Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-09-15T13:03:07Z No. of bitstreams: 1 DissPAFB.pdf: 2674729 bytes, checksum: fbbf96392e4ce675814ed1c32c1bacfb (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:30:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPAFB.pdf: 2674729 bytes, checksum: fbbf96392e4ce675814ed1c32c1bacfb (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:30:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPAFB.pdf: 2674729 bytes, checksum: fbbf96392e4ce675814ed1c32c1bacfb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T18:30:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissPAFB.pdf: 2674729 bytes, checksum: fbbf96392e4ce675814ed1c32c1bacfb (MD5) Previous issue date: 2015-02-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / One of the main considerations in selecting materials to manufacture aircraft structures is related to weight saving [1]. In this context, the promising aluminum-lithium alloys have been receiving special attention in aerospace applications due to its attractive combination of low density, high specific strength and corrosion resistance [2-5]. Due to difficulties joining these alloys by conventional welding processes associated to their high thermal conductivity and low melting temperature, solid-state joining technologies emerge as great possibilities to simultaneously solve problems of solidification defects and increasing weight. The feasibility of Friction Spot Welding (FSpW) in joining sheets of lightweight material (e.g. aluminum alloys) places this technology as a potential replacement to the spot-like joint processes, as resistance spot welding (RSW) and laser spot welding (LSW), for application in automotive and aerospace industries [6-8]. In this work, the influence of hook defect on the lap shear strength (LSS) of AA2198-T8 friction spot welds was studied. The effects of process parameters was evaluated in terms of LSS and related to the microstructural configurations. The values of hook length measurements and the LSS were used as response in optimization process developed using the statistical tool of DoE technique with Taguchi Method. Finally it was possible to compare the hook behavior with lap shear strength results. The higher influence on the weld performance was exerted by plunge depth whereas rotational speed was found to be a less significant parameter. Through the minimization of the hook defect, a beneficial response on the weld performance was observed, which was associated to the absence of a potential site for crack nucleation. In spite of inherent discontinuities, promising results were found for aluminum joints for aerospace applications. / Uma das principais considerações na seleção de materiais para a fabricação de estruturas de aeronaves está relacionada à redução de peso [1]. Neste contexto, ligas de alumínio-lítio têm se destacado em aplicações aeroespaciais devido à sua atraente combinação de propriedades como baixa densidade, alta resistência específica e resistência à corrosão [2-5]. Devido às dificuldades para união destas ligas por processos convencionais de soldagem associadas às altas condutividades térmicas e baixas temperaturas de fusão, tecnologias de soldagem no estado sólido emergem com grande potencial para simultaneamente reduzir os defeitos de solidificação e aumento de peso. A viabilidade da Soldagem por Fricção por Ponto (do inglês – Friction Spot Welding – FSpW) para unir chapas de materiais leves posiciona esta tecnologia como potencial substituta para os processos de união por ponto, como soldagem por resistência (RSW) e soldagem a laser (LSW), para aplicação nas indústrias automotiva e aeroespacial [6-8]. O presente trabalho visou estudar a influência do defeito de cunha na resistência ao cisalhamento (RC) das juntas da liga de alumínio 2198-T8 fabricadas por FSpW. O efeito dos parâmetros de processo foi avaliado em relação à RC e relacionado com as configurações microestruturais. Os valores de comprimento de cunha e RC foram utilizados como resposta no processo de otimização desenvolvido utilizando-se a ferramenta estatística de planejamento de experimentos com o Método de Taguchi. Por fim, foi possível comparar o comportamento da cunha com os resultados de RC. A maior influência sobre o desempenho de solda foi exercida pela profundidade de penetração enquanto a velocidade de rotação foi um parâmetro menos significativo. Com a minimização da cunha obteve-se uma resposta benéfica no desempenho de solda, o que foi associado à ausência de uma região potencial para a nucleação de trincas. Apesar de descontinuidades inerentes, resultados promissores foram encontrados para juntas de alumínio para aplicações aeroespaciais.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2223950 bytes, checksum: 585473348fd57251708f0ba93240c53b (MD5) Previous issue date: 2008-10-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The presented work consists of a study for observation of the martensite kept in the transformation of martensite phase - austenite in a alloy of Ni - Al - V, with memory shape effect, into, a room temperature. We defined that the alloy with composition the 3,5% (in weigh) of nickel, presents better results when happens successive loading and downloading cancel though, 3,0% of deformation into a room temperature, back to austenite phase after retreat the load. Above 3,0% of deformation became evident the appearance of retrain martensite. For her identification it was necessary the development of on equipment to traction, as well as bodies of proofs dimensioned for that. The analyses were done through X rays diffraction of optical microscopy and rehearsal of traction. / O trabalho apresentado consta de um estudo para observação da martensita retida na transformação de fase de martensita austenita em uma liga de Ni Al V, com efeito de memória de forma, a temperatura ambiente. Definimos que a liga com composição 3,5% (em peso) de níquel, apresenta melhor resultado quando submetida a carregamento e descarregamento sucessivos; chegando a 3,0% de deformação a temperatura ambiente, retornando ao estado austenítico depois de retirada a carga. Acima de 3,0% de deformação, evidencia-se o surgimento de martensita retida. Para sua identificação, foi necessária a confecção de um equipamento para tracionar, como também corpos de prova dimensionados para tanto. As observações foram realizadas através de análises de raios X, microscopia ótica e ensaios de tração.

