Este trabalho teve como objetivo observar o resultado da variação dos parâmetros do processo FHPP (Friction Hydro Pillar Processing), dando-se atenção aos efeitos destes na microestrutura e na qualidade do reparo. O estudo foi realizado através de investigações metalográficas nos reparos obtidos, bem como análises via perfis de microdureza Vickers. Foram utilizadas diferentes forças axiais, que levaram a obtenção de reparos isentos de defeitos no seu preenchimento. Observou-se que o utilizando forças axiais maiores contribuíram para obter microestrutura mais refinada e homogênea, com formação predominante de martensita, menor tempo de processamento, menor quantidade de constituinte Martensita-Austenita e uma Zona Termicamente Afetada (ZTA) de menor tamanho. / This study aimed to observe the result of the variation of the Friction Hydro Pillar Processing parameters, giving attention to the microestructural effects and quality of repair. The study was carried out by metallographic investigations in repairs obtained and Vickers microhardness profiles. Were used different axial forces, which led to obtain no defects in repairs. It was observed that using higher axial forces helped to get more refined and homogeneous microstructure with predominant formation of martensite, lower processing time, less amount of Martensite-Austenite constituent and lower Heat Afecfted Zone (HAZ) size.

Este trabalho teve como objetivo observar o resultado da variação dos parâmetros do processo FHPP (Friction Hydro Pillar Processing), dando-se atenção aos efeitos destes na microestrutura e na qualidade do reparo. O estudo foi realizado através de investigações metalográficas nos reparos obtidos, bem como análises via perfis de microdureza Vickers. Foram utilizadas diferentes forças axiais, que levaram a obtenção de reparos isentos de defeitos no seu preenchimento. Observou-se que o utilizando forças axiais maiores contribuíram para obter microestrutura mais refinada e homogênea, com formação predominante de martensita, menor tempo de processamento, menor quantidade de constituinte Martensita-Austenita e uma Zona Termicamente Afetada (ZTA) de menor tamanho. / This study aimed to observe the result of the variation of the Friction Hydro Pillar Processing parameters, giving attention to the microestructural effects and quality of repair. The study was carried out by metallographic investigations in repairs obtained and Vickers microhardness profiles. Were used different axial forces, which led to obtain no defects in repairs. It was observed that using higher axial forces helped to get more refined and homogeneous microstructure with predominant formation of martensite, lower processing time, less amount of Martensite-Austenite constituent and lower Heat Afecfted Zone (HAZ) size.

O processo de união entre ligas de alumínio e aços é complexo, devido às suas diferentes propriedades físicas e mecânicas, bem como pela formação de grande quantidade de compostos intermetálicos frágeis, o que dificulta a realização deste tipo de união pelos métodos convencionais de fusão. O processo de Soldagem a Ponto por Fricção (Friction Spot Welding - FSpW) é destinado à soldagem de juntas sobrepostas, adequado para união de materiais leves, e.g. ligas de alumínio e de magnésio para aplicações estruturais. A gama de componentes e materiais para os quais o FSpW pode ser aplicado está em contínua expansão, garantindo ao processo potencial para se tornar uma tecnologia industrial significativa. Por ser um processo que ocorre em estado sólido, apresenta algumas vantagens em relação aos métodos convencionais de fusão. O baixo aporte térmico associado a essas técnicas de soldagem exibe grande potencial para reduzir ou até mesmo inibir a formação da camada de compostos intermetálicos, sendo, portanto potencialmente indicado para união de materiais dissimilares. Neste trabalho foi feito um estudo da viabilidade da soldagem dissimilar entre as ligas de Alumínio AA5454-H22 e aço automotivo HX340-LAD-Z através do processo FSpW. As juntas soldadas foram analisadas mecânica e metalurgicamente, tendo como objetivo avaliar os efeitos dos parâmetros de processo na microestrutura, na