A deposição de filmes finos resistentes ao desgaste é uma prática realizada com bastante frequência para melhorar o comportamento tribológico (atrito, desgaste, lubrificação) de diferentes peças e componentes. Afim de se garantir o adequado funcionamento do sistema revestido (substrato+filme), é importante avaliar o comportamento mecânico do mesmo. Um método para avaliação e estudo do comportamento mecânico destes sistemas é o ensaio de riscamento. O ensaio é utilizado para analisar a fratura superficial do revestimento (falha chamada coesiva), ou a resistência à adesão (falha chamada adesiva), e os modos de falha de revestimentos duros (HV>=5 GPa) e finos (<=30 ?m), depositados sobre substratos cerâmicos ou metálicos. A caracterização de alguns modos de falha nos sistemas revestidos está relacionada com modelos qualitativos de tensões presentes na região de contato e nas bordas do riscamento. Neste trabalho, foi estudado o comportamento das tensões Sxx e Szz desenvolvidas durante o riscamento de sistemas compostos por combinações de revestimentos/substratos. O trabalho foi baseado no desenvolvimento de modelos de simulação em 3D e 2D, utilizando o método dos elementos finitos (MEF), nos quais, uma partícula rígida com características de indentador Rockwell C, aplica carga progressiva até 2 N, ao longo de uma distância de 0,5 mm. No estudo, variou-se a dureza, traduzida em valores de tensão de escoamento do revestimento e do substrato, da mesma forma, analisou-se o efeito da tensão residual do revestimento, o efeito da espessura, o atrito, e a rugosidade, na superfície e na interface do sistema. O fato de obter valores de tensão que ultrapassam o valor do escoamento do revestimento pressupõe a possível ocorrência de falhas nos sistemas revestidos. Os resultados obtidos por simulação indicaram que as combinações de revestimento com tensão de escoamento baixa (Sy<3000 MPa) levam a experimentar tensões ao nível da tensão de escoamento do revestimento. Os revestimentos com tensão de escoamento Sy>5000 MPa apresentaram valores de tensão inferiores aos da tensão do revestimento, bem como o uso de tensão residual de -3 GPa no revestimento, assim como o aumento da espessura do revestimento têm grande importância nos sistemas revestidos, em particular nos casos em que a tensão de escoamento no revestimento é Sy>=5000MPa. O efeito do coeficiente de atrito leva à obtenção de valores de tensão (Sxx ou Szz) suficientemente altos na maioria das combinações, sendo esta a variável de estudo que levou ao maior número de vezes que foi atingido o valor da tensão de escoamento do revestimento. Da mesma forma, a rugosidade afeta os valores de tensão Sxx (interior do sulco). Ao aumentar a rugosidade do sistema aumenta a possibilidade de ultrapassar valores da tensão do revestimento na superfície e na interface do conjunto. Finalmente, pela complexidade do número de variáveis que afetam o ensaio, a simulação numérica sugere que o fato de analisar unicamente a dureza dos materiais, assim como as diferentes variáveis de forma isolada, não permite a reprodução de um mapa de falhas próximo ao proposto na literatura. / The deposition of wear resistant thin films is a common practice to improve the tribological behavior (friction, wear, lubrication) of several mechanical components. In order to guarantee the adequate performance of the coated systems, it is important to evaluate the mechanical behavior. A method for evaluation and study of the coated systems is the scratch test. The test is used to analyze the fracture of the coating (cohesive failure), or the adhesion of the coating (adhesive failure), and the failure modes of hard coatings (HV>=5 GPa) and thin (<=30 ?m) deposited on ceramic or metallic substrates. The characterization of some failure modes in coated systems is related to qualitative stress models at the contact region and the scratch edges. In this work, the behavior of the Sxx and Szz stresses developed during the scratch test was analyzed in different combinations of coatings/substrates. The work was based on the development of 3D and 2D simulation models using the finite element method (FEM). In the simulation, a rigid particle (with the geometry of Rockwell C indenter) applied progressive load to 2N along a 0.5 mm distance. In the study, the hardness was expressed as yield stress values in the coating and the substrate. In addition, it was examined the effect of coating residual stress (-3 GPa), as well as the effect of the thickness, the friction coefficient, and roughness of the surface and interface in the stresses behavior. The fact of obtaining tension values, which exceed the yield stress of coating implies the possible occurrence of failure. The results obtained by simulation indicated that the coating combinations with low yield stress (Sy < 3000 MPa) lead to Sxx and Szz stress values in the level of the coated yield stress. The coatings with yield stress Sy > 5000 MPa enable to obtain low Sxx and Szz values. The use of the residual stresses (-3 GPa) as well as increasing the thickness of the coating are very important factors in the coated systems, especially in the case of coatings with Sy > 5000 MPa. The effect of the friction coefficient leads to stress values (Sxx or Szz) sufficiently high in most of the combinations. This factor is the most important variable leading to the greater number of times that the value of the coating yield stress was reached. The roughness is responsible for Sxx stress values (inside groove). Increasing the roughness of the system increased the possibility of exceeding stress values in the surface and interface coating. Finally, by the complexity of the number of variables that affect the scratch test, the numerical simulation suggests that the fact of only analyzing the hardness of materials, as well as other isolated variables of the scratch test does not allow reproduction of a map of failures similar to that proposed in the literature.