Na presente dissertação foram investigadas as propriedades mecânicas e microestruturais, antes e após o processo de soldagem, dos aços ZSTE380 e DOGAL800, que são aços de alta resistência e baixa liga (ARBL), além do aço convencional ZAR230. O principal objetivo do trabalho foi avaliar possíveis modificações nessas propriedades e verificar a possibilidade de substituir o aço convencional por um dos aços ARBL. Por serem mais resistentes os aços ARBL podem ser usados em elementos estruturais menos robustos, o que reduz o peso e a emissço de gases poluentes dos veículos. Primeiramente, verificaram-se diferentes extensões da zona termicamente afetada para os três aços soldados, onde é observada a maior extensão no DOGAL800 e a menor no ZAR230. A análise microestrutural revelou o crescimento do tamanho de grão austenítico em relação ao metal base nessa região para os aços ZSTE380 e DOGAL800, gerando um pronunciado aumento da resistência devido à transformação martensítica. O caso mais marcante ocorreu no DOGAL800, em cuja zona termicamente afetada observou-se a formação de martensita de baixo carbono, que é uma fase dura do aço, porém de baixa ductilidade. Os perfis de microdureza indicaram que não houve uma alteração significativa na dureza da zona termicamente afetada no ZAR230, enquanto que para o DOGAL800 observa-se um considerável aumento na mesma, confirmando a formaçao de martensita. Os limites de escoamento determinados pelos ensaios de tração não apresentaram diferenças significativas entre os corpos de prova com e sem solda se analisados de forma global, porém um ensaio de microtração, isso seria revelado. Contudo, nos ensaios de fadiga dos corpos de prova sem solda observou-se uma maior resistência à fadiga para os aços DOGAL800 e ZSTE380 em relação ao ZAR230. Após o processo de soldagem, os aços ARBL apresentam uma significativa redução da resistência a fadiga, estando abaixo da resistência à fadiga do ZAR230 para ensaios acima de um milhão de ciclos. Os resultados apresentados são explicados com base na relação entre as características microestruturais e propriedades mecânicas dos aços antes e após a soldagem. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-21T16:18:45Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Felipe Perini.pdf: 4638294 bytes, checksum: 04b47e3d737143948a0776e96d6588a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-21T16:18:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Felipe Perini.pdf: 4638294 bytes, checksum: 04b47e3d737143948a0776e96d6588a1 (MD5) / In the present work we investigated the mechanical and microstructural proprieties of the ZSTE380 and DOGAL800 high strength low alloys steels (HSLA), comparing to the conventional ZAR230 steel, before and after welding. The main purpose is to detect possible modifications on these steels during the welding process, and to verify the possibility of replacing the conventional ZAR230 steel by one of the HSLAs. Since HSLA steels possess higher mechanical resistance, they can be used in less robust structures, which reduce the weight of the automobiles, and consequently reduce the emission of pollutant gases. We observed different extensions of the heat-affected zone for the three welded steels, with a higher extension in the DOGAL800 and the smaller extension in the ZAR230. Microstructural analysis revealed austenite grain growth in the heat-affected zone, in relation to the base metal in this region for the steels ZSTE380 and DOGAL800, becoming a remarkable increase of resistance due to martensite transformation. The most remarkable case happened in the DOGAL800, where we observed formation of low carbon martensite in the heat-affected zone, being this a harder phase of the steel, but with low ductility. The microhardness profiles indicated that it did not happen a significant change in hardness of the heat-affected zone of the ZAR230, while for the DOGAL800 it is observed a considerable increase in hardness, corroborating the hypothesis of martensite formation. The yield strength obtained form stress-strain curves didn?t revealed any significant differences between welded and without weld samples, if analyzed in a global way, but in a microtensile test, it would be reveled. The samples without weld submitted to the high-cycle fatigue test presented different fatigue resistance, where the DOGAL800 showed the greatest fatigue resistance, followed by the ZSTE380 and finally the ZAR230. However after the welding process we observed a significant reduction in the fatigue resistance of the HSLA steels, even below the ZAR230 resistance for tests above 1 million cycles. The results were explained relating the microstructure properties and the mechanical properties of the three steels, before and after welding.