É uma verdade incontestável que a fadiga constitui um dos problemas mais críticos em engenharia, especialmente em estruturas formadas por materiais dúcteis. Por essa razão, uma grande quantidade de métodos e estudos tem sido desenvolvida para tratar deste problema. No entanto, no caso de materiais quase frágeis como concreto, rochas cerâmicas e alguns tipos de materiais compostos, o efeito que cargas oscilantes produzem sobre estes materiais é menos conhecido e aparentemente também menos crítico. No presente trabalho, se utiliza uma versão do método dos elementos discretos formado por barras para explorar as possibilidades do mesmo na simulação do efeito de fadiga em materiais quase frágeis. Simulações sobre corpos de prova simples são apresentadas e vários aspectos deste estudo são discutidos, entre eles: influência da escala, influência da aleatoriedade nas propriedades do material simulado e se a lei de crescimento prevista por Paris (1961) se apresenta nas simulações realizadas. Finalmente, nas considerações finais, são salientadas as possibilidades que se abrem ao aplicar o modelo de elementos discretos apresentado no estudo de materiais quase frágeis submetidos à ação de cargas oscilantes. / It is an unquestionable truth that fatigue consists in one of the most critical problems of engineering, especially in ductile material structures. For that reason, a great amount of methods and studies has been developed to deal with this matter. However, when it comes to quasi brittle materials like concrete, ceramic stones and a few kinds of composites, the effect of cyclic loading on these materials is less well known, and apparently also less critical. In this work, a version of the discrete elements method formed by bars is applied to explore the possibilities of its use on simulating the effect of fatigue over quasi brittle materials. Simulations are presented over simple test specimens and several features of this study are discussed, among them: the influence of specimen scale, the influence of random distribution on material properties and if crack growth laws previewed by Paris, (Paris et al., 1961) are verified in the performed simulations. In the final considerations, the possibilities brought by applying the discrete elements method in this study of quasi brittle materials submitted to cyclic loading are highlighted.

A utilização de técnicas de emissão acústica para detectar e mapear o dano em estruturas tem sofrido grandes avanços nos últimos anos, em parte devido a possibilidade de poder contar com instrumentos de maior exatidão e precisão. Metodologias são utilizadas para, através dos resultados adquiridos, obter informação de como e onde a estrutura investigada está rompendo. Desenvolvimentos teóricos importantes na área de análise sísmica tem trazido um ferramental teórico que pode ser aplicado em estudos de estruturas e corpos de prova. Dentro deste contexto, neste trabalho é apresentado o estudo da localização e caracterização de defeitos utilizando técnicas conhecidas de emissão acústica. Ensaios em materiais de baixo módulo de elasticidade (poliestireno expandido) possibilitou o trabalho com os microfones de baixa frequência disponíveis para realização dos experimentos. Juntamente com os ensaios experimentais, simulações utilizando o método numérico dos elementos discretos (DEM) foram realizados. Os resultados obtidos nos ensaios e nas simulações foram processados e conclusões sobre a forma de ruptura esperada foram feitas. Informações relativas à evolução das cargas durante os ensaios e simulações, e comparativos da evolução com o número de eventos são apresentados. Ensaios de três tamanhos diferentes de corpos de prova permitiram medir o efeito de escala esperado. Técnicas de localização dos eventos em corpos de prova de maiores dimensões também são aplicadas para efetuar a localização de defeitos utilizando emissão acústica, bem como a interpretação e análise dos dados obtidos. Utilizando o cálculo da velocidade de propagação da onda sonora no material, uma técnica de localização foi apresentada e utilizada para calcular posições de zona de fratura, a fim de identificar regiões que possuem defeitos. / The usage of acoustic emission techniques in order to detect damage in structures has undergone great advances in the last years, partly because of the possibility to rely on instruments of highest accuracy and precision. Methodologies are used to obtain information about how and where the structure cracks. Important theoretical developments in the seismic analysis field have provided tools that can be applied in studies on structures and specimens. This work aims to study the localization and characterization of defects using acoustic emission techniques. Experimental tests on specimens with low elasticity modulus gave the possibility to work with the piezoeletric sensors available. Computational analyses using the discrete elements method (DEM) were performed. Conclusions about the expected rupture characteristics are shown. Information about the evolution loading during the tests, and a comparative of events evolution are shown. Tests on three different sizes of specimens allowed the scale effect analysis. Event location techniques on higher length specimens, using acoustic emission, are used to perform defects localization in order to obtain information about the defects position.