geometria e no desempenho mecânico da junta, além de buscar a otimização do processo para os materiais em estudo. A relação entre a qualidade da junta e os parâmetros do FSpW foi estudada utilizando o Método Taguchi, por meio do estudo do comportamento das soldas sob solicitação monotônica de cisalhamento. Os resultados obtidos demonstram que soldas de boa qualidade e reprodutibilidade podem ser produzidas com este processo. Contudo, a presença de um filme intermetálico composto por fases ricas em Al, tais como Fe2Al5 e FeAl3, na interfaces das soldas, afeta significativamente o comportamento em fratura das juntas e, consequentemente, seu desempenho mecânico. / The joining process of aluminium and steel is very complex in view of the differences between their physical and mechanical properties, as well as the formation of great amounts of brittle intermetallic compounds at the joint interface, which make it difficult to join those materials using conventional fusion welding techniques. Friction Spot Welding (FSpW) is a suitable joining process, which produces high quality overlap joints of lightweight materials, e.g., aluminium and magnesium alloys for structural applications. The range of components and materials for which FSpW can be used is continuously expanding, ensuring great potential to the process, which became nowadays a significant industrial technology. As a solid state joining process FSpW offers some advantages relative to conventional fusion welding techniques. The low heat input involved in this process has great potential to reduce, or even to inhibit, the formation of the intermetallic layer, making it, therefore, suitable to join dissimilar materials. In this work a study of feasibility of dissimilar FSpW between the aluminium alloy 5454-H22 and the automotive steel HX340LAD-Z was performed. The welded joints were assessed mechanically and metallurgically aiming evaluate the process parameter effects on the microstructure, geometry and mechanical performance of the joint, besides searching the process optimization for the materials in question. The relationship between the joint quality and the FSpW process parameters was analysed using Taguchi’s Method, studying the behaviour of the joint under shear load. The results revealed that sound welds between AA5454-H22 and HX340LAD-Z with high strength and reproducibility can be produced with using this process. It was found that the presence of an intermetallic film compounded by Al-rich phases, such as Fe2Al5 and FeAl3, at the joint interface, plays a fundamental role on the fracture behaviour of the joints and thus, and on its mechanical behaviour.

A estimativa de parâmetros térmicos relacionados à Soldagem por Fricção Linear (também conhecida como Soldagem por Fricção e Mistura Mecânica) de uma placa de alumínio AA 2195- T8 é estudada nesta dissertação. A determinação dos parâmetros é tratada como um problema de otimização, no qual a função objetivo corresponde a uma função erro entre temperaturas medidas numericamente e temperaturas calculadas, para certos valores da taxa de calor gerada pela fricção, do coeficiente de transferência calor por convecção natural e do coeficiente de transferência de calor entre a placa e a base de suporte. A distribuição transiente de temperaturas sobre a placa é determinada pela solução da equação da condução de calor tridimensional transiente, a qual é resolvida pelo método dos volumes finitos. A minimização da função objetivo é realizada com o auxílio do algoritmo Otimização Extrema Generalizada (GEO), um método evolucionário que pode lidar com diversos tipos de problemas de otimização. A avaliação da sensibilidade da leitura de temperatura é feita com relação ao posicionamento dos sensores, com o objetivo de descobrir as melhores posições para aquisição de dados, e também a determinação do parâmetro t (parâmetro utilizado no método GEO que deve ser ajustado para cada tipo de problema) que melhor se adapta para cada um dos conjuntos de medição de temperatura. Além disso, realiza-se um estudo no qual é analisado um caso em que a fonte de calor possui forma de distribuição desconhecida, sem a utilização de