A adoção de materiais compósitos pela indústria de petróleo e gás vem ocorrendo de forma gradual, e ainda encontra certa resistência devido à novidade de sua aplicação em projetos mecânicos do setor, e da menor confiabilidade que possuem em relação a metais. A sua implementação em maiores escalas depende também do desenvolvimento de métodos de inspeção e monitoramento de integridade estrutural. Em paralelo a isso, sistemas de varredura de tubulações baseados em ondas guiadas ultrassônicas vêm ganhando espaço devido à sua capacidade de inspecionar toda a seção de trechos extensos de uma tubulação metálica. Baseado nestas duas premissas, este trabalho tem como objetivo apresentar estudos visando o desenvolvimento de uma metodologia que seja capaz de obter as propriedades elásticas de um meio e obter as características de propagação das ondas mecânicas, cobrindo uma metodologia para obtenção das propriedades elásticas baseados em ensaios ultrassônicos, um método de otimização baseado em propriedades vibracionais e por fim, confrontando dados provenientes de modelos em elementos finitos com resultados experimentais e aproximações teóricas. Como resultados espera-se gerar informações necessárias para que possa-se compreender os mecanismo de propagação das ondas elásticas, pois é ele que permitirá a obtenção de informações a respeito dos defeitos presentes na estrutura analisada ou ainda utilizar as informações de dispersão em função da frequência e em função da direção para localização de fontes acústicas em meios ortotrópicos, sendo o conhecimento das propriedades de fase e energia das ondas em tais materiais de fundamental importância para a plena exploração do seu potencial de inspeção e monitoramento. / The adoption of new materials by the oil and gas industry has been occurring gradually and still finds some resistance due to the novelty of their application in mechanical design and their lower reliability compared to metals. The usage in large scales also depends on the development of inspection methods and structure health monitoring. In a parallel way, systems that scan pipes using mechanical guided waves have gained space because of their ability to inspect the section of large excerpts of an metallic pipe. Based on these two assumptions, this work aims to study the development of a methodology that is able to obtain the elastic properties of a medium and obtain mechanical characteristics through propagation of the stress waves in it. For this, a method to obtain elastic properties based on ultrasonic testing, a optimization method was based on vibrational properties, and comparison of to data from finite element models with experimental results and theoretical approaches were used. The results are expected to generate information needed for understand the mechanism of propagation of elastic waves, needed to obtain information about defects present in the structure or using information of angular or frequency dispersion for localizing acoustic sources in orthotropic media. As knowledge of the properties of the phase and energy waves propagation in such material are crucial for the full exploitation of inspection and monitoring.

Orientador: Simonides Consani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-07-27T11:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valcanaia_DantedelVale_M.pdf: 1768978 bytes, checksum: 067efd4d3b799f0bde3851b623815553 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O efeito de reforços de fibra de vidro tem sido pesquisado, com o objetivo de melhorar as propriedades ffsicas de compostos resinosos. A elaboração de compostos fotopolimerizáveis à base de Bis-GMA, com grandes porcentagens de partículas inorgânicas deu origem aos Cerômeros. Estes materiais podem ser utilizados em restaurações indiretas posteriores, devido às propriedades de resistência à abrasão, assim como, em restaurações estéticas devido à translucidez. Da união destas duas tecnologias surgiram sistemas que aliam as propriedades dos Cerômeros, à alta resistência à flexão dos compósitos reforçados por fibras. Estes novos materiais são utilizados para confeccionar coroas e prótese parciais fixas anteriores e posteriores. O objetivo deste estudo foi verificar a resistência à flexão do sistema TargisNectris (lvoclar, Schaan, FL). Corpos de prova foram construidos em forma de barras híbridas, contendo subestrutura de compósito reforçado por fibras Vectris, e revestimento de composto particulado (Cerômero) Targis, com as seguintes dimensões: 6x5x30mm. Um ensaio de três pontos foi conduzido em uma máquina EMIC DL 500 MF e uma carga compressiva foi aplicada no centro das amostras,com espaço de 20mm entre os pontos de apoio. Um computador foi utilizado para calibrar as medições, programado para interromper o carregamento mecânico, quando ocorrer a fratura inicial (colapso de 10%). Após o ensaio, os corpos-de-prova foram cortados, metalizados e examinados com microscopia eletrônica de varredura. Os valores médios obtidos para os resultados das medidas de força de fratura foram