Aços resistentes à abrasão possuem uma dureza elevada, sendo amplamente utilizados em aplicações em que o componente ou estrutura é submetido a situações em que é exigida alta resistência mecânica e resistência ao desgaste. Este tipo de aço pode ser aplicado para fabricação de implementos rodoviários, implementos agrícolas, montagem de altos fornos e na indústria de mineração. O presente trabalho visa analisar a influência da baixa temperatura na tenacidade de uma junta de aço resistente à abrasão da série 450HB soldado através do processo ao arco elétrico com arame tubular (Flux-Cored Arc Welding- FCAW). Para tanto foram realizados ensaios de tenacidade ao impacto (Charpy-V) no metal base, metal de solda e ZAC nas temperaturas de 25ºC, 0ºC, -20ºC, -60ºC, -80ºC e -100ºC com o objetivo de levantar a curva de transição dúctil-frágil para cada uma dessas regiões. Também foram realizados ensaios para medição da tenacidade à fratura pelo parâmetro CTOD (Crack Tip Opening Displacement) nas regiões do metal base, metal de solda e ZAC nas temperaturas 25ºC, 0ºC, -20ºC. Adicionalmente foram realizados perfis de microdureza Vickers, dureza Brinell, análise química do metal de base e do metal de solda, caracterização metalográfica (macrografia e micrografias) e análises fractográficas a fim de complementar o estudo da junta soldada. Os resultados mostram melhor desempenho do metal base em relação ao ensaio de impacto, entretanto, o metal de solda apresentou melhores resultados de tenacidade à fratura. A região da ZAC apresentou o pior desempenho entre as regiões em ambos os ensaios de tenacidade realizados. / Abrasion resistant steels have a high hardness, being widely used in applications where the component or structure is subjected to situations where high strength and wear resistance is required. This type of steel can be applied to the production of road equipment, agricultural implements, mounting blast furnaces and in the mining industry. The present work analyzes the influence of low temperature on the toughness of an abrasion resistant steel joint of 450HB series welded through the FCAW (Flux Cored Arc Welding-FCAW) process. It was performed tests of impact toughness (Charpy-V) in the base metal, weld metal and HAZ in the temperatures of 25ºC, 0ºC, -20ºC, -60ºC, -80ºC e -100ºC with the objective to raise the ductile-fragile transition curve for each one of these regions. Tests for measurement of fracture toughness by CTOD (Crack Tip Opening Displacement) parameter in the regions of the base metal, weld metal and HAZ in the temperatures of 25 º C, 0 º C, -20 º C were also performed. In addition, Vickers microhardness profile, Brinell hardness, chemical analysis of the base metal and weld metal, metallographic characterization (macrograph and micrographs) and fractography analysis were performed to complement the study of the welded joint. The results show better performance of the base metal in relation to the impact test, however, the weld metal showed a better fracture toughness. The region of the HAZ showed the worst performance among regions in both toughness tests performed.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da conicidade de instrumentos de níquel-titânio acionados a motor, na flexibilidade; na resistência a fratura por torção à direita e na resistência a fratura por flexão rotativa, analisando ainda por meio de microscopia eletrônica de varredura a superfície de fratura dos instrumentos ocorridas por torção e por flexão rotativa, bem como a configuração das hélices das hastes de corte helicoidais dos instrumentos junto ao ponto de fratura. Foram utilizados sessenta instrumentos fabricados em níquel-titânio acionados a motor da marca K3 (Sybron Dental Specialties-Kerr, México), valores nominais de 25mm de comprimento, e de 0,25mm de diâmetro em Do, nas conicidades de 0,02 0,04 e 0,06mm/mm. Dez instrumentos endodônticos de cada conicidade foram avaliados por meio do ensaio não destrutivo de flexão em cantilever e dez instrumentos endodônticos de cada conicidade foram avaliados por meio dos ensaios destrutivos de torção à direita e de flexão rotativa. Diante das metodologias empregadas, dos resultados obtidos e após a execução dos testes estatísticos: Análise de variância no nível de significância de 5%, e do teste de comparações múltiplas de Student-Newman-Keuls a 5%, podemos concluir que: A flexibilidade dos instrumentos ensaiados diminui com o aumento da conicidade da haste de corte helicoidal. O ângulo máximo de torção dos instrumentos ensaiados por torção diminui