados e entendidos a fim de evitá-los ou minimizá-los. Na indústria de exploração de óleo e gás, os ensaios de fadiga e corrosão-fadiga tornam-se necessários para a obtenção de dados que auxiliem no projeto das estruturas de produção. Aliado a isto, com a descoberta de novos campos de exploração de óleo e gás, novas condições operacionais são encontradas e carecem de dados. Deste modo, este trabalho tem o objetivo de determinar o comportamento frente aos fenômenos de fadiga e corrosão-fadiga do aço API 5L X60, para uma condição com elevada pressão de CO2, na presença de água com alta concentração de cloretos, inovando na aplicação de pressão elevada e abrindo caminho para a obtenção de resultados em altíssimas pressões, as quais frequentemente são encontradas em campo. Para a obtenção dos resultados esperados, foi construído um sistema específico para o controle dos parâmetros do ensaio, sendo destacável a robustez do sistema e o baixo custo, quando comparado aos tradicionais equipamentos servomecânicos. Foram realizados ensaios de fadiga e corrosão-fadiga ao ar e no meio agressivo, respectivamente. Os ensaios foram realizados em flexão a quatro pontos em uma frequência de 1 Hz, sob razão de carregamento de R=0,1. Os dados finais são apresentados em uma curva de Wöhler. Como resultado do trabalho, foi sugerida a existência de uma competição entre os fatores de dissolução do material pela corrosão e o mecanismo de propagação de trincas, levando o material a exibir, para alguns casos, um comportamento em corrosão-fadiga até seis vezes maior do que somente em fadiga, ou seja, no meio agressivo para algumas condições o material resistiu até seis vezes mais ciclos do que nos ensaios realizados ao ar. Com isso, o trabalho fornece indícios de que, no meio/material estudados em escala laboratorial, a abordagem tradicional para o fenômeno de corrosão-fadiga pode levar a erros, sendo que em alguns casos o meio não age reduzindo a vida do material e pelo contrário sendo até benéfico para as características de fadiga em algumas situações. / Steel rigid risers applied for oil exploration and transportation on offshore industry are subjected to several degradation phenomena. Fatigue and corrosion are the most commons in service pipeline failure sources, mainly for the welded risers. In order to achieve productive and safety operation conditions, fatigue and corrosion fatigue phenomena shall be well studied in order to minimize or even avoid them. In oil and gas industry fatigue and corrosion fatigue testing become necessary to provide helpful data for production structure design. Besides, there are shortage data for new operational conditions found on new oil and gas field discoveries. Thus, this work aims to determine the fatigue and corrosion fatigue behaviour of the API 5L X60 steel for high CO2 pressure condition in presence of water with high chloride content, innovating on the higher pressures aplication and opening the way to much higher pressures tests wich are often found on the field. A specific system for test parameters control was assembled to achieve the expected results, being detected its robustness and low cost when compared to traditional servo mechanical equipments. Fatigue and corrosion fatigue test were performed in air and in aggressive environment, respectively. The experiments were conducted using four point bend test and a frequency of 1Hz. All final data are presented on a Wöhler curve. The results suggest the existence of a competition between corrosion anodic dissolution and crack propagation mechanisms leading to an exhibition, for some cases, of a six times better behavior on corrosion fatigue condition then in air fatigue for this material. Thereby this work supplies evidences that for this specific material / medium tested on laboratory scale the traditional approach for corrosion fatigue phenomenon could lead to mistakes since that in some cases the environment does not act as a reduce factor for fatigue life, but actually could even be benefit for fatigue characteristics at some situations.