de 963N e para medida de força por área de 197 MPa. A microscopia eletrônica de varredura revelou a existência de espaços vazios no interior do compósito reforçado por fibras (Vectris) e do Cerômero (Targis). Fraturas estavam presentes em ambos os compostos / Abstract: The effect of reinforcements of glass fiber has been researched, with the objective of improving the physical properties of composed resinous. The elaboration of light-cured compositions to the base of Bis-GMA, with great percentages of inorganic particles, originates the ceromer. These materials can be used for posterior indirect restorations, due to the resistance properties to the abrasion, as well as for aesthetic restorations due to the translucence. By the union of these two technologies systems that ally the properties of the ceromer to the high flexure strength of the fibers reinforced composites. These new materials are used to make crowns and anterior and posterior fixed bridges. The objective of this study went verify to flexure strength of the system TargisNectris (Ivoclar, Schaan, FL). Samples were built in form of hybrid bars, contends sub-structure of fibers reinforced composites Vectris and coating of particulate composite (ceromer) Targis, with the following dimensions: 6x5x30mm. A three-point test was driving by a machine EMIC and a compressive load it was applied in the center of the samples, with span length of 20mm. A computer was used to gauge the mensurations, programmed to interrupt the compression loading, when it happens the initial fracture (collapse of 10%). After the rehearsal, it body-of-proves them they were. cut, prepared metallographically and examined with scanning electronic microscopy. The mean values obtained for the results of the measures of fracture force were of 963 N and for measure of force for area of 197 MPa. The scanning electronic microscopy revealed the existence of void spaces inside the composite reinforced by fibers (Vectris) and of the ceromer (Targis). Unes of fractures were present in both composites / Mestrado / Mestre em Materiais Dentários

Foi desenvolvida e testada metodologia de extração seletiva diferencial de material particulado do aerossol atmosférico, coletado em filtros de fibras de vidro, para análise elementar pelo método PIXE. Desenvolveu-se um procedimento para a correção absoluta de efeitos de autoabsorção de raios x em alvos pipetados. Amostras de material particulado foram coletadas com amestradores HiVol em São Paulo e no Rio de Janeiro. Foi determinada a composição elementar das frações do material particulado total solúveis em diclorometano, água e uma mistura de ácidos nítrico e clorídrico,1N. Os limites de detecção alcançados pela técnica de extração, pipetagem e análise PIXE foram de 5 a 30 vezes inferiores aos dos filtros Nuclepore. Foram quantificados de 10 a 14 elementos traço em compostos apolares, em concentrações tão baixas quanto 10pg/\'m POT. 3\' e 24 elementos em cada uma das frações solúvel em água e ácido. Não se pode desprezar efeitos de autoabsorção de raios x em alvos pipetados. Mesmo em alvos tão finos quanto 100\'mü\'g/c\'m POT. 2\', a concentração de elementos com Z<20 pode ser seriamente subestimada. Sugere-se sempre determinar as espessuras e coeficientes de absorção de Massa dos a l vos pelo método dos dois alvos pipetados com soluções com concentrações diferentes desenvolvido neste trabalho. Historicamente o método PIXE tem sido divulgado como permitindo a análise direta de amostras sem nenhum tratamento prévio. É hora de rever esta afirmação e aumentar a quantidade e qualidade de informação na análise elementar de uma amostra, aliando a informação química à da composição elementar. / PIXE analysis of particulated matter in glass fibre filters was done on pippeted targets, prepared with solutions of differential and selective extracts from the filters. An x ray autoabsorption correction method, based on the analysis of targets pipetted with solutions of different concentrations, was developed. São Paulo and Rio de Janeiro aerosol samples were collected on normal glass fibre filters by HiVol samplers. The elementary composition of aerosol particulated matter soluble in dichloromethane, water and a mixture of nitric and hidrochloricacid, 1N, was determinated. PIXE analysis detection limits, of the measured concentrations, where 5 to 30 times lower than the achieved by samples on Nuclepore filters. There has been quantified 10 to 14 elements in the dichloromethane fraction, and 24 in each, water and acid soluble fractions. X ray autoabsorption effects cannot be neglected, even on targets as thin as 100\'mü\'g/c\'m POT. 2\'. It is suggested to apply the developed two concentration pippeted target method, to measure target thickness and to correct data for autoabsorption. It is claimed for long time that PIXE analysis of aerosol samples is a quick and straightforward analytical method where it is not necessary to prepare samples. Reviewing this use will provide the addition of chemical information to elementary PIXE results.