com o aumento da conicidade da haste de corte helicoidal. O torque máximo até a fratura dos instrumentos ensaiados por torção aumentou com o aumento da conicidade da haste de corte helicoidal. O número de ciclos para a fratura em flexão rotativa diminui com o aumento da conicidade e com o aumento da resistência em flexão (diminuição da flexibilidade) dos instrumentos endodônticos ensaiados. E quanto à análise por meio do microscópio eletrônico de varredura, independentemente, da conicidade e do tipo de carregamento, (torção ou flexão rotativa) aplicado ao instrumento endodôntico, podemos concluir que as amostras fraturadas apresentaram superfície de fratura com característica dúctil. No ensaio de torção, observou-se a reversão do sentido das hélices das hastes de corte helicoidais junto ao ponto de imobilização dos instrumentos. No ensaio de flexão rotativa não ocorreu reversão do sentido das hélices das hastes de corte helicoidais (deformação plástica visível) dos instrumentos fraturados. / This work has as purpose to evaluate the influence of motor driven nickel-titanium instruments tapering, in the flexibility, resistance to fracture by twisting to the right by rotating flexure, analyzing also by means of scanning electronic microscopy the instruments fracture surface arising by twisting and rotating flexure, as well as the configuration of helices of helical cutting rods of instruments near the fracture point. Sixty instrument made of nickel- -titanium and motor-driven of K3 brand were used (Sybron Dental Specialties-Kerr, Mexico), nominal value of 25mm long, and 0,25mm diameter in Do, in tapering of 0,02 0,04 and 0,06mm/mm. Ten endodontic instruments of each tapering were evaluated by means of the non destructive test of flexure in cantilever and ten endodontic instruments of each tapering were evaluated by means of destructive tests twisting to the right and rotating flexure. After the performance of statistic test,: variance analysis at significance level of 5%, and multiple comparison test from Student-Newman-Keuls to 5%, Taking into consideration the implemented methodology, the applied statistical techniques (e.g. variance analysis at significance level of .05 and multiple comparison test from Student-Newman-Keuls at significance level of .05), and the obtained results, it was demonstrated that the flexibility of the instruments tested decreases as the tapering of the helices of helical cutting rods increases. The maximum twisting angle of the instruments tested by twisting decreases as the tapering of the helices of helical cutting rods increases. The maximum torque up to the fracture of the tested instruments increased as the tapering of the helices of helical cutting rods increased. The number of cycles for the fracture in rotating flexure decreases as the tapering increase and the increase of the resistance in flexure (flexibility decrease) of the tested endodontic instruments increased. The analysis by scanning electronic microscopy revealed that, independently of the tapering and the rotating type (twisting or rotating flexure) applied to the endodontic instrument, the fractured samples presented fractured surface of ductile characteristics. A reversion of the helical cutting rods course was observed on the twisting test near the immobilization point. A reversion of the helical cutting rods course (visible plastic deformation) on the rotating flexure test of the fractured instruments was not observed.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Approximately 25% of all fractures in dogs involve the pelvis, of which 18-46% are iliac fractures. Conservative treatment can be performed in simple cases where minimum displacement occurs fractured fragments. However when there is severe displacement of the fragments, pelvic canal narrowing and involvement of weight bearing, surgical fixation is indicated. A variety of techniques have been described for the iliac fracture fixation. The highest percentage of successful cases can be attributed to the use of plates. Other methods used include pins, cerclage wire and compression screw. This study evaluated biomechanically the use of cortical allografts preserved in honey for the stabilization of transverse osteotomy of the ilium in dogs, as well as the use of hemicerclage wire isolated this cases, and compared the of two methods against the forces of bending. Were prepared cortical bone implants removed from humerus of dogs that eventually died for reasons not related to this research. The implants were preserved in honey for a