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CleysyvanSM_DISSERT.pdf: 1173359 bytes, checksum: 82a094c436e4d9b81948c390ed5d9ed1 (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Chitin-binding vicilins from legume seeds (Erythrina velutina. Canavalia ensiformes and Phaseolus vulgares) were isolated by ammonium sulfate followed by affinity chromatography on a chitin column. Effect of these vicilins on female adults of Ceratitis capitata was examined by bioassay and in a semi-field assay model. Mechanism of action of the vicilins was determined by in vivo digestibility and chitin affinity. Among the tested vicilins, E. velutina when added to diet caused strong effect on mortality at 10% dose. This insecticidal property was tested in a semi-field assay which showed the same effect observed in laboratory conditions, where doses of 10% and 15% were lethal to female adults of C. capitata. These deleterious effects were not only associated to the binding to chitin structures present in peritrophic membrane, but principally to its low digestibility in the C. capitata digestive tract. This fact was confirmed because chiting binding proteins as WGA and the other tested vicilins were not toxic to female adults of C. capitata due susceptibility of these proteins to digestive enzymes of the insects. By other side EvV was more resistant to digestive enzymes, causing deleterious effects on female adults of C. capitata. These results showed that EvV may be part of the pest management programs or an alternative in plant improvement program in the population control of this fruticulture pest / Vicilinas ligantes a quitina de sementes de Erythrina velutina, Canavalia ensiformis e Phaseoulus vulgaris foram isoladas atrav?s de procedimento que consistiu de precipita??o com sulfato de am?nio seguida de cromatografia de afinidade em coluna de quitina. O efeito dessas vicilinas sobre f?meas adultas de Ceratitis capitata foi examinada por bioensaios em condi??es de laborat?rio e por bioensaios em condi??es de semi-campo. O mecanismo de a??o dessas vicilinas foi determinado por um ensaio de digestibilidade in vivo e pela propriedade de liga??o a uma matriz de quitina. Entre as vicilinas testadas, a vicilina de E. velutina foi a ?nica letal, causando mortalidade de 100% quando adicionada ? dieta das moscas das frutas adultas na concentra??o de 10% (p/p). Este efeito inseticida da vicilina de E. velutina foi tamb?m testado em condi??es de semi-campo, onde concentra??es de 10 % e 15% (p/p) de vicilina adicionada ? dieta foram letais para f?meas adultas de C. capitata. Esse efeito delet?rio das prote?nas ligantes ? quitina n?o foi associado somente ? propriedade de liga??o ? quitina, visto que as outras vicilinas, al?m da lectina de g?rmen de trigo (WGA) foram t?xicas quando adicionadas ? dieta das moscas das frutas. Entretanto, a resist?ncia/susceptibilidade dessas prote?nas aos processos digest?rios desses insetos poderia explicar os diferentes efeitos observados. Das prote?nas ligantes ? quitina, apenas aquelas refrat?rias ? a??o das enzimas digestivas nos processos digest?rios teve a??o inseticida. Esses resultados mostraram que vicilina de E. velutina ? um bioinseticida com potencial de uso nos programas de controle de pragas diminuindo a popula??o de moscas das frutas no campo

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndersonFJF_DISSERT.pdf: 1523854 bytes, checksum: fcaa34d5302cf667d8de6933e27ac7c5 (MD5) Previous issue date: 2013-10-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Grains and legume seeds are foods that form the basis of the diets of many cultures around the world, winch contritbute to the daily nutrient requirements of humans. Vicilins (7S globulin) are storage proteins found in legume seeds, and may have an additional function constitutive defense of the embryo against pests and pathogens. In this work the vicilin from Anadenanthera macrocarpa - AmV (red-angico), was purified and partially characterized, its effect on development and larval survival and adult emergence of Callosobruchus maculatus was evaluated by determination of LD50, WD50 and ED50 in system bioassay. Purification of vicilin was initiated by the chitin affinity chromatography and then gel filtration (Superdex 75 Tricorn 10x300 mm) FPLC system followed by reverse phase chromatography (C8 phenomenex) on HPLC system. Bioassays WD50 and LD50 for larvae were 0.32% and 0.33% (w:w) respectively, since the ED50 for adults was 0.096%. The probable mechanism of action was evaluated by testing digestibility of AmV in vitro, and observed for the involvement of two fragments vicilins immunoreactive against polyclonal Anti-vicilin from Erythrina velutina (Anti-EvV) about of 22 and 