equações para a sua descrição, desta maneira mais parâmetros devem ser estimados pela análise inversa, assim o processo de otimização é mais complexo (cinco valores de taxa de calor e dois coeficientes de transferência de calor, ao invés de uma taxa de calor e dois coeficientes). Ainda, para simular medições de dados reais, os valores de temperatura obtidos a partir da solução numérica para valores específicos da taxa de calor e dos coeficientes de transferência de calor são perturbados com ruídos de acordo com desvios-padrão típicos dessa forma de medição. Este trabalho demonstra que a aproximação inversa proposta pode ser um modo muito efetivo para avaliar e predizer os parâmetros que governam o processo de transferência de calor na Soldagem por Fricção Linear, um importante passo para o seu controle em tempo real. / The estimation of thermal parameters related to Friction Stir Welding of a AA 2195-T8 plate is studied in this dissertation. The determination of the parameters is carried out by means of an optimization problem, in which the objective function corresponds to an error function between the numerically measured temperature and the temperature computed for each estimated values of the heat rate input, the heat transfer coefficient on the bottom surface, and the natural convection heat transfer coefficient. The time-dependent temperature distribution on the plate is determined by the solution of the three-dimensional transient state conduction equation, which is solved by the control-volum method. The minimization of the objective function is accomplished with the aid of the Generalized Extremal Optimization (GEO) method, an evolutionary method that can deal with several types of optimization problems. The evaluation of the temperature reading sensitivity is carried out, in relation to the readers locations on the plate, in order to determine the best positions that can be used to acquire datas, and the determination of the t parameter (this parameter is used in the GEO method and it must be adjusted for each type of problem) that best fits with each one of the temperature readers assembly, allowing the determination of the best temperature readers assembly. In addition, it is executed a study that considers a case where the heat rate input has unknown profile distribution, without using equations for its description, in this manner more parameters have to be estimated by the inverse analysis, so the optimization process is more complicated (five heat rate inputs and two heat transfer coefficients, instead of one heat rate input and two heat transfer coefficients). Furthermore, to simulate real-data measurements, the temperature inputs, obtained from a numerical solution for specific values of the heat rate input and the heat transfer coefficients, were perturbed with noises according to the standard deviation of the measurement procedure. This work demonstrates that the proposed inverse approach can be a very effective way to evaluate and predict the parameters that govern the heat transfer process in Friction Stir Welding, an important step to real-time control of this process.

Os aços inoxidáveis dúplex (AIDs) exibem uma combinação de propriedades mecânicas e de resistência à corrosão atraente que os destaca entre os demais aços inoxidáveis. Isso ocorre devido a sua microestrutura balanceada, consistindo de ferrita e austenita, e também pela sua composição química específica contendo elementos de liga como cromo e molibdênio. Considerando-se estes fatores positivos, os AIDs são amplamente utilizados nas indústrias de óleo e gás, petroquímica, papel e celulose, e de controle de poluição. A aplicação destas ligas usualmente depende de processos de soldagem, e os ciclos térmicos merecem atenção especial para se evitar alterações microestruturais que comprometam o desempenho mecânico e/ou eletroquímico (fundamentalmente a resistência à corrosão). A soldagem por fricção e mistura mecânica ou Friction Stir Welding é uma técnica de união no estado sólido que pode reduzir defeitos, como trincas, porosidades entre outros, frequentemente encontrados em processos de soldagem que envolvem fusão. Além disso, devido