period between 30 and 128 days. Were tested bilaterally thirteen canines pelves which held the body transverse osteotomy of the ilium. One hemipelvis of each dog was stabilized with a bone graft fixed by two hemicerclage wire and the contralateral hemipelvis with hemicerclage wire alone. To test the strength of flexion was used a manual compression machine where hemipelvis each was mounted on a wooden support. It was established that the time to stop the application of bending force would be when the fissure of the fracture suffer traction until half the width of the ilium (TMLI) or to failure. The strength of flexion needed to TMLI was significantly higher (P = 0.03) for hemipelves stabilized with bone implants (mean ± SD: 16.54 ± 5.29 kg) than for hemipelves stabilized with hemicerclage wire used alone (mean ± SD: 12.54 ± 4.01 kg). The force applied to fail was also statistically higher (P = 0.002) for hemipelves stabilized with bone implants (mean ± SD: 20.16 ± 7.3 kg) than in stabilized with hemicerclage wire used alone (mean ± SD: 12.54 ± 4.01 kg). The results showed that the use of cortical bone implants is a viable alternative for fixing the iliac osteotomy and is more resistant to strength of flexion in relation to the use of hemicerclage wire used in isolation. / Aproximadamente 25% de todas as fraturas em cães envolvem a pelve, sendo que 18-46% são fraturas ilíacas. O tratamento conservador pode ser realizado em casos simples onde ocorre deslocamento mínimo dos fragmentos fraturados. Entretanto, quando há deslocamento grave dos fragmentos, estreitamento do canal pélvico e comprometimento do suporte de peso, a fixação cirúrgica é indicada. Uma variedade de técnicas tem sido descrita para a fixação de fraturas ilíacas. A maior porcentagem de casos de sucesso pode ser atribuída ao uso de placas. Outros métodos usados incluem pinos, cerclagem de fio de aço e parafusos compressivos. Este trabalho avaliou biomecanicamente o uso de um implante ósseo cortical alógeno preservado em mel para a estabilização de osteotomia transversa de ílio em cães, bem como o uso de hemicerclagem de fio de aço isoladamente nestes casos, e comparou os dois métodos de estabilização de ílio frente às forças de flexão. Foram confeccionados implantes ósseos corticais alógenos retirados de úmeros de cães que vieram a óbito por motivos não relacionados com este trabalho. Os implantes foram preservados em mel por um período entre 30 e 128 dias. Foram testadas bilateralmente 13 pelves caninas nas quais se realizou osteotomia transversa do corpo do ílio. Uma hemipelve de cada cão foi estabilizada com o implante ósseo fixado por meio de duas hemicerclagens de fio de aço e a hemipelve contralateral com hemicerclagem de fio de aço isoladamente. Para testar a força de flexão, foi utilizada uma prensa de compressão manual onde cada hemipelve foi montada em um suporte de madeira. Foi estabelecido que o momento de interromper a aplicação da força de flexão seria quando a fenda da fratura sofresse tração até a metade da largura do ílio (TMLI) ou até a falha. A força de flexão necessária para TMLI foi significativamente maior (P=0,03) para hemipelves estabilizadas com implante ósseo (média ± SD: 16,54 ± 5,29 kgf) do que para as hemipelves estabilizadas com hemicerclagem de fio de aço usada isoladamente (média ± SD: 12,54 ± 4,01 kgf). A força aplicada para falhar também foi estatisticamente maior (P= 0,002) para as hemipelves estabilizadas com implante ósseo (média ± SD: 20,16 ± 7,3 kgf) do que nas estabilizadas com hemicerclagem de fio de aço usada isoladamente (média ± SD: 12,54 ± 4,01 kgf). Os resultados demonstraram que o uso de implante ósseo cortical alógeno é uma alternativa viável para a fixação da osteotomia ilíaca e apresenta maior resistência à força de flexão em relação ao uso de hemicerclagem de fio de aço usada isoladamente.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-12-05Bitstream added on 2014-06-13T19:22:32Z : No. of bitstreams: 1 000733743.pdf: 6109603 bytes, checksum: 3ac81b0010720c7afd549673cf935b17 (MD5) / Atualmente a indústria ferroviáriaenfrentao desafio de reduzir os custos operacionais envolvidos no transporte de cargas e passageiros. Uma das formas de aumentar a eficiência deste tipo de transporte se baseia no aumento da velocidade dos trens e das cargas transportadas por eixo, o que torna as ferrovias mais competitivas. No entanto estas soluções geram elevadas tensões nas rodas ferroviárias aumentando assim a possibilidade de ocorrerem falhas por fadiga nas mesmas. Por se tratar do componente