Foi realizado estudo prospectivo com o objetivo de se determinar a ocorrência de traumatismo raquidiano (TR) em 355 doentes em coma decorrente de traumatismo cranioencefálico (TCE) resultante de acidente de tráfego atendidos no Pronto Socorro de Neurocirurgia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (PSNCHCFMUSP) de 1° de setembro de 2003 a 31 de dezembro de 2009. Todos os doentes foram submetidos ao exame físico e neurológico e à tomografia computadorizada (TC) do corpo inteiro para diagnosticar-se e avaliar-se a gravidade das lesões traumáticas encefálicas, vertebrais ou de outras regiões no momento da admissão ao PSNCHCFMUSP. Em 69 (19,4%) doentes, foi(ram) diagnosticada(s) lesão(ões) na coluna vertebral com o exame de TC da coluna vertebral. As idades dos doentes variaram de 12 a 55 anos (média de 29,0 anos). Eram do sexo masculino 57 (82,6%) doentes. As causas do(s) traumatismo(s) foi(ram) acidente(s) envolvendo motocicleta em 28 (40,6%) casos, atropelamento em 21 (30,5%), colisão de automóvel, caminhão ou caminhonete, em 18 (26,1%) ou acidente com bicicleta em dois (2,9%). Hemorragia subaracnóidea traumática foi a anormalidade intracraniana traumática mais evidenciada no exame de TC do crânio; ocorreu em 57 (82,6%). O(s) processo(s) transverso(s) foi(ram) o(s) segmento(s) vertebral(is) mais acometido(s) pela(s) fratura(s). A sétima vértebra cervical foi a mais lesada; nela identificaram-se fraturas em 24 (34,8%) doentes. Evidenciou-se que a distribuição das fraturas foi similar ao longo das demais vértebras da coluna cervical, quatro primeiras vértebras torácicas e vértebras lombares. Em oito (11,6%) doentes a(s) lesão(ões) neurológica(s) foi(ram) classificada(s) como Frankel A, e nos demais 61(88,4%), como Frankel não-A. Houve necessidade de cirurgia espinal em 24 (34,8%) doentes e de neurocirurgia craniana em 18 (26,0%) doentes. A Escala de Recuperação de Glasgow foi aplicada para avaliar-se as condições neurológicas do doente no momento da alta hospitalar e revelou ocorrência de óbito em dois (2,9%) doentes. Concluiuse que é recomendada a avaliação clínica e também com métodos de imagem da coluna vertebral nos doentes em coma decorrente de TCE / The author presents a prospective study aiming the evaluation of coexistence of spinal injury (SI) in 355 patients presenting coma due to craniocerebral trauma assisted at the Emergency Room of the Hospital das Clínicas of the University of São Paulo Medical School, from September, 1st, 2003 to december, 31th,2009. All patients underwent physical and neurological examination and had computed tomography (CT) scanning of the entire body to diagnose and evaluate the severity of brain and spinal injury at the time of admission. Traumatic lesions of the spine were diagnosed in 69 (19.4%) patients. The ages of patients ranged from 12 to 55 years (mean = 29,0 years).The SI predominated in males, corresponding to 57 (82.6%) patients. The causes of the trauma were motorcycle accident in 28 (40.6%) cases, running over in 21(30.5%), car collision 18 (26.1%) cases and bicycle accident in two (2.9%). Traumatic subarachnoid hemorrhage was the most common traumatic intracranial abnormality in the CT images; it was identified in 57 (82.6%) patients. The transverse process was the most common vertebral part presenting fracture(s). The 7th cervical vertebra was individually the most commonly affected; traumatic lesion of this vertebra presented in 24 (34.8%) patients. The diagnosis of fracture(s) was similar in the other cervical vertebrae and occurred also in the first four thoracic and in the lumbar vertebrae. Severe neurological deficit secondary to spine fracture was diagnosed in eight (11.6%) patients, classified as Frankel A. The others 61(88.4%) patients did not present complete spinal cord or spinal roots neurological deficits were classified as Frankel non A. The Recovery Scale of Glasgow was used to evaluate the neurological status at discharge from hospital. Two (2.9%) patients died. Spinal surgery was necessary in 24 (34.8%) patients and cranial surgery in 18 (26.0%). It was concluded that in addition to clinical evaluation, the CT imaging of the spine is recommended in patients in coma due to mechanical traumatic head injury