13 kDa chitin binding. The AmV in its native form has been recognized by the anti-EvV, indicating that there is a conserved region in the vicilin and is probably corresponding to the chitin binding domains. These results point to a new vicilin chitin binding that can subsequently be used as a possible biopesticide protein source, in order to control insect pest C. maculatus and confirm literature findings that demonstrate vicilin in the presence of different kinds of ligands to conserved regions chitin not yet characterized / Sementes de leguminosas s?o alimentos que comp?em a base das dietas de diversas culturas ao redor do mundo, tendo uma importante contribui??o nas necessidades di?rias de nutrientes dos seres humanos. As globulinas 7S (vicilinas) s?o prote?nas de reserva encontradas em sementes de leguminosas, e podem apresentar uma fun??o adicional de defesa constitutiva do embri?o contra pragas e pat?genos. Neste trabalho uma vicilina de Anadenanthera macrocarpa - AmV (Angico-vermelho), foi purificada e parcialmente caracterizada. Seu efeito sobre o desenvolvimento, sobreviv?ncia larval e emerg?ncia dos adultos de Callosobruchus maculatus foram avaliados pela determina??o das LD50, WD50 e ED50 em sistema de bioensaio. A purifica??o da vicilina foi iniciada por cromatografia de afinidade ? quitina e posteriormente em cromatografia de gel filtra??o Superdex 75 Tricorn 10x300 mm no sistema de FPLC, seguida por cromatografia de fase reversa C8 phenomenex em sistema HPLC. Por SDS-PAGE, AmV dissociou-se em quatro subunidades principais com aproximadamente 73, 70, 43 e 41 kDa, e quando submetida ? eletroforese a 12% em condi??es nativas apresentou uma banda ?nica de caracter?stica eletrofor?tica ?cida. Nos bioensaios, a WD50 e a LD50 para as larvas foram de 0,32% e 0,33% (p:p) respectivamente, j? para os adultos a ED50 foi de 0,096%. O prov?vel mecanismo de a??o foi avaliado por ensaios de digestibilidade da AmV in vitro, sendo observado o envolvimento de dois fragmentos de vicilinas imunorreativos contra anticorpo policlonal Anti-vicilinas de Erythrina velutina (Anti- EvV), de aproximadamente 22 e 13 kDa ligantes ? quitina. A AmV na sua forma nativa foi reconhecida pelo anticorpo anti-EvV, indicando que existe uma provavel regi?o conservada nas vicilinas, que pode corresponder ? dom?nios de liga??o ? quitina. Estes resultados apontam para uma nova vicilina que pode vir a ser utilizada como um poss?vel bioinseticida de origem proteica, de maneira a controlar o inseto praga C. maculatus, bem como corroborar com achados da literatura que demonstram em vicilinas de diferentes esp?cies a exist?ncia de regi?es conservadas ligantes ? quitina ainda n?o caracterizados

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-23T13:59:14Z No. of bitstreams: 1 SUELENE SILVA ARAÚJO - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 3709690 bytes, checksum: 1d6f1a6f3675dd7c45fb2cd75c6c92bf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T13:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SUELENE SILVA ARAÚJO - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 3709690 bytes, checksum: 1d6f1a6f3675dd7c45fb2cd75c6c92bf (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / CNPq / Neste trabalho foi avaliado o comportamento dinâmico e a fadiga termomecânica de fios de uma liga com memória de forma (LMF) CuAlNi submetidos a ensaios cíclicos utilizando um analisador dinâmico mecânico (DMA). Assim, foram realizadas análises para determinar a capacidade de amortecimento e o módulo de elasticidade dos fios e adicionalmente a fadiga estrutural sob controle de deformação em modo de flexão simples alternada, a partir da variação da amplitude de deslocamento, para três temperaturas distintas. O comportamento dinâmico revelou uma considerável capacidade de amortecimento dos fios, principalmente durante a transformação de fase martensitica, apresentando um expressivo pico de absorção de energia. Além disso, o módulo de elasticidade (rigidez) apresentado pelos fios revelou a existência de um importante aumento durante a transformação, diferenciando as duas distintas fases. Notou-se também a partir dos resultados dos ensaios de fadiga que as características funcionais dos fios dependem de forma direta da amplitude de deformação imposta, influenciando nos valores de tensão e no tempo de vida dos fios, revelando que a fadiga pode ser considerada de baixo ciclo. / This study evaluated the dynamic behavior and the thermomechanical fatigue of CuAlNi SMA wires subjected to cyclic tests using a DMA device. Therefore, analyzes were performed to determine the damping capacity and stiffness of SMA wires, in addition to structural fatigue under strain control from the amplitude variation at three different temperatures. The evolution of the wire’s behavior has shown a considerable damping capacity, mainly during the martensitic phase transformation, presenting a significant peak of energy absorption. Moreover, the storage modulus (stiffness), revealed a significant increase during transformation, differentiating the distinct phases. It has been also noted, from the results of fatigue tests, that the functional behavior of the SMA wires depend directly on the amplitude of the imposed strain, influencing on the stress values as well as on the wire’s lifetime, revealing that fatigue can be considered of low cycle type.