Neste trabalho é proposta uma nova distribuição de quatro parâmetros denominada distribuição log-logística exponenciada geométrica, baseada em um mecanismo de dupla ativação para modelar dados de tempo de vida. Para esta nova distribuição, foi realizado um estudo da função de densidade de probabilidade, da função de distribuição acumulada, da função de sobrevivência e da função de taxa de falha, a qual apresenta formas que podem modelar dados de tempo de vida, tais como: forma crescente, decrescente, unimodal, bimodal e forma de U. Obteve-se expansões da função de densidade, expressões para os momentos de probabilidade ponderada, função geradora de momentos, desvios médios e as curvas de Bonferroni e de Lorenz. Considerando dados censurados, foi utilizado o método de máxima verossimilhança para estimação dos parâmetros. Analogamente também é proposto um modelo de regressão baseado no logaritmo da distribuição log-logística exponenciada geométrica com dupla ativação, que é uma extensão dos modelos de regressão logística exponenciada e logística. Este modelo pode ser usado na análise de dados reais, por fornecer um melhor ajuste que os modelos de regressão particulares, logística exponenciada e logística. Finalmente, são apresentados duas aplicações para ilustrar a utilização da nova distribuição. / In this work, we propose a new distribution with four parameters the so called exponentiated log-logistic geometric distribution based on a double mechanism of activation for modeling lifetime data. For this new distribution, we study the density function, cumulative distribution, survival function and the failure rate function which allows major harzad rates: increasing, decreasing, bathtub, unimodal and bimodal failure rates. We also obtain the density function expansions and the expressions for the probability-weighted moments, moment generating function, mean deviation and Bonferroni and Lorenz curves. Considering censored data, we use the maximum likelihood method for estimating the parameters. Similarly, we also propose the regression model based on the logarithm of the exponentiated log-logistic geometric distribution with double activation, which is an extension of the exponential logistic and logistic regression models. This new model could be widely used in the analysis of real data to provide a better fit than exponetial logistic and logistic regression models. Finally, two applications are presented to illustrate the application of the new distribution.

Neste trabalho, são desenvolvidas novas técnicas aproximadas de análise de confiabilidade para grelhas de concreto armado levando-se em consideração as probabilidades de falha de vários modos importantes. Realiza-se um acoplamento entre os métodos de Monte Carlo, elementos finitos e procedimentos de otimização para considerar esses modos de falha importantes e classificá-los. Esse acoplamento também permite a redução do número de chamadas ao modelo de elementos finitos. Os cenários de falha são caracterizados como o encurtamento excessivo do concreto e o alongamento do aço. Estes cenários determinam a capacidade última da estrutura, e podem ser representados por um coeficiente escalar que multiplica todas as ações presentes na estrutura. Para a determinação desses estados estruturais últimos, um procedimento incremental-iterativo é utilizado. A análise de confiabilidade é realizada em diferentes conjuntos de realizações aleatórias das variáveis de projeto. O conjunto de respostas estruturais e de realizações permite a determinação dos coeficientes da superfície de respostas da estrutura. O acoplamento realizado permite também o tratamento com estruturas de concreto com elevado número de modos de falha. Aplicam-se as técnicas em exemplos de grelhas de concreto armado / In this work, new local approaches of reliability analysis applied to reinforced concrete grid structures are developed, taking into account several critical cross-section failure probabilities. Monte Carlo simulations are coupled with finite element analyses and optimization techniques with techniques to take into account the failure in the most important cross-sections, in order to classify the severity of failure modes. The failure scenario is depicted when either a concrete fiber or a steel bar reaches the predefined conventional limit. This scenario gives the structural ultimate capacity, which can be represented by a scalar coefficient multiplying all the loads acting on the structure. To achieve the failure scenario, an incremental and iterative procedure is used. To carry out the reliability analysis, the mechanical analysis has to be performed for different sets of random variable realizations of the mechanical, material and geometrical properties. The set of ultimate coefficients obtained from several mechanical analyses defines the response surface. The coupling between Monte Carlo simulations and response surface techniques applied in this work aims to reduce significantly the number of the finite element model calls, and hence to deal with real, or high-scale, reinforced concrete grids where large number of failure components can be found. The proposed procedure is then applied to reinforced concrete grids in order to show some more complex reinforced concrete examples