Este trabalho visa o refinamento do procedimento para estimativa dos parâmetros elasto-plásticos de tenacidade à fratura, integral J e CTOD, incorporando o efeito de dissimilaridade mecânica devido à introdução de juntas soldadas utilizando a metodologia eta, tal efeito não é previsto na formulação das atuais normas de avaliação de tenacidade à fratura, porém a dissimilaridade mecânica afeta fortemente a relação entre o carregamento global do espécime e as forças motrizes na ponta da trinca. Para o desenvolvimento das análises foi empregada a geometria normalizada C(T), compacta, pois esta pode apresentar potencias vantagens sobre a geometria SE(B), flexão três pontos, como menor consumo de material para a confecção dos espécimes, menor capacidade do aparato experimental e fácil manipulação na prática dos testes laboratoriais, porém carece de fatores eta quando comparados ao tradicional espécime SE(B). Os principais objetivos deste trabalho são gerar um compêndio de fatores eta e propor uma formulação robusta que incorpore os efeitos de dissimilaridade mecânica para o cálculo de integral J e CTOD. Para tal intento a matriz de análise deste trabalho abrange diferentes comprimentos de trinca, níveis de dissimilaridade mecânica e larguras de cordão de solda, 0.45a/W0.6 e 1M y 1.3, 10 mm2h20 mm respectivamente. As análises numéricas foram realizadas nas condições de estado plano de deformação (2D) e tridimensional (incluindo o efeito acoplado entre os campos de tensões e deformações no plano e fora do plano), os resultados fornecem um bom suporte ao uso da geometria C(T) com trinca central no cordão de solda para avaliação de tenacidade à fratura em juntas soldadas de materiais comumente aplicados na construção de dutos e vasos de pressão. / This work focuses on the evaluation procedure to determine the elastic-plastic J integral and CTOD fracture toughness based upon the eta-method for C(T) fracture specimens including overmatched weldments. Since fracture toughness test protocols do not address weld strength mismatch effect, this effect strongly alters the relationship between global loads and crack driving forces. The objectives of this investigation are to enlarge plastic eta-factor data base for C(T) specimen and to develop a robust formulation to address weld strength mismatch. The present analyses enable the introduction of a larger set of plastic eta-factors for a wide range of crack sizes (as measured by the a/W-ratio) and material properties, including different levels of weld strength mismatch, applicable to structural, pipeline and pressure vessel steels. Very detailed non-linear finite element analyses for plane-strain and full 3D models of standard C(T) fracture specimens provide the evolution of load with increased crack mouth opening displacement (and LLD) required for the estimation procedure. The results provide a strong support to use the plastic eta-factor in J integral and CTOD estimation procedures for center notch welded C(T) fracture specimen.

INTRODUÇÃO: A escala MESS foi um instrumento desenvolvido para auxiliar o cirurgião na decisão entre amputar e preservar o membro inferior gravemente lesado. Neste estudo acompanhamos um grupo de pacientes com fratura exposta dos ossos da perna com MESS >= sete, preditivo para amputação, durante seu tratamento até a sua reabilitação completa. OBJETIVO: O objetivo do estudo foi determinar a relação de sucesso/insucesso funcional nos pacientes com escore MESS >= sete com o membro reconstruído no longo prazo (mínimo de dez anos de seguimento). MÉTODOS: Foram incluídos no estudo, os pacientes com fratura exposta Gustilo IIIB e IIIC dos ossos da perna com critérios de membros inferiores gravemente lesados modificados de Gregory e Bonanni e escore MESS >= sete. Os pacientes foram incluídos no período de 2003-2006. Os pacientes foram avaliados através da Medida de Independência Funcional e escala de incapacidade pela dor. RESULTADOS: Dos 26 pacientes selecionados, foram realizadas amputações em cinco e preservação do membro acometido, após intervenções, em 21 pacientes. Nove pacientes foram reavaliados após mais de 10 anos de seguimento. Destes, sete apresentavam o membro preservado e apenas um teve a reconstrução considerada como falha. Dos pacientes preservados, o paciente com fratura exposta Gustilo IIIC teve a reconstrução considerada falha. As duas amputações também foram consideradas funcionais. CONCLUSÃO: A escala MESS não é um bom instrumento para indicar amputação / INTRODUCTION: The MESS score was designed as a tool to assist the surgeon in deciding between amputate or preserve the severely injured lower limb. In this study we followed patients with severe open fractures of the leg with MESS >= seven, predictive for amputation during their treatment until their complete rehabilitation. OBJETIVE: The aim of the study was to determine the relative success / failure in patients with functional MESS score >= seven with the reconstructed member. METHODS: We included in the study, patients with open fractures Gustilo IIIB and IIIC of the leg with criteria for seriously injured lower limb modified by Gregory and Bonanni and MESS score >= seven. All patients were included from 2003 to 2006. Patients were evaluated through the Functional Independence Measure and Pain Disability Index. RESULTS: From selected 26 patients, five had below knee amputation and 21 after reconstructive procedures got limb salvage. Nine patients were evaluated after 10 years follow-up. Seven of them have the reconstructed limb, only one of these was considered as functional failure. Of the patients with lower limb reconstruction only Gustilo IIIC open fracture has a non-functional member. The two patients with amputation also have functional results. CONCLUSION: MESS is not a proper instrument to indicate amputation