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-27T13:03:39Z No. of bitstreams: 1 ANGELO EMILIAVACA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 5881090 bytes, checksum: 6d09fd532b88ebec2b8684dfb0e6455f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-27T13:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANGELO EMILIAVACA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 5881090 bytes, checksum: 6d09fd532b88ebec2b8684dfb0e6455f (MD5) Previous issue date: 2016-02-04 / CNPq / O desenvolvimento da indústria aeronáutica tem provocado alterações significativas nos conceitos atualmente aplicados em aeronaves, sejam elas para fins civis ou militares. Estas mudanças são, em parte, consequência da conscientização ambiental que tem pressionado as indústrias a produzirem aeronaves mais eficientes e menos poluidoras para continuarem competitivas. O impacto destas mudanças sobre o projeto e construção de aeronaves é a busca incessante por conceitos que aumentem a eficiência das aeronaves em um maior espectro de voo sem impactar a segurança e confiabilidade destes sistemas. Neste contexto surge o conceito de aeronaves adaptativas, capazes de se adaptar ao fluxo por mudanças aerodinâmicas sem comprometer a segurança do voo. Um dos conceitos usados em aeronaves adaptativas é o de asa adaptativa, com possibilidade de variação da curvatura do perfil aerodinâmico, o qual é adotado neste trabalho. Estas estruturas apresentam algumas limitações que ainda precisam ser desenvolvidas, como o sistema de atuação, sistema de controle e mecânica estrutural associada à mudança de forma. Baseado nestes aspectos, este trabalho descreve o desenvolvimento de um novo conceito de asa adaptativa, acionada por atuadores do tipo micromolas de liga com memória de forma (LMF). O protótipo desenvolvido, denominado de SMArt Morphing Wing, teve sua estrutura mecânica construída em polímero ABS por impressão 3D e um sistema de “pele” de recobrimento feito em chapa fina de acetato. O protótipo foi testado em vazio e sob carregamento aerodinâmico em túnel de vento, para avaliar a influência da pele e a resposta dos atuadores de LMF sob carga. Nos testes em vazio foram avaliadas as deflexões angulares máximas do protótipo com e sem pele, enquanto que nos testes sob carregamento aerodinâmico entre 6 m/s e 14 m/s, foram avaliadas as deflexões máximas e as forças de arrasto e de sustentação. Adicionalmente, usando a ferramenta computacional ANSYS® CFD, foram feitas análises teóricas do comportamento aerodinâmico do protótipo na condição mais crítica de deflexão e velocidade. A comparação entre os resultados numéricos e experimentais obtidos em túnel de vento revelaram uma boa concordância, confirmando a eficiência do protótipo desenvolvido. / The development of the aeronautic industry has caused significant changes in concepts currently applied in aircraft either for civil or military purposes. These changes are partly due to environmental awareness that has pushed the industry to produce more efficient and less polluting aircraft to remain competitive. The result of these changes on design and construction of aircraft is the incessant search for concepts that increase the efficiency of aircraft in a broader flight range without impacting on the safety and reliability of these systems. In this context arises the concept of adaptive aircraft, which are able to adapt to the flow of aerodynamic changes without compromising flight safety. One of the concepts of morphing aircraft is the morphing wing, with the possibility of variation airfoil camber, which is used in this work. These structures have some limitations that need to be developed as the actuation system, control system and structural mechanics associated with the shape change. Based on these aspects, this work describes the development of a new concept of adaptive wing, driven by shape memory alloy (SMA) micro coil springs like actuator. The prototype, called SMArt Morphing Wing, had its mechanical structure built in ABS polymer for 3D printing and a system of "skin" made of thin sheet of acetate. The prototype was tested unloaded