In this work I redesign a device used in the fiberglass sheet molding with roving. The device cuts the roving in pieces of approximately six or seven centimeters and lays them on the mold of the part to be made. Today these cutters have to be attached to the chuck of a regular handheld electric drill. The description of this task from an ergonomic standpoint revealed several points that deserved to be studied and improved. One of the most significant problems concerns the operator s position during sheet molding, which involves muscular and bone injury risk. This analysis serves as a basis for the designing of a new roving cutter that improves the operating conditions. The main goal of this work is to create alternatives for the development of fiberglass roving cutters. Such a study is relevant because it is based on the following three main aspects: (i) a better understanding of the operator s role in the work of machinery like hand-held electric drills; (ii) the implementation of an interdisciplinary project bringing together the areas of Mechanical Engineering, Industrial Designing, Production Engineering, and Materials Engineering; (iii) the opening for new research on industrial tools and development of new product designs. / O estudo que aqui se apresenta é um redesenho de um dispositivo que hoje é utilizado nos trabalhos e nos processos de laminação de peças em fibras de vidro, onde utilizam-se os fios de fibra de vidro, chamados de roving . Este dispositivo faz o corte dos fios em pedaços de tamanho aproximado de seis a sete centímetros, e joga estes em cima do molde da peça a ser laminada. Atualmente o dispositivo para ser utilizado, deve ser acoplado ao mandril de uma furadeira elétrica manual comum. A descrição das tarefas a partir de uma abordagem ergonômica apontou diversos problemas que mereciam ser estudados. Um dos mais significantes problemas está relacionado com a posição com que o operador trabalha durante o processo de laminação, e isso traz a ele sérios riscos de lesões músculo-esqueléticas. Tal pesquisa descritiva embasou a formulação da hipótese de melhoria da execução da tarefa do operador do dispositivo através do desenho de uma nova máquina destinada para a laminação com fios de fibra de vidro (roving). O objetivo do presente estágio do trabalho, portanto, é a geração de alternativas formais para o desenvolvimento da máquina para o corte do roving . A relevância do presente estudo repousa em três aspectos principais: (i) um maior conhecimento dos aspectos humanos no trabalho com máquinas do tipo de furadeiras elétricas manuais; (ii) a implementação de um projeto interdisciplinar que reúne diferentes áreas de atuação como a Engenharia Mecânica, Desenho Industrial, Engenharia de Produção e Engenharia de Materiais. (iii) a abertura de um campo de pesquisa e desenvolvimento para projetos de ferramentas industriais e desenho de produtos.