mais críticonos trens, as rodas ferroviárias são alvo de grande parte das recentes pesquisas na área de desenvolvimento de novos materiais e processos de fabricação, uma vez que sua falha certamente ocasionará um descarrilamento do vagão ou locomotiva. A segurança da operação é o fator mais importante na ferrovia, portanto,novos materiais e processos produtivos devem ser exaustivamente testados a fim de garantir a confiabilidade dos componentes. O objetivo deste trabalho é verificar o desempenho de um aço microligado, recentemente desenvolvido no setor ferroviário, bem como estudar a influência dos processos de forjamento e fundição no comportamento mecânico e em fadiga de rodas ferroviárias. As rodas fundidas apresentam vantagens econômicas devido ao menor custo de fabricação, no entanto a sua utilização em composições destinadas ao transporte de passageiros deve ser bem avaliada uma vez que a aplicação deste tipo de componente de maneira alguma pode afetar a segurança de operação das ferrovias. Foram avaliadas três rodas através de ensaio microestrutural, tamanho de grão, nível de inclusão não-metálica, dureza, tração, impacto, tenacidade à fratura e fadiga, sendo uma roda fabricada por forjamento e com aço classe “C” (0,7% C), uma fabricada por fundição com o mesmo material e outra roda forjada produzida com o aço classe “C”... / Currently the rail industry has thechallenge of reducing operating costs engaged in freight andpassengers transport. One way to increase the efficiency of transportation is based on increasingthe speed andload of the railway whichmake it morecompetitive. However these solutions generate a high level stresson railway wheels increasing the possibility of failure. Since it is the most critical component in trains,railway wheels are the subjected to a large part of recent research on new materials development and manufacturing processes,as their failure certainly will result a derailment of the wagon or locomotive. Safety during operation is themost important factor in the railway,thus, new materials and manufacturing processes must be extensively tested to ensure the reliability of the components. The purposeof this work isto verifythe performance of amicroalloyed steel, recently developed forthe railroad industry, and investigatethe influence of forging and casting processes on mechanicaland fatigue behavior of railway wheels. The cast wheels present economic advantages due to lower manufacturing cost, however their use in railways designed to carry passengers should be thoroughly evaluated since the use of cast wheels cannot affect the safe operation of railroads. Three wheels were evaluated by microstructure testing, grain size, and content of nonmetallic inclusion determination, hardness, impact test, fracture toughness and fatigue test. One wheel was forged in Class C steel (0.7% C), one wheel cast in Class C material and the third one was forged in vacuum degassed microalloyed steel (Nb and Mo). Test results indicate that the microalloyed forged wheel presented superior values of yield strength, hardness, fracture toughness and fatigue behavior as compared to others. When comparing forged and cast wheels similar tensile and hardness properties were observed, being found superiority ... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-10-04Bitstream added on 2014-06-13T19:24:16Z : No. of bitstreams: 1 may_lg_dr_sjc.pdf: 946538 bytes, checksum: 6dc08819ff6da0a49abe52da44ee3e73 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste estudo avaliou-se a influência da espessura oclusal do cimento e de sua união à cerâmica na resistência à fratura de coroas CAD/CAM. O software COMSOL Multiphysics® foi utilizado para análise de elementos finitos (AEF) em modelos axi-simétricos bidimensionais de coroas de cerâmica vítrea estilizadas, com espessura oclusal de 1,5 mm, cimentadas à troqueis de material análogo à dentina quanto ao módulo elástico e potencial de união à resina composta (NEMA G-10 International Paper, USA). Variou-se as espessuras oclusais de cimento resinoso de 50 a 500 μm. Uma carga de 500 N foi aplicada com um pistão de extremidade circular plana (2 mm de diâmetro) sobre as coroas. A contração de polimerização do cimento foi simulada através de contração térmica. O contato entre cimento e cerâmica foi configurado para “união” e “ausência de união”. O contato cimento-troquel foi sempre do tipo “união”. As tensões dadas pela AEF foram utilizadas para o cálculo de cargas para fratura, levando-se em conta os efeitos deletérios da usinagem e do