Este trabalho buscou avaliar a técnica ultrassônica de Tempo de Voo da Onda Difratada (TOFD - Time-Of-Flight-Diffraction) para o monitoramento de trincas de fadiga nucleadas no interior de tubos de aço Superdúplex. Para isso, foram fabricados corpos de prova do tipo single edge bending SE(B) a partir de um tubo de aço Superdúplex sem costura. Estas amostras foram ensaiadas em fadiga, e o crescimento de trinca foi monitorado com as técnicas de TOFD, de Flexibilidade no Descarregamento (Compliance) – durante os ensaios, foram dadas sobrecargas mecânicas que causaram deformação plástica. As deformações serviram de pontos de referência para analisar o crescimento de trinca. Para aferir a validade os resultados obtidos com o TOFD nos ensaios de fadiga e fazer uma correlação com o monitoramento em campo de defeitos em tubos de aço Superdúplex, foi fabricado um padrão que simulou um tubo com defeito interno conhecido. Este padrão foi inspecionado com o TOFD, empregando os mesmos equipamentos e parâmetros utilizados nos ensaios de fadiga. Foi possível monitorar o crescimento de trinca em fadiga utilizando a técnica de TOFD e houve forte correlação entre os dados obtidos com o TOFD e o Compliance. A inspeção no tubo padrão manteve uma diferença entre a medida real e a obtida com o TOFD proporcional às encontradas durante o monitoramento dos ensaios de fadiga. / This study aimed to evaluate the ultrasonic technique Time-Of-Flight-Diffraction (TOFD) in monitoring fatigue nucleated cracks within super duplex steel pipes. In order to do it, single edge bending SE (B) specimens were manufactured using a super duplex steel seamless pipe. These samples were tested in fatigue and crack growth was monitored with two different techniques: TOFD and Flexibility in Unloading (Compliance). During the tests, it was used mechanical overloadings so deformation would be cause on the steel pipes. The deformations caused by that served as reference points to analyze the cracking growth. Thus, to assess the validity of the data obtained with the TOFD in fatigue tests, it was made a pattern that simulated a tube with known internal defect. This pattern was inspected with the TOFD, using the same equipment and parameters used in the fatigue tests. A correlation with the monitoring of defects field super duplex steel pipes was also made. The experiment has shown it is possible to monitor the cracking growth fatigue using the TOFD technique. Figures indicate, as well, there is a strong correlation between results obtained with the TOFD and Compliance. The inspection of the standard steel pipe maintained a difference between the actual measurement and obtained measurement. That difference was proportional from TOFD data and those found during the monitoring of the fatigue tests.

Os risers rígidos, utilizados na indústria offshore para a exploração e transporte de óleo e gás, estão sujeitos a diversus fenômenos de degradação. A fadiga e a corrosãofadiga são uma das causas mais comuns de falhas em serviço destas tubulações. Estas falhas geralmente são encontradas nas regiões submetidas a processos de soldagem. Para uma operação que alie produtividade e segurança os fenômenos de fadiga e corrosão-fadiga devem ser estudados e entendidos a fim de evitá-los ou minimizá-los. Na indústria de exploração de óleo e gás, os ensaios de fadiga e corrosão-fadiga tornam-se necessários para a obtenção de dados que auxiliem no projeto das estruturas de produção. Aliado a isto, com a descoberta de novos campos de exploração de óleo e gás, novas condições operacionais são encontradas e carecem de dados. Deste modo, este trabalho tem o objetivo de determinar o comportamento frente aos fenômenos de fadiga e corrosão-fadiga do aço API 5L X60, para uma condição com elevada pressão de CO2, na presença de água com alta concentração de cloretos, inovando na aplicação de pressão elevada e abrindo caminho para a obtenção de resultados em altíssimas pressões, as quais frequentemente são encontradas em campo. Para a obtenção dos resultados esperados, foi construído um sistema específico para o controle dos parâmetros do ensaio, sendo destacável a robustez do sistema e o baixo custo, quando comparado aos tradicionais equipamentos servomecânicos. Foram realizados ensaios de fadiga e corrosão-fadiga ao ar e no meio agressivo, respectivamente. Os ensaios foram realizados em