A adoção de materiais compósitos pela indústria de petróleo e gás vem ocorrendo de forma gradual, e ainda encontra certa resistência devido à novidade de sua aplicação em projetos mecânicos do setor, e da menor confiabilidade que possuem em relação a metais. A sua implementação em maiores escalas depende também do desenvolvimento de métodos de inspeção e monitoramento de integridade estrutural. Em paralelo a isso, sistemas de varredura de tubulações baseados em ondas guiadas ultrassônicas vêm ganhando espaço devido à sua capacidade de inspecionar toda a seção de trechos extensos de uma tubulação metálica. Baseado nestas duas premissas, este trabalho tem como objetivo apresentar estudos visando o desenvolvimento de uma metodologia que seja capaz de obter as propriedades elásticas de um meio e obter as características de propagação das ondas mecânicas, cobrindo uma metodologia para obtenção das propriedades elásticas baseados em ensaios ultrassônicos, um método de otimização baseado em propriedades vibracionais e por fim, confrontando dados provenientes de modelos em elementos finitos com resultados experimentais e aproximações teóricas. Como resultados espera-se gerar informações necessárias para que possa-se compreender os mecanismo de propagação das ondas elásticas, pois é ele que permitirá a obtenção de informações a respeito dos defeitos presentes na estrutura analisada ou ainda utilizar as informações de dispersão em função da frequência e em função da direção para localização de fontes acústicas em meios ortotrópicos, sendo o conhecimento das propriedades de fase e energia das ondas em tais materiais de fundamental importância para a plena exploração do seu potencial de inspeção e monitoramento. / The adoption of new materials by the oil and gas industry has been occurring gradually and still finds some resistance due to the novelty of their application in mechanical design and their lower reliability compared to metals. The usage in large scales also depends on the development of inspection methods and structure health monitoring. In a parallel way, systems that scan pipes using mechanical guided waves have gained space because of their ability to inspect the section of large excerpts of an metallic pipe. Based on these two assumptions, this work aims to study the development of a methodology that is able to obtain the elastic properties of a medium and obtain mechanical characteristics through propagation of the stress waves in it. For this, a method to obtain elastic properties based on ultrasonic testing, a optimization method was based on vibrational properties, and comparison of to data from finite element models with experimental results and theoretical approaches were used. The results are expected to generate information needed for understand the mechanism of propagation of elastic waves, needed to obtain information about defects present in the structure or using information of angular or frequency dispersion for localizing acoustic sources in orthotropic media. As knowledge of the properties of the phase and energy waves propagation in such material are crucial for the full exploitation of inspection and monitoring.

Orientadores: Rosa Cristina Cecche Lintz, Marco Antonio Carnio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T15:22:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vaz_VivianeVisnardi_M.pdf: 4951532 bytes, checksum: 5513fc36c7d951f9241a2649baca2fcb (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O concreto possui propriedades estruturais desejáveis como a resistência à compressão elevada, a rigidez e a durabilidade, mas, ao mesmo tempo, apresenta algumas limitações, como a baixa capacidade de deformação e a rápida propagação de fissuras quando submetido a esforços de tração. A utilização de fibras como material de reforço é uma alternativa para minimizar as limitações deste material. O objetivo deste estudo é avaliar o comportamento mecânico do Concreto Reforçado com Fibras de Vidro (CRFV) e verificar a viabilidade da aplicação do CRFV em peças de pavimento intertravado. A escolha do traço foi feita levando-se em consideração a norma brasileira que estabelece para pavimentos com tráfego de pedestres, veículos leves e veículos comerciais de linha resistência característica à compressão mínima de 35 MPa e para pavimentos com tráfego de veículos especiais e solicitações capazes de produzir efeitos de abrasão acentuados resistência característica à compressão mínima de 50 MPa. A análise dos resultados obtidos permite concluir que a adição de fibras ao concreto proporciona aumento na resistência à tração na flexão e a resistência residual pós-fissuração aumenta com o teor crescente de fibras de vidro na mistura. Verificou-se também um aumento na resistência à compressão das peças de pavimento intertravado moldadas com o concreto reforçado com fibra de vidro possibilitando a aplicação deste traço em pavimentos com tráfego de veículos especiais, de acordo com os limites estabelecidos pela norma brasileira / Abstract: The