condicionamento ácido relatados na literatura. As coroas (Mark II, Vita Zhanfabrik, Germany) foram usinadas (CEREC InLab, Sirona, Germany), condicionadas e cimentadas (Multilink Automix, Ivoclar, Lietchstein) à troqueis de NEMA G-10 (n=6). Para a produção de corpos-de-prova na condição “ausência de união”, aplicou-se uma fina película de poli(dimetilsiloxano) 30,000 cSt na superfície interna das coroas. As coroas foram submetidas à carregamento de 5N/s, com pistão de NEMA G-10, de extremidade plana e 2 mm de diâmetro. As fraturas radiais foram detectadas por sensor acústico. A magnitude das tensões resultantes da contração de polimerização dependeram da condição de união à cerâmica e da espessura oclusal de cimento. As cargas médias para fratura (N) de coroas com “união” ao cimento foram... / In this study the influence of the occlusal cement thickness and its bonding to ceramic on the stresses and failure-loads of CAD/CAM crowns were evaluated. The software used for finite element analysis (FEA) was COMSOL Multiphysics®. Bi-dimensional axially symmetric models simulated stylized feldspathic crowns (1.5 mm occlusal thickness) with resin cement layers of 50 μm, 100 μm, 300 μm and 500 μm on dentin analog (NEMA G-10, International Paper, USA) under 500 N loading (2 mm diameter piston). Polymerization shrinkage of the cement layer was simulated as thermal contraction. Ceramic-cement interface was either bonded or not; cement-dentin was always bonded. Stress data were used for load-to-fracture predictions, using literature strengths accounting for milling and acid etching. Mark II® (Vita Zahnfabrik) crowns were milled (Cerec InLab®, Sirona), etched and cemented (Multilink Automix®, Ivoclar) to dentin analogs (NEMA G-10) (n=6). Non-bonding was achieved by applying a thin layer of 30,000 cSt poly(dimethylsiloxane) on the internal surface of the crowns. Crowns were loaded (5N/s) beneath a 2mm flat G-10 piston and radial cracks were detected acoustically. Stress magnitude resulting after cement shrinkage and loading depended on the bonding condition and on the cement thickness. Average failure loads (N) of bonded crowns were: 673.5 N for 50μm-cement thickness and 300.6 N for 500 μm. For non-bonded crowns, failure loads were 308,3 N, for 50 μm cement thickness and 233,3 N, for 500 μm. Bonded crowns presented failure loads at least two times higher than non-bonded, for 50 μm cement thickness, both experimentally and by FEA-based predictions. The benefit of bonding was lost when the cement was thicker than 500 μm. The resistance to fracture decreased with the cement thickness. Calculated loads based on FEA stresses and experimental data were comparable for the evaluate... (Complete abstract click electronic access below)

Os padrões de fratura são objeto de intensas investigações em várias áreas do conhecimento. Além disso, a busca por métodos matemáticos para simulação de mapas de fratura em meios geológicos tem sido alvo de muitas investigações. Este trabalho apresenta um estudo sobre a dimensão fractal de padrões de fraturas geológicas e a simulação de um mapa de fratura geológica através da análise fractal de áreas estruturalmente homogêneas na região Central do Brasil. As dimensões fractais são determinadas pelos métodos Box-counting e Cantor’s Dust num sistema anisotrópico de fraturas, a fim de caracterizar áreas geológicas selecionadas. A dimensão fractal obtida pelo método Box-counting possui valores entre um e dois, mas não permite analisar anisotropias de comprimento das fraturas, ou mesmo na sua distribuição espacial. A dimensão fractal obtida com o método de Cantor’s Dust, por outro lado, possui valores entre zero e um e fornece mecanismos adequados à avaliação da anisotropia das redes de fraturas geológicas. Deve-se observar, a partir dos resultados obtidos, que a dimensão fractal (Cantor’s Dust) depende das direções de fratura e que o número de interseções de fraturas aumenta com a diminuição da dimensão fractal. A dimensão fractal (Cantor’s Dust) também varia conforme a direção da rede de linhas ortogonais, indicando o caráter levemente anisotrópico dos padrões de fratura geológica sob análise. A análise estrutural dos padrões de fratura foi efetuada sobre as direções, o comprimento e a freqüência das fraturas de cada área homogênea. Assim, foi possível determinar uma relação entre a freqüência de fratura e a dimensão fractal. A simulação de um padrão de fraturas por método analítico levou em conta a direção e a freqüência de fratura e a dimensão fractal (Cantor’s Dust). Os resultados