Conexões em cone morse foram desenvolvidas para melhorar as propriedades biomecânicas e reduzir os problemas mecânicos encontrados nos sistemas de hexágono externo e interno. Este trabalho apresenta os resultados de dois estudos que investigaram as propriedades biomecânicas da conexão implante/pilar protético em implantes do sistema cone morse. A proposta do primeiro estudo foi avaliar o efeito do carregamento mecânico na perda de torque de pilares protéticos do sistema cone morse, e o efeito de ciclos sucessivos de inserção/remoção no torque de remoção destes pilares. 69 implantes cônicos foram utilizados. Os implantes e pilares foram divididos em 4 grupos: grupos 1 e 3 receberam pilares sólidos, e os grupos 2 e 4(a,b) receberam os pilares com parafuso trespassante. Nos grupos 1 e 2 os torques de instalação foram medidos, os pilares foram removidos, e os torques de remoção foram medidos; dez ciclos de inserção/remoção foram realizados para cada conjunto implante/pilar. Nos grupos 3 e 4(a,b) os pilares foram instalados e carregados mecanicamente; os pilares foram removidos e os torques de remoção foram medidos; dez ciclos de inserção/carregamento mecânico/remoção foram realizados para cada conjunto implante/pilar. Os dados foram analizados com o teste de Student-Newman-Keuls, com um nível de significância de p &le; 0,05%. A perda de torque foi maior nos grupos 4a e 2 (acima de 30%); seguidos pelo grupo 1 (10,5%); grupo 3 (5,4%); e grupo 4b (39% de ganho de torque). Todos os resultados foram significativamente diferentes. A comparação do número de ciclos mostrou que, com o aumento do número de ciclos de inserção/remoção, houve uma tendência de aumento na perda de torque, para todos os tipos de pilares e grupos. Concluiu-se que o carregamento mecânico aumentou o torque de remoção dos pilares carregados em comparação a pilares não-carregados, e que os valores dos torques de remoção decaíram conforme o número de ciclos de inserção/remoção aumentou. O objetivo do segundo estudo foi verificar se as diferenças estruturais entre os sistemas de implantes com conexão em hexágono internos e em cone morse influenciam sua resistência à fratura. Vinte implantes cônicos com dimensões de 4,4mm de diâmetro por 13mm de comprimento foram utilizados: 10 com conexão em hexágono interno (HI) e 10 com conexão em cone morse (CM) de 11,5&deg;. Vinte pilares foram utilizados, 10 para os implantes HI (com um parafuso trespassante de fixação), e 10 para os implantes CM (sólidos). Os testes foram realizados em uma máquina universal de ensaios, com uma célula de carga de 500 kgf, deslocamento de 1mm/min, numa inclinação de 45&deg; a força máxima de deformação (FMD) e a força de fratura (FF) foram analisadas. As informações coletadas foram analizadas com um teste paramétrico (teste \"t\" de Student, p &le; 0,05). A média da FMD para os implantes CM [90.58(6.72)kgf] foi estatisticamente superior à média da FMD para os implantes HI [83.73(4.94)kgf] (p=0.0182). A média da FF para os implantes HI foi 79.86(4.77)kgf. Nenhum dos implantes CM fraturou. Por meio de microscopia óptica, verificou-se que as fraturas nos implantes HI sempre ocorreram no parafuso de fixação. Embora os implantes CM não tenham fraturado, eles sofreram deformações permanentes em sua plataforma e no pilar protético. É possível concluir que o desenho sólido dos pilares CM proporciona maior resistência à deformação e à fratura em comparação aos pilares HI. / Internal tapered connections were developed to improve biomechanical properties and to reduce mechanical problems found in external and internal hex implants. This work presents the results of two studies that investigated the biomechanical properties of the implant/abutment connection in implants with internal tapered connections. The purpose of the first study was to evaluate the effect of mechanical loading on the torque loss of abutments with internal tapered connections, and the effect of repeated torque cycles on the removal torque of these abutments. 