and under aerodynamic loading on the wind tunnel, to evaluate the influence of the skin and the response of SMA actuators under load. In the no load tests were evaluated the maximum angular deflection of the prototype with and without skin, whereas in tests under aerodynamic loading between 6m/s and 14m/s, the maximum deflection, drag and lift forces were evaluated. Additionally, using the computational tool ANSYS® CFD, theoretical analyses of the aerodynamic behavior of the prototype in the most critical condition deflection and speed they were made. The comparison between the numerical and experimental results obtained in wind tunnel showed good agreement, confirming the efficiency of the developed prototype.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-02T12:34:25Z No. of bitstreams: 1 KeilaBarbosaDaFonseca_DISSERT.pdf: 2585067 bytes, checksum: 7c345a1c9564812393d94e3249bb04c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-02-07T17:59:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 KeilaBarbosaDaFonseca_DISSERT.pdf: 2585067 bytes, checksum: 7c345a1c9564812393d94e3249bb04c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T17:59:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KeilaBarbosaDaFonseca_DISSERT.pdf: 2585067 bytes, checksum: 7c345a1c9564812393d94e3249bb04c4 (MD5) Previous issue date: 2016-06-22 / Utilizar estrat?gias de ensino que promovam uma melhor compreens?o dos conceitos cient?ficos pelos alunos ? um desafio para muitos professores de qu?mica da educa??o b?sica. De acordo com os Par?metros Curriculares Nacionais do Ensino M?dio (PCNEM) no que se refere aos conhecimentos de Qu?mica, o ensino deve proporcionar aos alunos a capacidade de compreender as transforma??es qu?micas de forma ampla e integrada, possibilitando o entendimento dos processos qu?micos e a constru??o do conhecimento cient?fico relacionado com a tecnologia, os impactos ambientais, sociais, pol?ticos e econ?micos. O estudo do conte?do estados f?sicos da mat?ria necess?rio ao entendimento das transforma??es qu?micas, associado a outros conceitos, em muitos casos ? considerado pelos alunos de dif?cil compreens?o. Nessa perspectiva o uso de modelos e analogias como estrat?gias de ensino podem contribuir com a aprendizagem em diversos aspectos, proporcionando em sala de aula momentos de reflex?o, discuss?o e participa??o sobre os fen?menos que comp?e a natureza. O objetivo desse trabalho ? apresentar uma proposta did?tica para abordar o conte?do os estados f?sicos da mat?ria e conte?dos relacionados, utilizando como estrat?gia de ensino modelos e analogias com alunos do ensino m?dio de uma escola p?blica do Munic?pio de Natal-RN. A princ?pio foi elaborado um question?rio aplicado com quinze professores do ensino m?dio da rede p?blica para investigar as principais dificuldades apresentadas por eles sobre o uso de modelos e analogias no processo de ensino e aprendizagem da qu?mica. Ap?s essa an?lise foi elaborada a unidade did?tica que foi aplicada com os alunos da 1? s?rie do ensino m?dio da Escola Estadual Prof. Edgar Barbosa, localizada na cidade de Natal-RN. Para a coleta de dados foi utilizado princ?pios da pesquisa qualitativa fazendo uso de instrumentos como question?rio para avaliar, tanto por professores como por alunos, sobre o conte?do proposto na unidade. Como parte dos recursos utilizados para a coleta de dados tamb?m foi utilizado o di?rio de campo. O resultado preliminar aponta que os professores de qu?mica reconhecem a import?ncia de estrat?gias como modelos e analogias sinalizando como uma das principais vantagens da sua utiliza??o a capacidade de tornar a aprendizagem dos conceitos/conte?dos qu?micos mais significativos, por?m apontam que sentem dificuldade ao trabalhar uma abordagem de ensino diferente da concep??o tradicional. Em rela??o ? aplica??o da unidade did?tica foi poss?vel observar que essa proposta promoveu nos alunos motiva??o no processo de ensino aprendizagem dos conte?dos relacionados a constitui??o da mat?ria, que foi evidenciado atrav?s das atividades realizadas, percebendo, a partir da cria??o de modelos concretos por eles, um maior envolvimento durante a execu??o das atividades. Al?m disso, tamb?m foi elaborado e apresentado mapas conceituais que permitiu verificar quais as rela??es conceituais os estudantes apresentaram ao t?rmino da viv?ncia com a unidade did?tica proposta. / How to use de strategies of teaching that makes a better understanding of scientific concepts by through students is a challenge for many chemistry teachers in the basic education. According to the Par?metros Curriculares Nacionais from High School (PCNEM) about chemistry knowledge, the teaching must to give the student the capacity of comprehension the chemical