ao menor aporte térmico, os processos de união no estado sólido têm o potencial de minimizar alterações microestruturais, mantendo assim, no caso dos aços AIDs, a morfologia, a distribuição e a proporção das fases ferrita e austenita mais próximas do ideal. O presente estudo empregou o processo de FSW para produzir juntas de topo em chapas com 4 mm de espessura do aço inoxidável dúplex UNS S31803, com ferramenta de PCBN inclinada em 1,5º a uma velocidade rotacional de 500 rpm, força axial de 45 kN, e diferentes velocidades de soldagem. Soldas com penetração completa e livres de defeitos foram consolidadas aplicando velocidades de soldagem de 1, 2 e 3 mm/s, enquanto a velocidade de 4 mm/s resultou em defeitos do tipo vazios na zona de mistura (ZM) no lado de avanço. A caracterização através de microscopia óptica na secção transversal das soldas revelou um refino microestrutural que aumentou os valores de dureza na ZM. A técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) mostrou um conteúdo apropriado de ferrita, entre 40 e 60%, para todas as condições de soldagem testadas. Ensaios de tração de amostras transversais das juntas soldadas romperam no material de base (MB) para velocidades de soldagem entre 1 e 3 mm/s, e falharam no local onde existiam vazios para a velocidade de soldagem de 4 mm/s. Além disso, as juntas soldadas apresentaram limite de escoamento e limite de resistência à tração similares ao MB, mas com menor alongamento. As soldas produzidas com velocidade de soldagem de 1 mm/s mostraram indícios de fases intermetálicas, que não comprometeram a resistência mecânica das juntas. Uma correlação entre a história térmica associada ao processo de FSW, a microestrutura produzida e o desempenho mecânico das juntas soldas foi estabelecida. / Duplex stainless steels (DSS) exhibit an attractive combination of mechanical properties and corrosion resistance due to their balanced microstructure consisting of ferrite and austenite, and also their chemical composition containing alloy elements like chromium and molybdenum. Considering these positive factors, DSS are widely used in the oil and gas, petrochemical, pulp and paper, and pollution control industries. The application of these alloys usually depends on welding processes, and the thermal cycles deserve special attention in order to avoid microstructural changes that compromise the mechanical and/or electrochemical performance (fundamentally corrosion resistance). Friction Stir Welding is a solid-state joining technique which can reduce flaws, such as cracks and porosities often found on fusion welding processes. Furthermore, due to the lower heat input, solid-state joining techniques have the potential of minimizing microstructural alterations and maintain, in the case of DSS, morphology, distribution and proportion of the phases ferrite and austenite. The present study used FSW to produce butt joints on 4 mm thick sheets of UNS S31803 DSS, with a PCBN tool tilted 1,5º in a rotational speed of 500 rpm, axial force of 45 kN, and different welding speeds. Full penetration and defect free welds were consolidated applying welding speeds of 1, 2 and 3 mm/s, whereas 4 mm/s resulted in voids inside the stir zone (SZ) in the advancing side. Characterization through optical microscopy on transverse section of the welds revealed a microstructural refinement, which increased the microhardness values on the SZ. Electron backscatter diffraction (EBSD) technique showed a proper ferrite content between 40 and 60% for all the tested welding conditions. Transverse tensile tests of the welded joints failed at the base metal for welding speeds between 1 and 3 mm/s, and failed on the location of the voids defects for welding speed of 4 mm/s. Moreover, the welded joints presented similar yield and tensile strength to the base material and reduced elongation. The welds produced with welding speed of 1 mm/s showed evidences of intermetallic phases, which didn’t compromise the strength of the joints. A correlation between the thermal history associated to the FSW process, the produced microstructure, and the mechanical performance of the welded joints has been established.