68 conical implants and two abutment types were used. The implants and abutments were divided into 4 groups: groups 1 and 3 received the solid abutments, groups 2 and 4(a,b) received the trespassing screw abutments. In groups 1 and 2 installation torques of the abutments were measured, the abutments were uninstalled, and removal torques were measured; ten insertion/removal cycles were performed for each implant/abutment assembly. In groups 3 and 4(a,b) the abutments were installed, mechanically loaded, uninstalled, and removal torques were measured; ten insertion/mechanical loading/removal cycles were performed for each implant/abutment assembly. Data were analyzed with the Student-Newman-Keuls test, with a significance level of p &le; 0.05. Torque loss was greater in groups 4a and 2 (over 30%), followed by group 1 (10.5%), group 3 (5.4%) and group 4b (39% torque gain). All results were significantly different. The comparison of the number of cycles showed that, as the insertion/removal cycles increased, removal torques tended to be lower, for all abutment types and groups. It was concluded that mechanical loading increased loosening torque of loaded abutments in comparison to unloaded abutments, and removal torque values decrease as the number of insertion/removal cycles increase. The objective of the second study was to verify if the differences in the design of the internal hex and the internal tapered connection implant systems influence their fracture resistance. Twenty tapered implants with dimensions of 4.3mm X 13mm were utilized: 10 with an internal hex (IH) connection and 10 with an 11.5&deg; conical tapered (CT) connection. Twenty abutments were utilized, 10 for the IH implants (with a trespassing fixation screw), and 10 for the CT implants (solid). The tests were carried out in a universal testing machine, with a 500kgf load cell, 1mm/min dislocation, and 45 degrees angulation. The maximum deformation force (MDF) and the fracture force (FF) were analyzed. The collected data were analyzed with a parametric test (Student\'s t, p<.05). The average MDF for the CT implants [90.58(6.72)kgf] was statistically higher than the average MDF for the IH implants [83.73(4.94)kgf] (p=0.0182). The average FF for the IH implants was 79.86(4.77)kgf. None of the CT implants fractured. By means of optical micrography, it was verified that the fractures in the IH implants occurred always in the fixation screw. Although the CT implants did not fracture, they showed permanent deformations in the abutment and in the platform. It is possible to conclude that the solid design of the CT abutments provides greater resistance to deformation and fracture when compared to the IH abutments.

Este trabalho apresenta um modelo numérico para a análise da propagação de fissuras em estruturas bidimensionais não-homogêneas. O comportamento mecânico é simulado a partir da formulação elastostática do Método dos Elementos de Contorno (MEC) aplicada a materiais isotrópicos. O MEC é uma eficiente e robusta técnica numérica para análises de propagação de fissuras. A não exigência de uma malha de domínio pelo método permite uma representação precisa da concentração de tensão nas pontas. Além disso, a redução da dimensionalidade proporcionada pelo MEC facilita o processo de remalhamento durante o crescimento das fissuras. A formulação dual do MEC é adotada, na qual as equações integrais singular e hipersingular são aplicadas. A modelagem de domínios não-homogêneos é realizada a partir da técnica de sub-regiões. A Mecânica da Fratura Elástico-Linear (MFEL) é aplicada para a análise da fratura em materiais frágeis. Os fatores de intensidade de tensão são determinados a partir da integral-J e a teoria da máxima tensão circunferencial é adotada para definir a direção de propagação das fissuras e o fator de intensidade de tensão equivalente. Problemas envolvendo fraturamento hidráulico também são investigados a partir da aplicação da MFEL. A integral-J é modificada para a consideração da pressão hidrostática atuante sobre as faces da fissura. Estruturas sujeitas à fadiga de alto ciclo também são avaliadas. A lei de Paris é utilizada para a estimativa da taxa de crescimento das fissuras. O último tipo de problema considerado é a fratura em materiais quase-frágeis. O modelo de fissura coesiva é empregado para a representação do comportamento não-linear físico próximo à ponta. O sistema de equações não-linear obtido é resolvido a partir de um algoritmo iterativo denominado operador constante. O estado de tensão na ponta, determinado por extrapolação, é utilizado para a verificação da estabilidade à propagação e o caminho de crescimento é definido a partir da formulação da MFEL. São observadas boas correspondências entre os resultados obtidos e as respostas encontradas na literatura, indicando a eficiência e a robustez do código computacional proposto. Melhorias do modelo numérico implementado também são discutidas. / This work presents a numerical approach for crack propagation modelling in non-homogeneous two-dimensional structures. The mechanical structural behaviour is simulated using the elastostatic formulation of the Boundary Element Method (BEM) applied to isotropic materials. The BEM is an efficient and robust numerical technique for crack propagation analyses. The non-requirement