flexão a quatro pontos em uma frequência de 1 Hz, sob razão de carregamento de R=0,1. Os dados finais são apresentados em uma curva de Wöhler. Como resultado do trabalho, foi sugerida a existência de uma competição entre os fatores de dissolução do material pela corrosão e o mecanismo de propagação de trincas, levando o material a exibir, para alguns casos, um comportamento em corrosão-fadiga até seis vezes maior do que somente em fadiga, ou seja, no meio agressivo para algumas condições o material resistiu até seis vezes mais ciclos do que nos ensaios realizados ao ar. Com isso, o trabalho fornece indícios de que, no meio/material estudados em escala laboratorial, a abordagem tradicional para o fenômeno de corrosão-fadiga pode levar a erros, sendo que em alguns casos o meio não age reduzindo a vida do material e pelo contrário sendo até benéfico para as características de fadiga em algumas situações. / Steel rigid risers applied for oil exploration and transportation on offshore industry are subjected to several degradation phenomena. Fatigue and corrosion are the most commons in service pipeline failure sources, mainly for the welded risers. In order to achieve productive and safety operation conditions, fatigue and corrosion fatigue phenomena shall be well studied in order to minimize or even avoid them. In oil and gas industry fatigue and corrosion fatigue testing become necessary to provide helpful data for production structure design. Besides, there are shortage data for new operational conditions found on new oil and gas field discoveries. Thus, this work aims to determine the fatigue and corrosion fatigue behaviour of the API 5L X60 steel for high CO2 pressure condition in presence of water with high chloride content, innovating on the higher pressures aplication and opening the way to much higher pressures tests wich are often found on the field. A specific system for test parameters control was assembled to achieve the expected results, being detected its robustness and low cost when compared to traditional servo mechanical equipments. Fatigue and corrosion fatigue test were performed in air and in aggressive environment, respectively. The experiments were conducted using four point bend test and a frequency of 1Hz. All final data are presented on a Wöhler curve. The results suggest the existence of a competition between corrosion anodic dissolution and crack propagation mechanisms leading to an exhibition, for some cases, of a six times better behavior on corrosion fatigue condition then in air fatigue for this material. Thereby this work supplies evidences that for this specific material / medium tested on laboratory scale the traditional approach for corrosion fatigue phenomenon could lead to mistakes since that in some cases the environment does not act as a reduce factor for fatigue life, but actually could even be benefit for fatigue characteristics at some situations.

O sucesso da restauração protética suportada por implantes osseointegrados e a saúde dos tecidos circundantes estão intimamente relacionadas à precisão e adaptação dos componentes, a estabilidade da interface implante / pilar, assim como à resistência desta interface quando é submetida a cargas durante a função mastigatória. A restauração unitária é biomecanicamente mais complicada quando se trata da substituição de elementos dentários nas áreas de pré-molares e molares, devido às forças oclusais serem maiores nestas áreas, podendo levar a elevados níveis de tensão. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi o de estudar as alterações na interface implante / pilar em sistemas de conexão externa e interna através das medidas da desadaptação, e a condição de torque e destorque dos parafusos de fixação quando submetidos a ensaios de fadiga. Cinqüenta corpos de provas divididos em cinco grupos foram estudados: Grupo I implante HE e pilar UCLA, com restauração cimentada; Grupo II implante de HI e pilar pré-fabricado, com restauração cimentada; Grupo III implante OI e pilar pré-fabricado, com restauração cimentada; Grupo IV implante de HE e pilar UCLA, com restauração parafusada; e Grupo V implante HE e pilar ceraone, com restauração cimentada. As dimensões das bases de assentamento dos implantes e pilares, e dos parafusos dos cinco grupos foram medidas. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de fadiga até 500.000 ciclos utilizando-se uma máquina de ensaio MTS 810. Testes de torque e destorque nos parafusos de fixação, e análise da desadaptação da interface implante / pilar antes e depois da aplicação das cargas foram realizados. Através da análise variância com nível de significância de 5% e do teste Tukey para comparações múltiplas, foi possível observar que: (1) houve diferenças no diâmetro da base de assentamento dos implantes e pilares entre – 0,03mm a 0,75mm; e no diâmetro do hexágono / octágono entre implantes e pilares entre 0,01 e 0,05mm, sendo que no grupo que utilizou hexágono interno não foram encontradas diferenças; (2) o comprimento dos parafusos variou entre 5,95mm e 8,83mm, o comprimento das roscas variou entre 4,52 e 5,72mm, enquanto que o diâmetro entre 1,79 e 1,97mm; (3) após o ensaio de fadiga, houve um aumento hexágono externo que utilizaram pilares UCLA e no grupo de octágono interno; sendo a menor desadaptação observada no grupo de hexágono externo que utilizou pilares Ceraone (3,81 ìm); (4) houve redução estatisticamente significante da condição de torque dos grupos estudados após o ensaio de fadiga. A menor redução foi encontrada no grupo de hexágono interno com 5,3 N.cm (17,67%); e a maior redução no grupo de hexágono externo que utilizou pilares UCLA parafusados com 20,5 N.cm (68,33%); (5) houve uma forte correlação entre a aplicação das cargas cíclicas e a diminuição da condição de torque; enquanto que nas demais variáveis não existiu esse tipo de correlação. / The long term success of an implant supported restoration and the health of the surrounding tissues is closely related to prosthetic components accuracy and its fit to the fixture and abutment implants interface stability as well as its strength when subjected to masticatory loads. Under a biomechanical standpoint implant single restoration in premolar and molar areas is the most complex issue; since occlusal forces are higher in these areas, leading to high level of stress over these components. Thus, this study investigates the alterations under cyclic fatigue in implant / abutment interface, in intern and extern connection systems through measurements of components fit, in abutment screw torque and in detorque. Fifty samples constituted of implants / abutments / crowns were divided into five groups of ten as follows: Group I was comprised of External Hexagon Implants / abutments and crown cast directly on UCLA abutment; Group II was comprised of Internal Hexagon implants and prefabricated abutments with cemented restoration; Group III was comprised of Intern Octagonal Implants and prefabricated abutments with cemented restoration; Group IV was comprised of External Hexagonal implants and UCLA abutments with a crown cast subsequent attached to the implant; and Group V was comprised of External Hexagonal Implants and prepared ceraone abutments, with cemented restorations. Dimensions of implants, abutments bases and abutment screws were obtained. Analysis of implant/abutment interface was performed. The torque was set according manufactures instructions. All samples were subjected to 500.000 fatigue cycles in a MTS 810 Universal Machine. Detorque tests in abutment screws were performed after cyclic fatigue as well as analysis of implant/abutment interface. Statistical analysis showed that: (1) There were differences in the width of implant and abutment bases ranged between 0,03mm to 0,75mm; in the hexagonal width of implant and abutments ranged between 0,01 and 0,05mm, but in Group II, constituted of intern hexagon; (2) The abutment screw length ranged between 5,95mm and 8,83mm, as long as their diameter ranged between 1,79 and 1,97mm; (3)After cyclic fatigue, there were a significant increase in the misfit between implant and abutment of extern hexagon with UCLA abutment and in inter hexagon group; the smallest misfit was observed in the extern hexagon with ceraone abutment group (3,81 ìm); (4) There were a statistically significant reduction in torque load in all groups after cyclic fatigue. The least reduction was found in the intern hexagon with cemented restoration group 5,3N/cm (17,67%), and the most reduction was found in the screwed UCLA abutment group 20,5N/cm (68,33%); (5) There were a strong correlation between cyclic loading input and the decrease of torque, and no other correlation was found regarding the other variables.