transformation on a way large and integrated, giving the wisdom from chemical process and the development of scientific knowledge with the technology, the environmental impacts, social, politics and economies. The studying about this subject ?physical states of matter? it?s necessary to the understanding of the chemical transformation, join to the others conceptions in so many cases it is considered by students a hard to understand. In this perspective, the use of ways and analogies like strategies of teaching can contribute with the learning is many aspects, giving a good moments of reflection, discussion and participation about phenomenon that make a nature. Our goal in this work is to introduce a didactic proposal about physical states of matter and related contents, using like strategy from teaching ways and analogies with students from High School of a public school of country from Natal-RN. At the beginning it was made a quiz with fifteen teachers from High School of public school to investigate the main difficult there are by them about the use of forms and analogies in the process of teaching and learning from chemistry. After this analysis it was made the unity didactic that was applied with the students from first years of High School of Escola Estadual Professor Edgar Barbosa, located in Natal city, RN. For data collect it was used principles of qualitative research using the instruments like quiz to evaluate, by teachers and students about the content in the unit. In a part of resources used for date collect also was used the field journal. The preliminary result concerns that the chemistry teachers know the importance of strategies like ways and analogies showing like a main advantages of their using the capacity to become the learning of concepts and content chemical most significant , but showing they?re feeling difficulty in work the teaching approach different of traditional design. In relation to application of didactic unit it was possible to realize this proposal promoted in students motivation in the teaching-leaning process of related contents about matter constitution, which was evidenced through by performed activities, also we can see the creating concrete models enabled a greater involvement of students besides that, the elaboration and presentation of conceptual maps for them allowed also check the established relationships about concepts covered through this didactic proposal.

Esta dissertação apresenta um estudo da modelagem de experimentos aplicados a um processo industrial de tratamento térmico. A motivação deste trabalho surgiu diante das dificuldades associadas aos processos de recozimento industrial de aços do tipo baixa liga, na tentativa de encontrar temperaturas nas quais as durezas superficiais dos aços atingissem valores suficientemente baixos, adequados para etapas posteriores de fabricação, em especial a usinagem. Inicialmente forem realizados diversos experimentos com diferentes aços, onde a dureza superficial é obtida em função da temperatura de recozimento e dos teores de carbono e silício das amostras utilizadas. Em seguida propôs-se um modelo quadrático para modelar a dureza superficial como função dessas três variáveis. A estimação de parâmetros do modelo proposto foi realizada com o emprego do algoritmo Simulated Annealing, uma meta-heurística para otimização global que procura imitar o processo de recozimento de um material sólido. Finalmente, usando-se o modelo proposto, foi resolvido o chamado problema inverso, o qual consiste na estimação da temperatura de recozimento em função dos teores de carbono e silício e da dureza desejada. / This dissertation presents a study for experiments modeling applied for a heat treatment industrial process. The driving force to this work have raised from usual difficulties while low-alloy steels annealing industrial processes get on, trying to find out temperatures which the superficial hardness measurements reaches low values enough and suitable for the following stages, in special focus, the machining. At the first time, some experiments have been done with several steel grades, where superficial hardness is achieved as a function by annealing temperature, percent carbon content and percent silicon content of the samples. There was purposed a quadratic model for modeling the hardness as a function of that three parameters. The parameter estimation of the purposed model was done by the simulated annealing algorithm, a metaheuristic for global optimization which can be as the same as annealing of a solid material. Starting at the purposed model, the inverse problem was solved, where the estimated annealing temperature was achieved by the carbon and silicon percent contents and the suitable hardness.