of a domain mesh enables the BEM for accurately quantifying the stresses concentration at the crack tip. Moreover, the mesh dimension reduction provided by the BEM makes the remeshing procedures during crack growth a less complex task. The dual BEM formulation is adopted, in which singular and hypersingular integral equations are applied. The non-homogeneous domains are modelled using the sub-region technique. The Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) is applied to analyze the fracture in brittle materials. The stress intensity factors are evaluated through the J-integral and the maximum circumferential stress theory is adopted to define the crack propagation angle and the equivalent stress intensity factor. Problems involving hydraulic fracture (fracking) are also investigated applying the LEFM. A modified J-integral scheme is implemented to consider the hydrostatic pressure acting at the crack faces. Structures subjected to high-cycle fatigue are also addressed. The Paris law is used to estimate the crack growth rate. The last type of problem considered is the fracture in quasi-brittle materials. The cohesive crack model is used to represent the material nonlinear behaviour next to the crack tip. The nonlinear system of equations obtained is solved by an iterative algorithm named constant operator. The state of stress at the tip, obtained by extrapolation, is used to verify crack growth stability and the crack path is defined by the LEFM formulation. Good agreement is observed among the results achieved by the BEM model and the responses available in literature, showing the efficiency and robustness of the proposed numerical scheme. Further improvements of the BEM code are also discussed.

Neste trabalho desenvolveu-se uma formulação adaptativa do método de elementos de contorno (MEC) para a análise de problemas de fratura elástica linear. Foi utilizado o método da colocação para a formulação das equações integrais de deslocamento e de tensão. Para a discretização das equações integrais foram utilizados elementos lineares que possibilitaram a obtenção das expressões exatas das integrais (integração analítica) sobre elementos de contorno e fratura. Para a montagem do sistema de equações algébricas foram utilizadas apenas equações de deslocamento, apenas equações de forças de superfície, ou as duas escritas para nós opostos da fratura levando, portanto ao método dos elementos de contorno dual usualmente empregado na análise de fratura. Para o processo de crescimento da trinca foi desenvolvido um procedimento especial objetivando a correta determinação da direção de crescimento da trinca. Os fatores de intensidade de tensão são calculados por meio da conhecida técnica de correlação de deslocamentos a qual relaciona os deslocamentos atuantes nas faces da fissura. Após a determinação dos fatores de intensidade de tensão é utilizada a teoria da máxima tensão circunferencial para a determinação do ângulo de propagação. O modelo adaptativo empregado é do tipo h onde apenas a sub-divisão dos elementos é feita com base em erros estimados. O erro a ser considerado foi estimado a partir de normas onde se consideraram: a variação aproximada dos deslocamentos, a variação das forças de superfície e a variação da energia de deformação do sistema, calculada com a sua integração sobre o contorno. São apresentados exemplos numéricos para demonstrar a eficiência dos procedimentos propostos. / In this work, an adaptative formulation of the boundary element method is developed to analyze linear elastic fracture problems. The collocation point method was used to formulate the integral equations for the displacements and stresses (or tractions). To discretize the integral equations, linear elements were used to obtain the exact expressions of the integrals over boundary elements and fracture. To construct the linear system of equations were used only displacement equations, traction equations or both of them written for opposite nodes of the fracture, leading to the dual boundary element formulation usually employed in the fracture analyses. For the process of growth of the crack a special procedure was developed aiming at the correct determination of the direction of growth of the crack. The stress intensity factors, to calculate he crack growth angle, are calculated through of correlation displacements technique which relates the displacements actuants in the faces of the crack. The employed adaptative model is the h-type where only the sub-division of the elements is done based on error estimate. The error estimates considered in this work are based on the following norms: displacement, traction and strain energy variations, this last considered from the integration over the boundary. Numerical examples are presented to demonstrate the efficiency of the proposed procedures.