Orientador: José Maurício dos Santos Nunes Reis / Resumo: Este estudo objetivou avaliar a resistência máxima e o padrão de fratura de diferentestécnicas para núcleo preenchimento associados a pinos de fibra de vidro em incisivoslaterais inferiores bovinos com extensa destruição coronária. Quarenta dentes forampreparados endodonticamente, divididos aleatoriamente em 4 grupos experimentais(n=10) e um pino de fibra de vidro (Whitepost DC0,5) foi cimentado com LuxaCore Zpara todos os grupos. A confecção dos núcleos de preenchimento foi realizada, apósobtenção de férula cervical de 1,0 mm, com: FOBF-Filtek One Bulk Fill; FZ350- FiltekZ350 XT; FBFF-Filtek Bulk Fill Flow; e LCZ-LuxaCore Z. Coroas totais de zircônia (YTZP) produzidas em CAD/CAM foram cimentadas com RelyX U200. Apósarmazenamento em água destilada a 37°C por 48 h, os corpos-de-prova foramsubmetidos a ciclos térmicos (10.000 ciclos, 5-55ºC, banhos de 30s) e, posteriormente,ao ensaio mecânico de resistência à fratura por força compressiva aplicada (1,0mm/min) em 135º ao longo eixo do dente em máquina eletromecânica (EMIC DL2000).A força máxima suportada por cada espécime foi registrada em Newton. O modo defratura foi classificado por meio de análise em lupa estereomicroscópica (30X). Osdados de resistência à fratura foram analisados pelo teste não paramétrico de KruskalWallis, seguido pelo post-hoc teste de Dunn. Os dados dos padrões de fratura foramanalisados pelo teste exato de Fisher (α=0,05). Não foram observadas diferençassignificativas (p>0... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study aimed to evaluate the ultimate fracture strength and failure modes of different core techniques associated with intraradicular fiberpost in bovine mandibular lateral incisors with extensive coronary destruction. Forty teeth were prepared endodontically, randomly divided into 4 experimental groups (n=10) and a fiberpost (Whitepost DC0.5) was cemented with LuxaCore Z for all groups. The core was confeccioned, after obtaining a 1.0 mm cervical ferrule, with: FOBF-Filtek One Bulk Fill; FZ350- Filtek Z350 XT; FBFF-Filtek Bulk Fill Flow; and LCZ-LuxaCore Z. Total zirconia crowns (Y-TZP) produced by CAD/CAM were cemented with RelyX U200. After storage in distilled water at 37ºC for 48 h, the specimens were submitted to thermal cycling (10,000 cycles, 5- 55ºC, 30 s dwell time) and, afterwards, to the mechanical test of compressive strength fracture (1.0 mm / min) at 135º along the tooth axis in electromechanical machine (EMIC DL2000). The ultimate load supported by each specimen was recorded in Newton. The fracture mode was classified by means of stereomicroscopic loupe analysis (30X). The fracture strength data were analyzed by the non-parametric Kruskal-Wallis test, followed by the post-hoc Dunn test. The data of the fracture modes were analyzed by Fisher's exact test (α=0.05). No significant differences (p>0.05) were observed among the FOBF, FZ350 and FBFF groups (mean ranks= 20.30, 12.20 and 23.20, respectively). LCZ (mean rank= 26.30) produced similar results to those... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Amostras de um aço inoxidável martensítico AISI 410 temperado e revenido foram nitretadas a plasma em baixa temperatura usando o tratamento de nitretação plasma DC e a nitretação a plasma com tela ativa. Ambos os tratamentos foram realizados a 400 °C, utilizando mistura gasosa de 75 % de nitrogênio e 25 % de hidrogênio durante 20 horas e 400 Pa de pressão. As amostras de aço AISI 410 temperado e revenido foram caracterizadas antes e depois dos tratamentos termoquímicos, usando as técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, medidas de microdureza, difração de raios X e medidas de teor de nitrogênio em função da distância à superfície por espectrometria WDSX de raios X. A resistência à erosão por cavitação do aço AISI 410 nitretado DC e com tela ativa foi avaliada segundo a norma ASTM G32 (1998). Os ensaios de erosão, de erosão - corrosão e de esclerometria linear instrumentada segundo norma ASTM C1624 (2005) somente foram realizados no aço AISI 410 nitretado com tela ativa. Ensaios de nanoindentação instrumentada forma utilizados para medir a dureza (H) e o módulo de elasticidade reduzido (E*) e calcular as relações H/E* e H3/E*2 e a recuperação elástica (We), utilizando o método proposto por Oliver e Pharr. Ambos os tratamentos produziram camadas nitretadas de espessura homogênea constituídas por martensita expandida supersaturada em nitrogênio e nitretos de ferro com durezas superiores a 1200 HV, porém, a nitretação DC produziu maior quantidade de nitretos de ferro do que o tratamento de tela ativa. Os resultados de erosão por cavitação do aço nitretado DC mostraram que a precipitação de nitretos de ferro é prejudicial para a resistência à cavitação já que reduziu drasticamente o período de incubação e aumentou a taxa de perda de massa nos estágios iniciais do ensaio; entretanto, depois da remoção desses nitretos de ferro, a camada nitretada formada somente por martensita expandida resistiu bem ao dano por cavitação. Já no caso do aço nitretado com tela ativa, a resistência à erosão por cavitação aumentou 27 vezes quando comparada com o aço AISI 410 sem nitretar, fato atribuído à pequena fração volumétrica e ao menor tamanho dos nitretos de ferro presente na camada nitretada, às maiores relações H/E* e H3/E*2 e à alta recuperação elástica da martensita expandida. A remoção de massa ocorreu, principalmente, pela formação de crateras e de destacamento de material da superfície dos grãos por fratura frágil sem evidente deformação plástica. As perdas de massa acumulada mostradas pelo aço nitretado foram menores do que aquelas do aço AISI 410 nos ensaios de erosão e de erosão corrosão. O aço nitretado apresentou uma diminuição nas taxas de desgaste em ambos os ensaios de aproximadamente 50 % quando comparadas com o aço AISI 410. O mecanismo de remoção de material foi predominantemente dúctil, mesmo com o grande aumento na dureza. Os resultados de esclerometria linear instrumentada mostraram que a formação de martensita expandida possibilitou uma diminuição considerável do coeficiente de atrito em relação ao observado no caso do aço AISI 410 sem nitretar. O valor de carga crítica de falha foi de 14 N. O mecanismo de falha operante no aço nitretado foi trincamento por tensão. / Specimens of a quenched and tempered AISI 410 martensitic stainless were low temperature plasma nitrided using DC pulsed plasma treatment and the pulsed plasma active screen technic. Both treatments were carried out at 400 °C in a mixture of 75 % of nitrogen and 25 % of hydrogen during 20 hours and 400 Pa of pressure. Nitrided and non-nitrided AISI 410 specimens were characterized by optical and scanning electron microscopy, micro and nanohardness measurements, X ray diffraction and determination of the nitrogen content as a function of the depth using wavelength dispersive spectroscopy WDSX. Cavitation erosion tests were carried out according to ASTM G32 (1998) standard for both DC nitrided steel and active screen nitrided steel, whereas, the erosion, erosion - corrosion tests and scratch tests according to ASTM C1624 (2005) were conducted only for active screen nitrided steel. Nanoindentation tests were carried out in order to assess the hardness (H), the reduced elastic modulus (E*) the H/E* and H3/E*2 ratios and the elastic recovery (We) of the active screen nitrided steel according to the procedure proposed by Oliver and Pharr. Both nitrided treatments produced thick nitrided cases composed of nitrogen supersaturaded expanded martensite and iron nitrides, however, the DC treatment promoted the precipitation of large quantities of iron nitrides in comparison to the active screen technic. The cavitation erosion results of the DC nitrided steel showed that iron nitrides precipitation is harmful for the cavitation resistance as it drastically reduced the incubation period, despites this, after the removal of those iron nitrides, the nitrided case composed solely of expanded martensite resisted the cavitation damage. On the other hand, the active screen technic increased 27 times the cavitation erosion resistance of the AISI 410 steel. The increase in cavitation erosion resistance was attributed to minor quantities of smaller size iron nitrides, the higher H/E* and H3/E*2 ratios and to the higher elastic response of the expanded martensite. The material removal mainly comes from the formation of craters and from debris detachment from the grain surfaces due to brittle fracture, without plastic deformation. The active screen nitrided steel showed the lower cumulative mass losses in erosion and erosion - corrosion tests. The nitrogen addition decreased around 50 % the erosion rate in both tests. The active screen nitrided steel showed a ductile behavior despite the intense increase in hardness. The scratch tests showed that expanded martensite formation led to a significant decrease of the friction coefficient. The critical load was 14 N and the failure mechanism acting in the nitrided case was tensile cracking.