Durante a vida operacional de uma aeronave, o revestimento da fuselagem é sujeito a falhas e danos estruturais. As falhas podem ser trincas que ocorrem devido a esforços aos quais o revestimento é submetido durante taxiamentos, decolagens, vôos e pousos da aeronave e danos que geralmente ocorrem devido a algum fator externo durante a operação e manutenção das aeronaves. Quando é verificado algum tipo de falha ou dano no revestimento, duas são as possibilidades para continuar com a aeronave operacional: análise para verificar se o dano é tolerável permanente ou temporariamente por um certo período de tempo ou ciclos de vôos ou instalação de um reparo estrutural. A análise para danos toleráveis deverá verificar se a estrutura possui ainda resistência residual e determinar os períodos de inspeção. Caso o dano ou falha na estrutura não seja tolerável, é necessário, então, a instalação de um reparo estrutural ou troca do painel. O reparo estrutural é feito de chapas metálicas ou de material composto unidas mecanicamente ao revestimento da aeronave através de rebites, prendedores ou até mesmo através de resinas estruturais. O reparo estrutural rebitado, apesar de aumentar a resistência da região danificada, gera concentradores de tensão que devem ser analisados, pois podem degradar a vida em fadiga e o comportamento da tolerância a dano.Este trabalho tem como objetivo principal apresentar os resultados de ensaio e análise estrutural de algumas configurações de reparos metálicos rebitados ao revestimento de aeronaves. Foram feitos ensaios de quatro configurações típicas de reparos que são comumente utilizadas durante a manutenção de aeronaves.

O presente trabalho tem a finalidade de discutir o comportamento do geotêxtil impregnado com asfalto utilizado na restauração de pavimentos flexíveis. O trincamento do pavimento acelera a queda do nível de serventia, prejudicando a qualidade funcional do pavimento para o usuário. Para se fazer uma boa restauração, que tenha uma vida de fadiga igual ou superior ao período de projeto, devemos identificar as causas do surgimento das trincas na superfície do pavimento. O trincamento pode ser controlado ou retardado através do aumento da camada de recapeamento ou com a utilização de camadas anti-reflexão de trincas entre a camada antiga e a nova.Como em qualquer sistema utilizando geossintéticos há uma grande variedade de fatores que influenciam no desempenho do pavimento restaurado. No caso da pavimentação utilizando geotêxtil, esses fatores incluem: o tipo de geotêxtil utilizado, o processo de instalação, o tipo de ligante utilizado, a taxa aplicada e uniformidade, a condição de superfície e preparação, as propriedades do revestimento e as condições climáticas ou geográficas. Foi realizado um conjunto de ensaios com diversos tipos de geotêxteis, analisando o efeito da temperatura, ensaios de tração de faixa larga sem impregnação e com impregnação e ensaios de permeabilidade com diversas taxas de ligante. Estes ensaios objetivaram concluir que cuidados na instalação e na escolha do material podem trazer benefícios futuros no que tange ao desempenho de pavimentos flexíveis restaurados com camadas de geossintéticos. Através dos estudos realizados, chegou-se a conclusão que a maioria dos insucessos foi causada por problemas na instalação, sendo a impregnação insuficiente, em função da quantidade de ligante aplicada, da espessura do geotêxtil e da má impregnação de juntas e de dobras, a principal causa dos defeitos observados.

Esta pesquisa trata da análise numérica pelo método dos elementos finitos de ensaios de fadiga de laboratório realizados em vigas de concreto asfáltico, contando ou não com a presença de camadas intermediárias especiais do tipo geogrelha polimérica, atuando como camadas intermediárias em Sistemas Anti-Reflexão de Trincas. Verificou-se que a presença da geogrelha, não afeta de forma significativa o estado de tensões na extremidade da trinca subjacente à camada asfáltica. O seu efeito se dá à medida que a trinca se propaga, nas condições finais. A condição de carregamento usada na análise foi diferente da realizada no ensaio. Na simulação os valores foram obtidos na condição inicial de carregamento e no ensaio na condição final. A idéia inicial era verificar se já na condição inicial de carregamento ocorreria alguma mudança no estado de tensão. Assim, as comparações realizadas não mostram alterações no estado de tensão na extremidade da trinca subjacente à camada asfáltica.