concrete has desirable structural properties such as high compressive strength, stiffness and durability, but at the same time it has some limitations such as low deformability and rapid crack propagation when subjected to tensile stresses. The use of fibers as reinforcement material for the concrete is an alternative to minimize the limitations of this material. The objective of this report is to evaluate the mechanical behavior of glass fiber reinforced concrete (GFRC) and verify the viability of the application of GFRC in interlocked floor blocks. The choice of recipe was made assuming the Brazilian Standard establishes floor with pedestrian traffic, light vehicles and line commercial vehicles minimum characteristic compressive strength of 35 MPa and special vehicle traffic floors and requests can produce marked effects of abrasion minimum characteristic compressive strength of 50 MPa. The analysis of the results shows that the addition of concrete to the fibers provides increased flexural tensile strength and residual flexural tensile strength post-cracking increases with increasing content glass fibers in the mixture. It was also verified an increase in the compressive strength of interlocked floor blocks made with glass fiber reinforced concrete making it possible the application of these recipe in the floors with special vehicle traffic, in accordance with the limits set by the Brazilian Standard / Mestrado / Ciência dos Materiais / Mestra em Tecnologia

O objetivo deste trabalho é o estudo da influência do tratamento térmico no processo de cura da resina epoxídica diglicidil-éter de bisfenol-A (DGEBA), utilizando-se os agentes de cura 4,4'-diaminodifenil-sulfona (DDS) e 4,4'-diamino-difenilmetano (DDM) e de prepregs de fibra de vidro-resina epoxídica. Foram utilizados dois métodos de fluorescência: intrínseca do sistema polimérico e extrínseca da sonda luminescente 9-ácido antróico (9-AA) adicionada aos mesmos sistemas. A espectroscopia de luminescência foi utilizada para estudar a fotofísica do 9-AA em vários solventes tais como: solventes próticos e apróticos, soluções aquosas e DGEBA. Foi possível a identificação das formas de dissociação do 9-AA (formas ionizada e protonada) e a formação de dímeros pela ligação de duas moléculas protonadas. Por meio do método de luminescência intrínseca, foi verificado um deslocamento espectral da banda de emissão, para a região do vermelho, devido à reação dos agentes de cura com a resina epoxídica, a que converte aminas primárias em aminas terciárias. Esta técnica foi aplicada para a resina epoxídica pura, as misturas de DGEBA e os agentes de cura, assim como para os prepregs. Utilizando-se o método de fluorescência extrínseca, foi possível detectar mudanças espectrais na banda de emissão do 9-AA, relacionados ao processo de cura das misturas DGEBA/DDS e DGEBA/DDM. Foram observados deslocamentos espectrais para a região do vermelho relacionado à formação de espécies diméricas do 9-AA, devido à redução do volume livre, relacionada à reação de reticulação. Foram observadas mudanças espectrais das bandas de emissão do 9-AA adicionado aos prepregs, relacionadas a diferentes velocidades de aquecimento e tempos de cura. As técnicas de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise dinâmico-mecânica (DMA) foram usadas para o estudo da influência da sonda 9-AA nos prepregs.

Este trabalho apresenta a preparação e a caracterização de materiais compósitos híbridos, chamados de Laminados Fibra-Metal (LFM), obtidos pela combinação de pré-impregnados (prepregs) de uso aeronáutico e de lâminas de alumínio adequadamente preparadas para garantir a adesão entre os componentes. Hoje, em nível mundial, a obtenção e o emprego adequado de LFM são temas atuais de estudo na área de materiais para o setor aeronáutico. Como contribuições deste estudo têm-se: (a) a preparação de LFM pela utilização de prepregs em forma tecidos, em substituição aos reforços unidirecionais, obtendo-se o Laminado de Fibra de Vidro Metal (LFVM) e o Laminado de Fibra de Carbono Metal (LFCM); (b) o tratamento superficial da lâmina de alumínio 2024 T3 Bare, pelo uso de um processo de anodização à base de ácido sulfúrico-bórico-oxálico (SBOA), e (c) o estudo do melhor procedimento para proteger regiões de corte e furação dos LMF preparados. O tratamento superficial proposto visa eliminar o Cr(VI) do tratamento convencional de anodização à base de ácido crômico (CAA), classificado como altamente poluente para o meio ambiente, tóxico e carcinogênico. Os LFM preparados pelos dois processos (SBOA e CAA) são avaliados por ensaios mecânicos (resistências à tração, impacto, cisalhamento, compressão e fadiga), de resistência à corrosão e de resistência ao fogo. Os resultados da caracterização dos LFM obtidos com alumínio tratado por SBOA mostram-se equivalentes ou superiores aos obtidos com o tratamento CAA, validando o tratamento alternativo (SBOA) proposto. Finalmente, apresenta-se uma discussão crítica que envolve as vantagens e desvantagens dos LFM processados.