Análises estruturais, petrográficas e de inclusões fluidas são apresentadas para os veios quartzo auríferos da mina Morro do Ouro, Cinturão Ribeira, sudeste do Brasil. A mineralização de ouro em veios de quartzo está hospedada em rochas metassedimentares de baixo grau metamórfico de idade calimiana, que também apresenta uma mineralização aurífera singenética. Dois sistemas de veios de quartzo auríferos estão presentes: (i) veios NW extensionais subverticais e (ii) veios NE subverticais paralelos ao plano axial da dobras apertadas. Os veios mineralizados são adjacentes a uma falha principal de alto ângulo, cujas relações estruturais indicam orientação desfavorável para reativação friccional. Os veios NW apresentam inclusões fluidas dos sistemas \'CO IND.2\'-\'CH IND.4\' e H2O-CO2-\'CH IND.4\'-NaCl-\'CaCl IND.2\' com salinidades variáveis (4 a 52% em peso NaCl equivalente), que apresentam evidências de aprisionamento envolvendo os processos de imiscibilidade de fluidos e mistura de fluidos com composições contrastantes. Os veios NE apresentam inclusões fluidas do sistema H2O-CO2-\'CH IND.4\'-\'N IND.2\'-NaCl-\'CaCl IND.2\' com salinidades variáveis (5 a 45% em peso NaCl equivalente). O aprisionamento dos fluidos ocorreu em temperaturas entre 225 e 240°C para os veios NW, e aproximadamente 208°C para os veios NE, envolvendo processos de imiscibilidade e mistura de fluidos de composições distintas. Os veios extensionais NW foram formados sob flutuação de pressão com valores litostáticos a supralitostáticos (125-240 MPa) durante o estágio de fraturamento pré-sismico. Os veios subverticais NE precipitaram dominantemente sob condições de pressão próximas a valores hidrostáticos (10-70 MPa), posteriormente à redistribuição de fluidos de diferentes reservatórios ao longo da zona de ruptura sísmica. Os fluidos hidrotermais foram provavelmente enriquecidos em ouro devido à interação com as rochas encaixantes e a precipitação do minério é atribuída a mudanças nas propriedades físico-químicas em resposta à imiscibilidade de fluidos aliada à mistura de fluidos com salinidades fortemente contrastantes. Estes processos ocorreram como consequência de flutuações cíclicas na pressão de fluidos, bem como de variações no regime de esforços tectônicos associados a episódios de atividade sísmica em zonas de falha. / Fluid inclusion, petrographic and structural analyses are presented for auriferous veins from the Morro do Ouro Mine, Ribeira Belt, southeastern Brazil. The vein-type Au mineralization at the mine is restricted to structurally-controlled domains in a low-grade Calymmian metassedimentary sequence that host also syngenetic Au mineralization. Two auriferous quartz vein systems are present: (i) NW-trending subvertical extensional veins and (ii) ENE-trending subvertical veins parallel to the axial surface of tight folds. The mineralized veins are adjacent to a major dextral transcurrent fault zone and their structural relationships indicate that this fault is severely misoriented for frictional reactivation. The NW-trending veins present a fluid inclusion assemblage dominated by CO2-\'CH IND.4\' inclusions and H2O-CO2-\'CH IND.4\'-\'N IND.2\'-NaCl-\'CaCl IND.2\' inclusions of highly contrasting salinities (4 to 52 wt. % NaCl equivalent) and the NE-trending veins present fluid inclusion assemblage dominated by H2O-CO2-\'CH IND.4\'-\'N IND.2\'-NaCl-\'CaCl IND.2\' inclusions of contrasting salinities (4 to 45 wt. % NaCl equivalent). The entrapment of fluids occurred at temperatures between 225 and 240ºC in NW-trending veins and approximately 208ºC in NE-trending veins, involving processes of fluid immiscibility and mixing between fluids of contrasting compositions. NW-trending extensional veins were formed dominantly under pressure fluctuating between near-lithostatic to strongly supralithostatic values (125-240 MPa) during pre-seismic failure stages. ENE-trending veins precipitated dominantly under near-hydrostatic pressure conditions (10-70 MPa), following discharge of fluids from different reservoirs along the ruptured zone after earthquake rupture stages. The hydrothermal fluids were probably enriched in gold through interaction with the host rocks and its precipitation is attributed to changes of physicochemical properties due to fluid immiscibility and mixing between fluids of highly contrasting salinites, as a consequence of cyclic fluctuations in the values of fluid pressure and tectonic stresses accompanying episodes of seismogenic fault activity.