Utilizando métodos de primeiros princípios, baseados na Teoria do Funcional da Desidade, investigamos, de forma sistemática, problemas de interesse na física de semicondutores: (i) A liga SixGe1-x: observa-se um pequeno desvio da linearidade, para o parâmetro de rede da liga, em função da concentração, sendo que as distâncias entre átomos de Ge são as que mais variam. O comportamento de vacâncias nessa liga se mostrou intermediário entre o Ge e o Si, e a energia de formação (EF) das vacâncias variou entre 2,06 eV e 2,90 eV, dependendo da vizinhança dessa. Propusemos um modelo para a difusão de Ge nessa liga. O fato das vacâncias com mais átomos de Ge como vizinhos ter menor energia de formação, faz com que a difusão das vacâncias se dê por caminhos lembrando o Ge puro, ou seja, a tendência será de que os vizinhos dessa vacância sejam de Ge, para ligas ricas em Ge; (ii) Superfícies: estudamos a adsorção de monômeros e dímeros de Ge sobre Si (100). Verificamos que, para monômeros, podem existir diversos mínimos locais da superfície de energia potencial para a mesma posição (x, y) na superfície, cuja diferença está na inclinação dos dímeros da superfície perto deste átomo. Mostramos que isso pode ser identificado em imagens teóricas de STM (Scanning Tunelling Microscopy) e propomos que isso seja verificado experimentalmente. Este tipo de efeito também ocorre com dímeros, sendo que isso já foi observado experimentalmente, mas com uma interpretação errônea. Através do nosso estudo podemos propor uma estrutura mais condizente com as imagens experimentais. O comportamento de átomos e dímeros de Si e Ge perto de degraus também foi analisado. Devido à diferença no parâmetro de rede do Si e do Ge, mostramos que a adsorção se torna diferente quando somente dois átomos estão na superfície. Através desses resultados, propomos um modelo para explicar a reversão da rugosidade dos degraus durante o crescimento de Ge sobre Si(100); (iii) Impurezas de Mn em Si: analisamos o comportamento de impurezas de Mn no cristal de Si e sobre a superfície. No cristal, observamos que a EF de sítios intersticiais é menor do que os sítios substitucionais. Sobre a superfície, existe um sítio substitucional que possue a mesma EF de um sítio intersticial. Esse é um fato importante para o desenvolvimento de semicondutores ferromagnéticos à base de Si. Propomos um método para que esse fato seja verificado experimentalmente, através de imagens de STM. / Using ab initio methods, based on Density Functional Theory, we have systematically investigated problems of interest for semiconductor physics: (i)The SixGe1-x alloy: we observe a small bowing in the lattice parameter, as a function of concentration, and that a larger variation in interatomic distances occurs for Ge-Ge bonds. The behavior of vacancies in this alloy is intermediate between Si and Ge, with formation energies (EF) varying from 2,06 eV to 2,90 eV, depending on the neighborhood of the vacancy. We propose a model for the diffusion of Ge in this alloy. As the vacancy with four Ge atoms as first neighbors hás smaller formation energy, the diffusion of the vacancies Will take place along paths that resemble purê Ge, for Ge-rich alloys; (ii)Surfaces: we study the adsorption of Ge monomers and dimers on Si(100). For monomers, there are several local mínima of the potential energy surface, for the same (x, y) position in the surface, depending on the buckling of the surface dimers near the adatom. We show that this can be identified in theoretical STM (Scanning Tunelling Microscopy) images. This kind of effect also occurs for dimers, and hás already been observed experimentally, but with a wrong interpretation. Through our study, we propose a new structure for the experimental images. The behavior of Si and Ge atoms and dimers near steps is also analyzed. Due to the differencein the lattice parameter of Si and Ge, we show that the adsorption becomes different when only two atoms are in the surface. Through these results, we propose a model to explain the reversion of step roughness due to Ge deposition on Si(100); (iii)Mn impurities in Si: we analise the behavior of Mn impurities in bulk Si ando n the surface. For the bulk, we observe that EF is lower for intersititial than for substitutional sites. On the surface, there is a substitutional site that hás the same EF AS A INTESTITIAL ONE. This fact may be important to the development of Si based ferromagnetic semiconductors. A method is proposed to verify this fact experimentally, through STM images.