Esta pesquisa apresenta a monitoração de modelos reduzidos para a investigação do comportamento de estruturas. O estudo do comportamento estrutural consistiu basicamente na medição de grandezas físicas de forma experimental, para o qual os modelos físicos reduzidos foram submetidos a múltiplos ensaios em laboratório. Posteriormente, os dados experimentais foram tratados e analisados, para então serem comparados com os resultados dos modelos teóricos, avaliando assim, sua capacidade de simulação. No total foram monitorados três modelos reduzidos, cujas grandezas físicas foram medidas utilizando-se sensores elétricos, tais como: extensômetros, LVDTs e um servoatuador hidráulico, os quais estavam ligados ao sistema de aquisição da National Instrument, controlado por um computador de comando e pelos programas LabView e DynaTester. Um dos modelos construído em alumínio foi utilizado a fim de se estudar o comportamento da ponte do rio Suaçui, assim como calibrar os modelos teóricos em função dos dados experimentais da estrutura real e do modelo reduzido e estabelecer uma relação entre eles. Os outros dois modelos construídos em microconcreto foram utilizados para estudar o comportamento de estruturas na fase não linear e em fratura, para o qual foram submetidos a carregamentos incrementais. A ponte de microconcreto foi ensaiada com o intuito de se verificar a variação da rigidez de sua seção transversal e a construção de uma relação experimental de momento-curvatura. As vigas levemente armadas foram ensaiadas a flexão em três pontos até a ruptura, com a finalidade de se verificar que seu comportamento depende de vários parâmetros tais como: taxa de armadura, tamanho da viga, forma da seção transversal e a aderência aço-concreto. O estudo experimental foi complementado com ensaios de caracterização de materiais, estudos teóricos e o desenvolvimento de aplicativos como o programa PUENFLEX para o cálculo de relações de momento-curvatura de seções e o aplicativo desenvolvido em LabView para monitoração de estruturas que permite visualizar seu comportamento em tempo real. / This research presents the monitoring of scale reduced models for investigation the behavior of structures. The study of structural behavior consisted basically in the measurement of physical quantities on an experimental basis, to which the reduced physical models were subjected to multiple laboratory tests. Then the experimental data were processed and analyzed, so at the finally the results were compared with theoretical models and thereby to evaluate their ability to simulation. In total were monitored three reduced models, whose physical quantities were measured using electrical sensors such as strain gauges, LVDT\'s and a system hydraulics load, which in the same time were connected to the system of acquisition of the National Instrument, controlled by a computer command and DynaTester and LabView programs. One of the models constructed of aluminum was used to study the behavior of Suaçuí river bridge, as well as calibrate the theoretical models on the basis of experimental data of the real structure and the reduced model and to establish a relationship between them. The other two models built in microconcrete were used to study the behavior of structures in the nonlinear phase and fracture, for which they were subjected to incremental loads. The bridge of microconcrete was tested in order to verify the variations the rigidity of their cross section and the construction of an experimental relationship for the moment-curvature. The beams with minimum flexural reinforcement were tested in three-point bending to failure, in order to verify that his behavior depends on various parameters such as reinforcement ratio, the beam size, shape of cross section and steel-concrete adherence. The experimental study was completed with material characterization tests, theoretical studies and the development of applications such as PUENFLEX program for calculating the moment-curvature relationships for cross sections and the program developed in LabView for monitoring structures to visualize their behavior in real time.

Um dos principais mecanismos de falha que causam riscos de fratura a reatores de água pressurizada é a corrosão sob tensão de ligas metálicas em água do circuito primário (CSTAP). É causada por uma combinação das tensões de tração, meio ambiente em temperatura e microestruturas metalúrgicas susceptíveis. Ela pode ocorrer, dentre outros locais, nos bocais do mecanismo de acionamento das barras de controle. Essa fratura pode causar acidentes que comprometem a segurança nuclear através do bloqueio das barras de controle e vazamentos de água do circuito primário reduzindo a confiabilidade e a vida útil do reator. O objetivo desta Tese de Doutorado é o estudo de modelos e uma proposta de modelagem para fraturas por corrosão sob tensão em liga 75Ni15Cr9Fe (liga 600), em água de circuito primário de reator de água pressurizada nesses bocais. São superpostos modelos eletroquímicos e de mecânica da fratura e validados com dados obtidos em experimentos e na literatura. Na parte experimental foram utilizados resultados obtidos pelo CDTN no equipamento recém-instalado de ensaio por taxa de deformação lenta. Na literatura está proposto um diagrama que exprime a condição termodinâmica de ocorrerem