Este trabalho objetivou a caracterização mecânica e a análise de falha de dois tipos de juntas compósitas através de ensaios mecânicos, em que uma das juntas era composta por dois laminados de fibras de carbono recoberto em ambas as faces por tecido de fibra de vidro reforçando uma matriz termoplástica (PPS-C) unidos via soldagem por resistência elétrica, e a outra confeccionada com dois laminados de fibras de carbono reforçando uma matriz de resina epóxi (EPX-C) unidos via colagem por filme de resina epoxídica. Os dois tipos de juntas foram submetidos a impacto único transversal de 10 J, condicionamento higrotérmico, além de carregamento em fadiga compressiva no plano nas mais diversas combinações destes processos degradativos de suas propriedades mecânicas. Observou-se, que a junta termorrígida colada de EPX-C apresentou a maior resistência mecânica em flexão em quatro pontos (F4P) na condição original (como-manufaturada), assim como os maiores valores de resistência residual para as várias condições de degradação mecânica e higrotérmica a que foi submetida. Por sua vez, a junta termoplástica soldada de PPS-C exibiu, em termos percentuais, menores reduções dos valores de resistência à flexão sob as condições avaliadas, relativamente às perdas apresentadas pela junta EPX-C em idênticas circunstâncias. A análise macroscópica da superfície de fratura de ambas as juntas indicou que o modo de falha predominante da junta termorrígida foi interfacial enquanto que, para a junta PPS-C, o modo de falha predominante foi o intralaminar. Análises fratográficas através da microscopia eletrônica de varredura (MEV) evidenciaram para a junta termorrígida EPX-C, uma alta adesão entre fibra/matriz, porém uma relativamente fraca interação entre os aderentes (laminado) e o filme adesivo de colagem, enquanto que, para a junta termoplástica PPS-C, reduzidas interações fibra/matriz forem inferidas na camada externa de PPS-V do aderente assim como entre a malha metálica resistiva e os filmes puros de PPS que a revestiam. Em ensaios de resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS), os espécimes retirados da junta EPX-C na condição virgem evidenciaram uma colagem uniforme/homogênea, enquanto que, para a junta PPS-C, os espécimes de ensaio usinados a partir da junta virgem indicaram a ocorrência de efeitos de degradação térmica altamente localizada nas bordas soldadas. / This study aimed to mechanical characterization and failure analysis of two kinds of composite single-lap joints by mechanical tests, in which a single-lap joint was made of two adherents of carbon fibers coated on both sides with glass fiber fabric reinforcing a thermoplastic matrix (PPS-C) welded via resistance welding, and the another type made of two adherents of carbon fibers reinforcing an epoxy matrix (EPX-C) bonded by epoxy adhesive film. The two types of single-lap joints were subjected to single transverse impact of 10 J, hygrothermal conditioning, and compressive fatigue loading in the plane in various combinations of these degradative processes of mechanical properties. It was observed that the thermosetting bonded joint EPX-C showed the highest strength in four point-flexure test in the original condition (as-manufactured), as well as greater residual strength values for the various conditions of mechanical and hygrothermal degradation which was subjected. In turn, the welded thermoplastic joint PPS-C exhibited, in percentage terms, smaller reductions in flexural strength values under the tested conditions, in respect of losses showed by EPX-C in similar circumstances. Macroscopic analysis of the fracture surfaces from both joints indicated that the predominant failure mode was interfacial to thermosetting while for PPS-C joint, the predominant failure mode was intralaminar. Analysis of fracture surfaces by scanning electron microscopy (SEM) showed, for thermosetting joints EPX-C, a high adhesion between fiber/matrix, but a relatively weak interaction between adherents and the bonding adhesive film, whereas for thermoplastic joint PPS-C, reduced interactions fiber/matrix are inferred in the outer layers of PPS-V and between metal mesh and the pure PPS films that coated it. In the interlaminar shear strength tests (ILSS), the specimens removed from the EPX-C joint in the pristine condition showed a uniform/homogeneous bonding along the joint area, while for PPS-C joint, coupons extracted from pristine condition joint indicated the occurrence of degradation caused by thermal effects localized in the welded edges.