Orientador: Edison Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T04:51:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silveira_JoaoViniciosWirbitzkida_M.pdf: 8775567 bytes, checksum: 35a926d080f0ec01d62b71fe89882b3d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: As pastilhas de freio são materiais compósitos que têm sido constantemente aperfeiçoadas, principalmente pela substituição por materiais que melhorem o desempenho destes elementos ou diminuam os impactos ao homem e ao meio ambiente. Com a procura de materiais de fontes renováveis para substituir materiais sintéticos, a lignina, uma macromolécula natural encontrada em vegetais e abundantemente na madeira, se torna uma alternativa altamente viável para emprego em diversos tipos de materiais, entre eles os materiais compósitos. O objetivo desta pesquisa é desenvolver resinas com substituição parcial da resina fenólica por teores diversos de lignosulfonato de amônio e estudar o comportamento de pastilhas de freios fabricadas com tais resinas e reforçadas com fibras de aramida. São empregados ensaios analíticos de caracterização (FT-IR, DSC, TGA, DMA, ângulo de contato, MEV e EDS) e métodos já utilizados na indústria automobilística (ensaio Krauss e desgaste) para caracterizar e verificar o desempenho desses materiais. O lignosulfonato, apesar de possuir menos grupos fenólicos disponíveis para a reação de reticulação que o próprio fenol livre, é capaz de reagir formando uma matriz polimérica, porém as propriedades tribológicas ficam um pouco comprometidas. O coeficiente de atrito médio encontrado é de aproximadamente µm=0,4, um pouco acima dos valores de pastilhas comerciais, entretanto apresentam boa estabilidade quanto ao desempenho dos freios e ao desgaste. A estrutura do compósito vista com auxílio de microscópio eletrônico se apresenta pouco homogênea. Os resultados satisfatórios e compatíveis com os atuais materiais de fricção possibilitam a incorporação desta resina no processo de fabricação de materiais de fricção. / Abstract: Brake pads are composite materials, which have been constantly improved, mainly by the replacement of materials that improve the performance of the braking process, or that reduce the impacts of it on human beings and environment. Through the search for renewable materials to replace the synthetic ones, lignin becomes a highly viable alternative to be employed in several kinds of materials, including the composite ones. Lignin can be found in vegetables and it is plentiful in wood. This research aims to develop a resin with partial replacement of phenolic resin by different contents of ammonium lignosulfonate and to study the behavior of brake pads produced with these resins and reinforced with aramid fibers. Analytical characterization (FT-IR, DSC, TGA, DMA, contact angle, SEM and EDS) and methods commonly used in automotive industry (Krauss method and wear) are used to characterize and verify the performance of these materials. Despite lignosulfonate has less phenolic groups available for reticulation reaction than free phenol itself, it is able to react forming a polymeric matrix, but tribological properties are compromised a bit. Average friction coefficient found is about µm=0,4, a value slightly higher than the one of commercial brake pads. However, they show good stability related to braking performance and wear. Composite structure observed with the aid of scanning electron microscopy shows itself a heterogeneous material. Satisfactory results, compatible with current friction materials, allow the incorporation of this resin in the process of manufacturing friction materials. / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Introdução: Biofilme consiste em um conjunto de microrganismos embutidos em uma matriz extracelular. O biofilme tradicional (TBF) se desenvolve em locais com contínua hidratação, e o biofilme buildup (BBF), em produtos para a saúde expostos a repetidos ciclos de sujidade, limpeza, desinfecção e secagem. Objetivo: avaliar o impacto do uso de detergente e fricção para remover biofilme buildup-5 (BBF-5) e biofilme tradicional-5 (TBF-5) de canais endoscópicos gastrointestinais flexíveis, bem como o impacto do glutaraldeído após a limpeza. Métodos: O BBF-5 foi desenvolvido após a exposição da superfície interna dos canais de endoscópicos gastrointestinais ao Artificial Test Soil (ATS) contendo 108UFC/ml de Pseudomonas aeruginosa (PA) e Enterococcus faecalis (EF), limpeza, desinfecção de alto nível (DAN), enxágue e secagem durante cinco dias. O mesmo processo foi utilizado para desenvolver o TBF-5, porém a fase de DAN foi omitida. Limpeza com detergentes com enzimas de pH neutro e detergentes sem enzimas com pH alcalino, escova com cerdas e dispositivo de limpeza pull thru foram comparados à limpeza com água e sem fricção para remover o BBF-5 e o TBF-5. Testes de proteína e carboidrato, contagem de bactérias viáveis e adenosina trifosfato (ATP) foram realizados. Teste de Kruskal-Wallis e análise de post hoc Dunn-Bonferroni foram realizados. Resultados: Não houve diferença estatisticamente significante (p>0,05) entre a quantidade