Os compósitos de alto desempenho têm sido largamente utilizados na fabricação de peças estruturais primárias e secundárias de aeronaves, foguetes e vários tipos de artefatos aeroespaciais. Esta ampla utilização está relacionada às excelentes propriedades mecânicas desses materiais, além de sua massa específica menor em relação às ligas metálicas comumente utilizadas pela indústria aeroespacial. As propriedades mecânicas dos laminados de materiais compostos dependem fortemente de vários fatores tais como: estrutura de reforço, fração em volume da fibra, número de vazios, interação entre a fibra e a resina termofixa, grau de cura da resina e teor de água no material. O objetivo deste trabalho é estudar do processo de cura e a influência de umidade em materiais pré-impregnados e laminados de fibra de vidro - resina epoxídica por meio de espectroscopia de luminescência em modo estacionário. Utilizaram-se os métodos de luminescência intrínseca e extrínseca. O primeiro método é baseado na emissão da matriz polimérica e o segundo está relacionado à emissão do 9-ácido antróico (9-AA). Os estudos de espectroscopia de luminescência foram acompanhados por análise gravimétrica, espectroscopia de absorção no infravermelho médio com transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura (SEM), análise termogravimétrica (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). O estudo do processo de cura foi conduzido pela comparação de resultados obtidos das técnicas de luminescência intrínseca e de espectroscopia de absorção no infravermelho próximo com transformada de Fourier (FT-NIR). A luminescência extrínseca do 9-AA foi utilizada para acompanhar a redução do volume livre durante o tratamento térmico. A técnica de FT-IR também foi usada para caracterizar as resinas epoxídicas contidas nos prepregs F-155 e F-161. Prepregs contendo ou não 9-AA foram tratados termicamente a 121 C (F-155) e a 177 C (F-161) por 1100 minutos a uma velocidade de aquecimento de 2 C/min. Os resultados obtidos indicam que a reação de cura pode ser monitorada pela análise das mudanças espectrais das bandas de emissão e de excitação do prepreg e do 9-AA. Para a análise da influência de umidade as amostras foram curadas e submetidas em ambientes com umidade controlada a 60 e 80 C, por períodos de tempo de 1, 7, 15, 30, 60 e 90 dias. Pode-se verificar que a diminuição do máximo de emissão das amostras está diretamente relacionada com a entrada de umidade no material.

Os materiais compósitos têm sido cada vez mais utilizados principalmente na indústria aeroespacial devido à sua característica de baixa massa específica aliada à alta resistência mecânica, tanto estática quanto em fadiga. Estruturas aeronáuticas e aeroespaciais sofrem, durante operação em serviço, esforços mecânicos de tração, compressão, flexão e cisalhamento. Muitas vezes esses esforços ocorrem de maneira combinada. Dentre esses esforços, o de cisalhamento é, sem dúvida, o mais complexo de avaliação devido à heterogeneidade, anisotropia e baixa resistência, que pode causar a falha prematura da estrutura. Dentre os métodos de ensaio para avaliação de propriedades em cisalhamento, o método Iosipescu, pelo fato de ser simples e eficaz para a obtenção da resistência (?) e do módulo em cisalhamento interlaminar ou no plano, tem recebido aceitação pela comunidade científica. O presente trabalho propõe-se a caracterizar as propriedades estáticas, resistência e módulo em cisalhamento, e avaliar a vida em fadiga, por meio do método Iosipescu, para uma resina epóxi e para compósitos com matriz em resina epóxi reforçados com tecido de fibras de vidro e tecido de fibras de carbono. A partir de resultados estáticos de cisalhamento no plano foram realizados ensaios de fadiga e obtidas curvas S-N com duas razões de tensão diferentes, R=0,1 e 0,5, frequência de 12 Hz, carregamento cíclico constante na forma senoidal e limite máximo de 120 000 ciclos. Os valores de ?12 e G12 obtidos estaticamente e em fadiga são comparados entre os materiais ensaiados. A resina epóxi sem reforço apresenta o menor módulo e limite de fadiga, seguida pelos compósitos orientados a 0/90 e, finalmente, pelos compósitos orientados a 45. Observa-se também que, em todos os materiais, a vida em fadiga é maior para R=0,5, devido principalmente ao comportamento viscoelástico da resina epóxi.