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

Análises estruturais, petrográficas e de inclusões fluidas são apresentadas para os veios quartzo auríferos da mina Morro do Ouro, Cinturão Ribeira, sudeste do Brasil. A mineralização de ouro em veios de quartzo está hospedada em rochas metassedimentares de baixo grau metamórfico de idade calimiana, que também apresenta uma mineralização aurífera singenética. Dois sistemas de veios de quartzo auríferos estão presentes: (i) veios NW extensionais subverticais e (ii) veios NE subverticais paralelos ao plano axial da dobras apertadas. Os veios mineralizados são adjacentes a uma falha principal de alto ângulo, cujas relações estruturais indicam orientação desfavorável para reativação friccional. Os veios NW apresentam inclusões fluidas dos sistemas \'CO IND.2\'-\'CH IND.4\' e H2O-CO2-\'CH IND.4\'-NaCl-\'CaCl IND.2\' com salinidades variáveis (4 a 52% em peso NaCl equivalente), que apresentam evidências de aprisionamento envolvendo os processos de imiscibilidade de fluidos e mistura de fluidos com composições contrastantes. Os veios NE apresentam inclusões fluidas do sistema H2O-CO2-\'CH IND.4\'-\'N IND.2\'-NaCl-\'CaCl IND.2\' com salinidades variáveis (5 a 45% em peso NaCl equivalente). O aprisionamento dos fluidos ocorreu em temperaturas entre 225 e 240°C para os veios NW, e aproximadamente 208°C para os veios NE, envolvendo processos de imiscibilidade e mistura de fluidos de composições distintas. Os veios extensionais NW foram formados sob flutuação de pressão com valores litostáticos a supralitostáticos (125-240 MPa) durante o estágio de fraturamento pré-sismico. Os veios subverticais NE precipitaram dominantemente sob condições de pressão próximas a valores hidrostáticos (10-70 MPa), posteriormente à redistribuição de fluidos de diferentes reservatórios ao longo da zona de ruptura sísmica. Os fluidos hidrotermais foram provavelmente enriquecidos em ouro devido à interação com as rochas encaixantes e a precipitação do minério é atribuída a mudanças nas propriedades físico-químicas em resposta à imiscibilidade de fluidos aliada à mistura de fluidos com salinidades fortemente contrastantes. Estes processos ocorreram como consequência de flutuações cíclicas na pressão de fluidos, bem como de variações no regime de esforços tectônicos associados a episódios de atividade sísmica em zonas de falha. / Fluid inclusion, petrographic and structural analyses are presented for auriferous veins from the Morro do Ouro Mine, Ribeira Belt, southeastern Brazil. The vein-type Au mineralization at the mine is restricted to structurally-controlled domains in a low-grade Calymmian metassedimentary sequence that host also syngenetic Au mineralization. Two auriferous quartz vein systems are present: (i) NW-trending subvertical extensional veins and (ii) ENE-trending subvertical veins parallel to the axial surface of tight folds. The mineralized veins are adjacent to a major dextral transcurrent fault zone and their structural relationships indicate that this fault is severely misoriented for frictional reactivation. The NW-trending veins present a fluid inclusion assemblage dominated by CO2-\'CH IND.4\' inclusions and H2O-CO2-\'CH IND.4\'-\'N IND.2\'-NaCl-\'CaCl IND.2\' inclusions of highly contrasting salinities (4 to 52 wt. % NaCl equivalent) and the NE-trending veins present fluid inclusion assemblage dominated by H2O-CO2-\'CH IND.4\'-\'N IND.2\'-NaCl-\'CaCl IND.2\' inclusions of contrasting salinities (4 to 45 wt. % NaCl equivalent). The entrapment of fluids occurred at temperatures between 225 and 240ºC in NW-trending veins and approximately 208ºC in NE-trending veins, involving processes of fluid immiscibility and mixing between fluids of contrasting compositions. NW-trending extensional veins were formed dominantly under pressure fluctuating between near-lithostatic to strongly supralithostatic values (125-240 MPa) during pre-seismic failure stages. ENE-trending veins precipitated dominantly under near-hydrostatic pressure conditions (10-70 MPa), following discharge of fluids from different reservoirs along the ruptured zone after earthquake rupture stages. The hydrothermal fluids were probably enriched in gold through interaction with the host rocks and its precipitation is attributed to changes of physicochemical properties due to fluid immiscibility and mixing between fluids of highly contrasting salinites, as a consequence of cyclic fluctuations in the values of fluid pressure and tectonic stresses accompanying episodes of seismogenic fault activity.