de EF e PA nos canais com TBF-5 e BBF-5. Não houve diferença da eficácia para a remoção de PA em TBF-5 entre o detergente enzimático e a água, em ambas as situações, a limpeza apenas não foi eficaz (p>0,05) na ausência de fricção (flush). Por outro lado, o detergente alcalino, associado a todos os procedimentos de limpeza (ausência e presença de fricção) e DAN, foi eficaz para remoção de PA. Para a remoção de EF em TBF-5, a eficácia da limpeza foi alcançada em todas situações avaliadas (com e sem fricção) com o uso do detergente enzimático; com a água, na presença de fricção (pull thru e escovas de cerdas); e com detergente alcalino, apenas com o método de limpeza com escovas de cerdas (p<0,05). Para a remoção de bactérias em BBF-5, formados em canais de PTFE, não houve diferença da eficácia para a remoção de PA entre o detergente enzimático e o alcalino, em ambas situações, todos os procedimentos avaliados foram eficazes (p<0,05), enquanto que a água foi ineficaz para remoção de PA apenas na ausência de fricção (p>0,05). Para a remoção de EF em BBF-5, o detergente enzimático e a água foram eficazes em todas situações avaliadas; o detergente alcalino, foi eficaz na presença de fricção com o dispositivo pull thru e escovas de cerdas (p<0,05). Testes de ATP, proteína e carboidrato foram incapazes de detectar biofilme. Conclusão: Água potável de torneira, detergente com enzimas e detergente alcalino sem enzimas foram eficazes para a completa remoção de BBF-5 e TBF-5 na presença de fricção (pull thru ou escova com cerdas) durante a limpeza. Na ausência de fricção, detergente enzimático apresentou maior habilidade para remover E. faecalis de TBF-5 e BBF-5, detergente alcalino para remover P. aeruginosa e a água não foi eficaz para a remoção de ambos microrganismos. Glutaraldeído destruiu bactérias remanescente após a maioria das combinações de limpeza avaliadas. / Background: Biofilm is the accumulation of microorganisms enclosed in an extracellular matrix. Traditional biofilm (TBF) develops under continuous hydration whereas buildup biofilm (BBF) develops on medical devices that are exposed to repeated cycles of soiling, cleaning, disinfection and drying. Objetive: to evaluat the impact of detergent and friction on BBF-5 and and TBF-5 removal from PTFE channels as well as the killing efficacy of glutaraldehyde post cleaning. Methods: BBF-5 was developed by repeated rounds over five days of exposure to bacteria, cleaning, high level disinfection (HLD), rinsing and drying of the inner surface of new polytetrafluorethylene (PTFE) channels. Artificial Test Soil (ATS) containing 108CFU/ml of Pseudomonas aeruginosa (PA), and Enterococcus faecalis (EF) was used for the bacterial exposure. The same process was used to develop TBF-5, however the HLD step was omitted. Cleaning with enzymatic and alkaline detergents, bristle brush and pull thru cleaner were compared to a water-flush only to determine BBF-5 and TBF-5 removal. The residual organic and microbial levels were tested using carbohydrate, and protein assays as well viable count, and adenosine triphosphate (ATP) testing. Kruskal-Wallis test and the post hoc Dunn-Bonferroni analysis were performed. Results: There was not a statistically significant difference (p> 0.05) between the amount of EF and PA in the channels with TBF-5 and BBF-5. There was not a difference in efficacy for the removal of PA in TBF- 5 between the enzymatic detergent and water and in both situations, only cleaning was not effective (p>0.05) in the absence of friction (flush). Furthermore, the alkaline detergent, associated with all cleaning procedures (absence and presence of friction) and DAN, was effective for the removal of PA. For removal of EF in TBF-5, cleaning efficacy was achieved in all procedures evaluated (with and without friction) with the use of enzymatic detergent; with water in the presence of friction (pull thru and bristle brushes); and an alkaline detergent, the only method of cleaning brushes with bristles (p<0.05). For the removal of bacteria in BBF-5 formed on PTFE channels, there was not a difference in efficacy for PA removal of the enzymatic and alkalyne detergent and in both situations, all procedures were evaluated effective (p<0.05 ), while water was ineffective for PA removal only in the absence of friction (p>0.05). For EF removal on BEF-5, the enzymatic detergent and water were evaluated effective in all situations; alkaline detergent, was effective in the presence of friction with the pull thru device and bristle brushes (p<0.05). ATP, protein and carbohydrate testing were unable to detect biofilm. Conclusion: Tap water, enzymatic and alkaline detergent were effective for complete BBF-5 and TBF-5 removal in the presence of friction (pull thru or bristle brush) and a flushing pump during the cleaning. Without friction, enzymatic detergent was more effective for EF removal of TBF-5 and BBF-5, alkalyne detergent was more effective for PA removal and water was not effective for both types of bacterial removal. Glutaraldehyde effectively killed the remaining microorganisms after some cleaning combinations were tested.