diversos modos de CSTAP na liga 600: partiu-se de diagramas de potencial x pH (diagramas de Pourbaix), para a liga 600 imersa em água primária à alta temperatura (3000C a 3500C). Sobre ele, determinaram-se os submodos de corrosão, a partir de dados experimentais. Em seguida acrescentou-se uma dimensão adicional ao diagrama, correlacionando uma variável a que se denominou fração de resistência à corrosão sob tensão. No entanto, é possível acrescentar-se outras variáveis que exprimem a cinética de iniciação e/ou crescimento de trinca, provenientes de outras modelagens de CSTAP. A contribuição original deste trabalho se insere nessa fase: partindo-se de uma condição de ensaio de potencial versus pH, foram iniciadas as modelagens de um modelo empírico-comparativo, um semi-empírico-probabilístico, um de tempo de iniciação e um de taxa de deformação, a partir dos ensaios experimentais e superpostas a essa condição. Esses exprimem respectivamente a susceptibilidade à CSTAP, o tempo de falha, e nos dois últimos o tempo de iniciação de falha por corrosão sob tensão. Os resultados foram comparados com os da literatura e se mostraram coerentes. Através desse trabalho, obteve-se uma metodologia de modelagem a partir de dados experimentais. / One of the main failure mechanisms that cause risks to pressurized water reactors is the primary water stress corrosion cracking (PWSCC) occurring in alloys. It can occurs, besides another places, at the control reactor displacement mechanism nozzles. It is caused by the joint effect of tensile stress, temperature, susceptible metallurgical microstructure and environmental conditions of the primary water. These cracks can cause accidents that reduce nuclear safety by blocking the rods displacement and may cause leakage of primary water, reducing the reactors life. In this work it is proposed a study of the existing models and a modeling proposal to primary water stress corrosion cracking in these nozzles in a nickelbased Alloy 600. It is been superposed electrochemical and fracture mechanics models, and validated using experimental and literature data. The experimental data were obtained at CDTN-Brazilian Nuclear Technology Development Center, in a recent installed slow strain rate testing equipment. In the literature it is found a diagram that indicates a thermodynamic condition for the occurrence of some PWSCC submodes in Alloy 600: it was used potential x pH diagrams (Pourbaix diagrams), for Alloy 600 in high temperature primary water (3000C till 3500C). Over it, were located the PWSCC submodes, using experimental data. It was added a third parameter called stress corrosion strength fraction. However, it is possible to superpose to this diagram, other parameters expressing PWSCC initiation or growth kinetics from other models. Here is the proposition of the original contribution of this work: from an original experimental condition of potencial versus pH, it was superposed, an empiric-comparative, a semi-empiric-probabilistic, an initiation time, and a strain rate damage models, to quantify respectively the PWSCC susceptibility, the failure time, and in the two lasts, the initiation time of stress corrosion cracking. It was modeling from our experimental data. The results were compared with the literature and it showed to be coherent. From this work was obtained a modeling methodology from experimental data.

Objetivo: Analisar a influência da matriz orgânica, do conteúdo inorgânico e do tratamento térmico (TT) sobre diferentes propriedades de compósitos experimentais, tais como o grau de conversão (GC), tenacidade à fratura (KIC), resistência à flexão (RF) e módulo de elasticidade (ME). Métodos: Para o experimento foram analisadas seis formulações de compósitos experimentais com proporções molares de Bis-GMA:TEGDMA de 5:5 e 7:3, a carga utilizada foi o vidro de bário, nas concentrações de 30, 50 e 70% em peso, e os fotoiniciadores a amina e canforoquinona. O GC foi analisado através da espectroscopia no infra-vermelho (FTIR) (n=5). A KlC foi avaliada pelo método single-edge notched beam (SENB). As imagens das superfícies de fratura foram capturadas por um estereomicroscópio e a KlC calculada (n=10). A análise da RF e ME foi realizada através do teste dos três pontos (n=10). Para todos os fatores de variação estudados, metade dos espécimes imediatamente após à confecção receberam TT em estufa convencional, a 170º C por 10 minutos e a outra metade não. Após 24 horas, as amostras foram destinadas de acordo com os ensaios realizados. Os dados foram analisados utilizando ANOVA/Tukey para o grau de conversão, tenacidade à fratura e resistência à flexão, e, Kruskal-Wallis para o módulo de elasticidade (=5%). Resultados: Na análise do GC (%) foi observada significância estatística para os três fatores de variação analisados individualmente (monômero, carga e TT), como também, para a interação monômero x TT (p<0,001). Para a KIC e RF, as alterações significantes foram observadas apenas nos três fatores de variação (monômero, carga e TT) analisados individualmente (p<0,001). Para o ME, os fatores individuais (monômero, carga e TT), a interação carga x TT apresentaram significância estatística (p<0,001), bem como a interação monômero x carga (p=0,001). Conclusões: A matriz orgânica e o conteúdo inorgânico dos compósitos experimentais