alcançados para o mapa de fraturas simulado são muito bons, principalmente pelo fato de não ter sido computado, nessa primeira versão, o comprimento das fraturas. / The fracture patterns are subject of large investigations in a number of knowledge areas. The mathematical methods research to simulate fractures patterns in geological media is also intense. This work aims to contribute for such investigations and presents the results of geological fracture pattern analysis (structural and fractal analysis) and an analytical procedure to simulate such fracture pattern. The fracture analysis was conducted in structurally homogeneous areas in Central Brazil. The fractal dimensions were computed by both Box-counting and Cantor’s Dust methods, in order to characterize each geological area. Box-counting fractal dimensions showed values in the range 1 and 2, but did not enable to evaluate fracture anisotropies, such as fracture length, frequency and orientation. On the other hand, Cantor’s Dust fractal dimensions showed values between 0 and 1, so it is able to determine fracture anisotropies, since orthogonal grid rotation defined different fractal dimensions. The structural analysis of the fracture patterns was conducted taking into account fracture directions, length and frequency. In this way, it is possible to correlate fracture frequency and Cantor’s Dust fractal dimensions. The achieved results for the fracture lineament map simulation are reasonable good, because it did not consider the fracture length according each direction.

Foi realizado estudo sobre a influência da variação de alguns parâmetros do tratamento térmico de têmpera e revenimento, bem como aplicação de criogenia, na tenacidade a fratura do aço aeronáutico 300M, com a utilização da técnica de corpo cilíndrico com entalhe. Primeiramente, realizou-se a construção da curva de transição dúctil frágil, através de ensaio Charpy, para amostras submetidas a três tratamentos térmicos, 1 - Têmpera seguida de Revenimento, 2 - Têmpera seguida de criogenia e revenimento. Não foi observada influência significativa da aplicação da criogenia (tratamento de numero 2) na curva de transição dúctil-frágil em comparação com o tratamento térmico número 1. Em um segundo momento, com o auxílio da técnica de ensaio de corpo cilíndrico com entalhe, realizou-se a medição da tenacidade à fratura das amostras do aço 300M submetido a quatro diferentes tratamento térmicos, Q, V, C e D. Os tratamentos variavam entre si principalmente pela temperatura de austenitização. Os valores de dureza para as amostras submetidas a criogenia (V e D) foram maiores que as dos tratamentos sem criogenia (Q e C), e também apresentaram tenacidade à fratura menor. Com relação à temperatura de austenitização, observou-se que os tratamentos C e D, austenitizados a 980°C, propiciaram a completa dissolução de precipitados primários da matriz, elevando a tenacidade à fratura com relação aos tratamentos realizados na faixa de 870°C, Q e V, superando também os efeitos negativos para a tenacidade à fratura devido ao aumento no tamanho de grão. / This work studies the influence of the variation for some parameters on quenching and tempering heat treatment, and also deep cryogenic application, on aeronautic steel 300M fracture toughness. First, the ductile-brittle curve was constructed, by Charpy test, for samples submitted for three heat treatments, 1 Quenching and Tempering, 2 Quenching, deep cryogenic and tempering. No significant influence of deep cryogenic treatment addition (heat treatment 2) on ductile-brittle curve was observed in comparison with heat treatment 1. After that, the fracture toughness for 300M steel, submitted for heat treatments Q, V, C e D, was measured using circumferentially notched specimens technique. The main difference among these heat treatments is about austenitizing temperature. For heat treatments with deep cryogenic treatment (V and D), the hardness values were bigger than the ones without this and, analyzing fracture toughness, it was lower than the treatments without cryogenic treatment. Regarding austenitizing temperature, all heat treatments with higher austenitizing temperature at 980°C (C and D), allows complete dissolution of carbides and prior precipitates particles. Its effect was observed that this characteristic increase the fracture toughness when it is compared with others heat treatments with lower austenitizing temperature at 870°C (Q and V). This improvement is enough to overcome the grain size grown negative effects for fracture toughness.