Orientador: Robson Pederiva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T13:48:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suetti_AndreGarciaLima_M.pdf: 20585864 bytes, checksum: 84c85d26b6df77562a52c8ca3aa2aedf (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O interesse da indústria automobilística em projetar freios menos ruidosos vem incentivando pesquisas na área de acústica e vibração. A compreensão de um dos principais fenômenos de excitação de vibração em sistemas com atrito, o stick-slip, é de grande importância para o aprofundamento desses estudos, que muitas vezes não consideram uma fonte de excitação bem definida e realimentada, recorrendo a excitações impulsivas ou com frequências aleatórias. O stick-slip é uma vibração auto-excitada que pode ocorrer em um corpo fixo que se atrita com outro corpo que está em movimento, fundamentada na diferença entre o coeficiente de atrito estático e dinâmico. Tendo em vista a aplicação da excitação por stick-slip em vibrações em sistemas de freio, equacionamentos analíticos são propostos nesse trabalho tendo a dificuldade incrementada gradualmente. Um estudo dos efeitos do amortecimento em sistemas com stick-slip é também proposto, apresentando um comportamento que difere de sistemas mecânicos sem realimentação. Com o objetivo de se avaliar esses métodos, realizam-se simulações numéricas e um experimento, que se utiliza de materiais de atrito e disco empregados em freios. Os resultados demonstram a compatibilidade das simulações numéricas e os dados obtidos experimentalmente, o que comprova que os métodos podem ser usados na simulação do problema / Abstract: Interest of the automotive industry in designing quieter brakes has encouraged the researches in the fields of acoustics and vibration. Understanding one of the main phenomena of vibration excitation in systems with friction, stick-slip, is crucial to a deeper study. Many a time these studies do not consider a well-defined and fed back source, falling back on impulsive and random excitations. The stick -slip is a self-excited vibration that may occur when a static body rubs against a dynamic one. It is based on the difference between the static and dynamic friction coefficients. Considering the stick-slip excitation in the braking system vibration, analytical equations with continuous incremental difficulties are proposed herein. A study of the effects of damping in stick -slip systems is also proposed, presenting a kind of behavior that is different from that of mechanical systems without feedback. In order to evaluate these methods, an experimental or sometimes numerical simulation is conducted using friction material and discs used in braking systems. The results are in agreement with the experimental data, proving that the methods can be used in simulations of problems / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia, Marcelo de Carvalho Reis / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bavaresco_VanessaPetrilli_D.pdf: 14276021 bytes, checksum: d5ab24900afcc34fe160b1d9a55fa2bd (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O desenvolvimento de próteses articulares com superfície complacente, capaz de favorecer ou permitir a lubrificação entre os componentes das juntas artificiais, como acontece nas juntas naturais, vem despertando grande interesse visto que diminui o coeficiente de atrito entre as superfícies, favorecendo o deslizamento entre as mesmas e minimizando o desgaste. A proposta deste trabalho foi estudar e melhorar as propriedades mecânicas de hidrogéis poliméricos de poli (metacrilato de 2-hidroxietila) (pREMA) e poli (álcool vinílico) (PVA) reconhecidamente utilizados no estudo de reparadores da cartilagem articular natural. Para tanto foram obtidos copolímeros de pREMA e n-vinil pirrolidona (NVP) (polímero hidrofílico de reforço) variando-se a concentração de agente de