Devido a suas vantagens comparadas aos métodos tradicionais de união mecânica, a utilização de juntas coladas estruturais só tende a crescer, entretanto, devido suas propriedades e modos de falha dependerem de diversos parâmetros (tratamento superficial, geometria, material, condições de tralho, etc.) uma utilização mais ampla desta técnica ainda é restrita pela ausência de modelos de falhas confiáveis. O presente trabalho consiste na apresentação de métodos para fabricação de juntas coladas em material compósito e verificação da influência da espessura da camada adesiva na resistência de juntas simples coladas (single lap joints) submetidas à tração. São também apresentados métodos para fabricação dos aderentes, corpos de prova de adesivo puro para ensaios de caracterização e realização de ensaios mecânicos para obtenção das propriedades mecânicas tanto dos aderentes quanto do adesivo. As propriedades mecânicas dos aderentes e do adesivo foram obtidas através de ensaios realizados em uma máquina de tração universal com o auxílio da técnica de correlação digital de imagem, e a obtenção das energias críticas de resistência à fratura (GIc,GIIc) da camada adesiva foram calculadas através de ensaios Double Cantilever Beam (DCB) e End Notched Flexure (ENF). Foram estudados métodos para gerar falha coesiva nas juntas adesivas, sendo que o melhor método encontrado foi o de tratamento superficial dos aderentes com jateamento abrasivo seguido pela limpeza superficial com acetona. O controle preciso da espessura da camada adesiva foi alcançado através do desenvolvimento de um dispositivo de fácil construção, compostos por suportes de madeira, hastes e linhas de nylon. Nos ensaios em juntas coladas foi constatado uma relação inversamente proporcional entre a espessura da camada adesiva e a resistência máxima suportada pela junta, ou seja, quanto maior a espessura do adesivo menor sua resistência. Os métodos aqui apresentados foram os resultados de vários meses de estudo e compreensão das normas e técnicas disponíveis na literatura, o aprimoramento das técnicas foram frutos de um ciclo compostos por fabricação, testes e análise de resultados. / Amongst the joining techniques, adhesively bonding joints are one of the most commonly applied nowadays. However, a lack of reliable failure criteria still exists, limiting in this way a more widespread application of adhesively bonded joints in principal load-bearing structural applications. An accurate strength prediction of the adhesively bonded joints is essential to decrease the amount of expensive testing at the design stage. This work consists to show methods for manufacturing single lap joints and to verify the adhesive thickness influence on the joint resistance. The manufacturing process of the composite adherends and adhesives for bulk tests was also covered. The mechanical properties of the adherends and bulk adhesive were performed on a universal testing machine with assistance of a digital image correlation (DIC) technique. The fracture toughness energy release rates (GIc,GIIc) of the adhesive layer were obtained respectively through Double Cantilever Beam (DCB) and End Notched Flexure (ENF) tests. Cohesive failure was achieved by grit blasting the adherents followed by cleaning with acetone. A constant adhesive thickness was guaranteed by placing nylon fishing lines between the adherents. Single lap joints tests showed that the joint resistance decrease with increasing adhesive thickness.