influenciaram o GC, a KIC, a RF e ME, e o TT promoveu melhorias nas propriedades estudadas. / Objective: To analyze the influence of organic matrix, the inorganic content and thermic treatment (TT) on different properties of experimental composites, such as the degree of conversion (DC), fracture toughness (KIC), flexural strength (FS) and elastic modulus (EM). Methods: This experiment analyzed six formulations of experimental composites with 5:5 and 7:3 molar proportions of Bis-GMA: TEGDMA. The load used was barium glass at concentrations of 30, 50 and 70% by weight and the photoinitiators, camphorquinone and amine. GC was analyzed by infrared spectroscopy (FTIR) (n=5). The KIC was evaluated by a \"single-edge notched beam\" (SENB). The images of the fracture surfaces were captured by a stereomicroscope and KIC calculated (n=10). The analysis FS and EM were performed by testing three points (n=10). For all the variation factors studied, half of the specimens immediately after the preparation received TT in conventional oven at 170º C for 10 minutes and the other half not. After 24 hours, the samples were designed according to the tests. Data were analyzed using ANOVA/Tukey the degree of conversion, fracture toughness and flexural strength, and Kruskal-Wallis test for the elastic modulus (=5%). Results: Analysis of GC (%) statistical significance was observed for the three variation factors analyzed individually (monomer, filler and TT), as well as for the interaction monomer x TT (p <0.001). For KIC and FS, significant changes were observed only in the three variation factors (monomer, filler and TT) analyzed individually (p<0.001). For EM, the individual factors (monomer, filler and TT) TT x filler interaction showed statistical significance (p <0.001), as well as the monomer x filler interaction (p = 0.001). Conclusions: The organic matrix and inorganic content of experimental composites influenced the GC, KIC, FS and EM, and the TT caused improvements in the properties studied.

Neste trabalho apresenta-se a formulação do problema de múltiplas fissuras baseada numa abordagem de superposição utilizada pelo Método da Partição (Splitting Method). Um dos objetivos principais deste trabalho refere-se à aferição da capacidade deste método na obtenção de fatores de intensidade de tensão, tendo em vista o seu desenvolvimento recente e a ausência de outras fontes de pesquisa além daquelas oriundas dos seus próprios autores. Segundo a abordagem do Método da Partição, os fatores de intensidade de tensão finais de uma estrutura podem ser encontrados a partir da sobreposição de três subproblemas. Deste modo, o problema é resolvido mediante imposição de que nas faces das fissuras as tensões que resultam da sobreposição sejam nulas. Sendo assim, apresenta-se a formulação do Método da Partição para uma ou mais fissuras e diversas análises numéricas que contemplam interação entre fissuras submetidas aos modos I e II de abertura. Outra etapa do trabalho refere-se à aplicação do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG) num dos subproblemas, dito local, ao invés do emprego do Método dos Elementos Finitos (MEF), que em sua forma convencional pode requerer um refinamento excessivo da malha, particularmente junto à ponta da fissura, aumentando o custo computacional da análise. Exemplos de simulação numérica são apresentados no sentido de comprovar que a utilização do MEFG viabiliza a obtenção de resultados com boa aproximação mesmo com malhas pouco refinadas, reduzindo significativamente o custo computacional de toda a análise. Além disto, é apresentada a formulação do Método da Partição para casos que contemplam também fissuras internas, uma vez que a formulação atual admite somente fissuras de borda. / This work presents the formulation of the problem of multiple cracks based on an superposition approach used by the Splitting Method. The main goal of this work concerns the verification of the ability of this method of obtaining stress intensity factors, in view of its recent development and the absence of other research sources beyond those derived from their own authors. According to the approach of Splitting Method, the final stress intensity factors of a structure can be found from the superposition of three subproblems. Thus, the problem is solved by superposition and then imposing the nullity of the stresses on the faces of cracks. Thus, the formulation of the Splitting Method is presented to one or more cracks and also several numerical simulations that consider the interaction between cracks subjected to opening mode I and II. Another part of this work concerns the application of the Generalized Finite Element Method (GFEM) in the local subproblem instead of the use of Finite Element Method (FEM), which in its conventional form may require an excessive mesh refinement, particularly near the tip the crack, increasing the computational cost of analysis. Examples of numerical simulation are presented in order to show that the use of GFEM enables to obtain results with good approximation even with little refined meshes, thus significantly reducing the computational cost of the entire analysis. Moreover, the formulation of the Splitting Method is presented for cases which also have internal cracks due to the current formulation admits only boundary cracks.