reticulação e blendas de poliHEMA com o copolímero poli(metacrilato de metila-co-ácido acrílico) (75:25) enquanto que, os hidrogéis a base de poli (álcool vinílico) foram reticulados com radiação ionizante de feixe de elétrons. O estudo envolveu a caracterização térmica, mecânica e morfológica desses materiais bem como sua caracterização quanto ao desgaste em um equipamento do tipo PIN-ON-DISK com uma contra-superficie de metal em condições próximas à fisiológica com movimento relativo rotativo e, ainda, com movimento recíproco ou alternado / Abstract: There is an increasing interest in the development of soft layered articular prostheses, which favour sliding between components, as natural joints do, thus reducing contact stresses and wear. The purpose of this work was to characterize and improve the mechanical properties of poly (2-hydroxyethyl metacrylate) (pHEMA) and polyvinyl alcohol (PVA) hydrogels. These hydrogels are extensively studied for articular cartilage repair. Samples of pHEMA and n-vinyl pirrolidone (NVP) copolymers with different amounts of trimethylol propane trimethacrylate (TMPTMMA) crosslinking agent, and samples of pHEMA/poly (methyl metacrylate-co-acrylic acid) blends were prepared by thermal polymerization. Additionally, PVA based hydrogels were prepared by means of electron beam ionizing radiation. Hydrogel samples were characterized by indentation creep test, equilibrium water content (EWC) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The tribological characterization of hydrogels was performed under nearly looading physiological conditions at room temperature on a pin-on-disc equipment, Plint TE67, using a stainless steel 316L disc counter surface / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Este trabalho tem por objetivo comparar o estado da distribuição das tensões residuais nas juntas soldadas dos tubos de aço API 5L X65 pelo processo de fricção no estado sólido, realizada na máquina MASF 1500, com a junta soldada pelo processo convencional por arco elétrico GTAW (gas tungsten arc welding). Também foram realizados ensaios de macrografia e micrografia conjuntamente com a análise das microestruturas, e três perfis de microdureza para cada junta de ambos os processos de soldagem, verificando o comportamento de microdureza em diferentes regiões da solda. Adicionalmente, foi realizado o ensaio de composição química para a liga de aço API 5L X65. Os resultados mostraram que cada processo induz a diferentes estados de distribuição das tensões residuais. A soldagem por fricção resultou em uma microestrutura mais grosseira, aumento da microdureza e menores estados de distribuição das tensões residuais na linha central da solda. Já a soldagem por fusão resultou em maior heterogeneidade da microdureza na linha central da solda, um maior estado de distribuição das tensões residuais e formação de porosidade na seção transversal da junta soldada. / The objective of this work is to compare the state of the residual stress distribution in welded joints in API 5L X65 steel tubes by the solid-state friction process performed on the MASF 1500, with the joint welded by the conventional gas tungsten arc welding (GTAW). Macrography and micrography tests were also carried out in conjunction with microstructure analysis and three microhardness profiles for each joint of both welding processes. In addition, the chemical composition test for API 5L X65 steel alloy was performed. The results showed that each process induces different states of residual stress distribution. Friction welding resulted in a coarser microstructure, increased microhardness and lower states of residual stress distribution in the weld center line. However, fusion welding resulted in greater heterogeneity of the microhardness in the weld centerline, a higher state of residual stress distribution and porosity formation in the welded joint cross section.