O objetivo deste trabalho é projetar uma caverna de pressão traseira para a fuselagem de um avião de 33 passageiros, com consideração especial em layout estrutural, dimensionamento, análise de tensão e comportamento à fadiga. Com respeito ao layout estrutural, duas configurações são consideradas: semi-esférica e plana. O dimensionamento é baseado em cálculos por elementos finitos, usando um pacote de software comercial. Técnica de extrapolação de Richardson é utilizada para incrementar a precisão dos resultados das análises. Solução para união entre componentes também é abordada. O método S-N é utilizado para estimar o comportamento à fadiga. Ligas de alumínio 7075-T6 e 2024-T3 são especificadas para a manufatura de toda a estrutura.

Este estudo teve por objetivo verificar a influência da camada anodizada e de concentrador de tensões, no comportamento mecânico de corpos-de-prova usinados, de perfil estrudado da liga de alumínio 7150 - T77511, sob esforço de fadiga de baixo ciclo. Os ensaios de fadiga de baixo ciclo foram realizados em corpos-de-prova retirados de duas regiões distintas do perfil extrudado. Trabalhou-se com corpos-de-prova, em quatro situações: como recebido (sem e com concentrador de tensões) e anodizados (sem e com concentrador de tensões). O concentrador de tensões apresenta forma circular, sendo localizado no centro do corpo-de-prova, com valor de Kt igual a 2,6. Levantaram-se as curvas S-N dos ensaios de fadiga e, por método comparativo, avaliaram-se as influências do concentrador de tensões e do processo de anodização crômica nas propriedades de fadiga de baixo ciclo. Os corpos-de-prova com concentrador de tensões tiveram uma redução aproximada de 80 a 90% da sua resistência, para as duas regiões analisadas, tanto na condição como recebido como anodizada. Na comparação entre estas duas condições, sob tensões maiores, 80% do st, há uma redução da resistência de 17% nos corpos-de-prova como recebido, sob tensões menores, 50% st, varia de 35 a 46%, nas condições como recebido e anodizado, respectivamente. Foi realizada também uma análise da superfície de fratura, dos corpos-de-prova ensaiados, através de estereoscópio e microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os resultados experimentais estão de acordo com os da literatura e representam uma contribuição à pesquisa, em particular no que se refere às ligas de alumínio de emprego aeronáutico.

Este trabalho tem o objetivo de obter os valores das tensões residuais compressivas introduzidas na liga de Ti-6Al-4V no processo de shot peening utilizado em peças estruturais primárias de aeronaves, onde uma falha é considerada como falha catastrófica. As estruturas primárias das aeronaves são calculadas para suportar as cargas cíclicas e têm especificada a aplicação do shot peening como uma segurança a mais que não é considerada no projeto da estrutura. As tensões compressivas devido ao shot peening retardam as propagações de trincas, possibilitando mais tempo para detectar estas trincas nos cheques "C" estruturais dos aviões. Devido à natureza das tensões compressivas do shot peening, por exemplo, de atingirem uma profundidade de apenas 0,2 mm a partir da superfície da peça, a sua detecção é complexa e existem dois métodos mais utilizados para essa medição. Um método utiliza a técnica por difração de raios X, esta requer usinagens químicas sucessivas da superfície da peça, sendo um teste destrutivo com custos elevados. O outro método, chamado de furo cego, mede as tensões através das deformações radiais na superfície da peça ao redor do furo. O trabalho teve o objetivo de obter os níveis das tensões introduzidas pelo process de shot peening, e verificar a vida em fadiga de corpos de prova com um furo. Os corpos de provas foram divididos em três grupos com quantidades e geometrias definidas pelas condições do processo: sem shot peening, nas faixas de 0,005N-0,008N e 0,006A-0,008A. Os corpos de provas tiveram as tensões compressivas devido ao processo do shot peening medidas, e foram feitos os ensaios de fadiga e obtida a curva em fadiga. Os resultados deste trabalho proporcionaram os conhecimentos das tensões compressivas introduzidas na liga Ti-6Al-4V devido ao processo de shot peening e sua influência na vida em fadiga. Concluindo a curva em fadiga mostrou que devido a tensão de tração em reação às tensões compressivas do shot peening causaram a falha primeiro nos corpos de prova que tiveram a aplicação na faixa de 0,006A-0,008A na região do furo.