O fresado asfáltico ou Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), como é conhecido em língua inglesa, é um material proveniente da fresagem de revestimentos asfálticos quando da restauração de pavimentos flexíveis. Esse material é produzido em grandes quantidades nas grandes cidades, o que justifica a busca de soluções para sua destinação final. Neste trabalho foram estudados os efeitos da incorporação de RAP em Concreto Compactado com Rolo (CCR). Foram produzidas seis diferentes misturas de CCR. O CCR de referência (CCR1) foi produzido com areia industrial e serviu de parâmetro para análise das demais misturas: CCR com areia natural (CCR2), CCR com substituição de 100% da areia por RAP (CCR1AF), CCR com substituição de 100% do pedrisco por RAP (CCR1PF), CCR com substituição de 100% da brita 1 por RAP (CCR1 BF) e CCR com substituição de 50% de agregado natural por 50% da fração total do RAP (CCR1FT). Os ensaios de compressão diametral e tração na flexão mostraram que a incorporação de RAP, em qualquer fração, diminui bruscamente a resistência mecânica dos corpos de prova, em relação ao CCR de referência, sendo a queda mais acentuada no caso da resistência à compressão. O módulo de elasticidade obtido por meio da instrumentação dos corpos de prova com LVDT (Linear Variable Differential Transformer) e strain gages, assim como o módulo de elasticidade dinâmico, obtido por pulso ultrassônico, apresentaram quedas significativas, quando comparados ao CCR de referência. Os CCR com incorporação de RAP apresentaram queda nos valores de tenacidade e aumento na resistência de propagação da trinca. As observações com microscópio óptico, lupa estereoscópica e com microscópio eletrônico de varredura mostraram que a interface entre o agregado fresado e a pasta de cimento foi prejudicada pela presença do filme asfáltico nos agregados de RAP. Embora a incorporação do RAP na mistura de CCR diminua a resistência das misturas e afete todos os parâmetros mecânicos, ainda assim é um material que pode ser utilizado como base e subbase de pavimentos, pois alcançou parâmetros mecânicos que viabilizam seu uso. / Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) is a material obtained from asphalt pavement drilled during the restoration of flexible pavements. This material is produced in large amounts in large cities, what justifies the search for alternatives for its final disposal. In this paper, we will see the effects of the addition of RAP on Roller Compacted Concrete (RCC). Six different mixes of RCC were produced. The reference RCC (RCC1) was produced with industrial sand and used to verify the effects of RAP incorporation on mixes: RCC with natural sand (RCC2), RCC with the replacement of 100% of sand with RAP (RCC1AF), RCC with the replacement of 100% of small rocks with RAP (RCC1 PF), RCC with the replacement of 100% of gravel with RAP (RCC1BF) and RCC with the replacement of 50% of natural aggregate with 50% of the total RAP (RCC1FT). The diametral compression and bending traction tests show that the addition of RAP, at any rate, abruptly decreases the strength of specimens compared with the reference RCC, and the decrease was greater for cylindrical specimens. The elastic modulus obtained through the instrumentation of specimens with LVDT (Linear Variable Differential Transformer) and strain gage, as well as those obtained by ultrasonic wave pulse showed significant decreases as compared with the reference RCC. The RCC specimens with added RAP showed a decrease in toughness values and an increase in the spreading resistance of the cracks. Observations through optical microscope, stereoscopic glass and scanning electron microscope show that the interface between the milled aggregate and the cement paste was damaged by the presence of asphalt film in RAP aggregates. Even though the addition of RAP in the RCC mixture decreases the strength of the mixtures and affects all the mechanical parameters, it can still be used as a base and subbase material for paving, since mechanical parameters have been met and make possible its use.