Este trabalho apresenta duas técnicas de ensaios não-destrutivos por ultra-som realizados em um tanque com água para determinar as constantes elásticas de materiais compostos de fibra de vidro/epóxi. A primeira técnica é a transmissão direta utilizando um par de transdutores. A segunda é a técnica de pulso-eco, utilizando um único transdutor. A água do tanque atua como um acoplante para transferir a energia mecânica do transdutor para a amostra. Como o transdutor não fica em contato direto com a amostra, pode-se garantir um acoplamento constante. O sistema de medição dota de um dispositivo que permite medir a velocidade da onda elástica sob diferentes ângulos de incidência, através da rotação manual da amostra. Devido ao fenômeno de conversão de modos com incidência oblíqua na interface amostra-água, ensaios por ultra-som em tanques com água fornecem as informações necessárias para o cálculo das constantes elásticas em amostras de materiais anisotrópicos, numa dada direção, a partir das medições das velocidades longitudinal e de cisalhamento. Numa dada direção de propagação em um meio anisotrópico, existem três ondas elásticas distintas: uma longitudinal e duas de cisalhamento. Se as constantes elásticas do material são conhecidas, é possível obter as três velocidades em uma dada direção bastando resolver a equação de Christoffel. Invertendo a equação de Christoffel, obtém-se as constantes elásticas a partir das velocidades medidas em uma dada direção. Os experimentos são realizados com amostras de fibra de vidro/epóxi unidirecionais e bidirecionais, utilizando transdutores com freqüências de 0,5 MHz, 1 MHz e 2,25 MHz. Os resultados experimentais obtidos utilizando ambas as técnicas são comparados com um modelo denominado “Regra das Misturas" e com resultados da literatura. / In this work, two ultrasonic non destructive techniques were implemented in a water tank and used to determine the elastic constants of glass-epoxy composites samples. The first is the through-transmission technique implemented with a pair of ultrasonic transducers. The second is the back-reflection technique that uses a single transducer in pulse-eco mode. The water acts as a couplant and transfers the mechanical energy from the transducer to the sample. As the transducer is not in direct contact with the sample, we can guarantee a good coupling with the immersion technique. With the system device, it is possible to measure the velocities of the elastic waves in different angles by manually rotating the sample. Due to wave mode conversion phenomenon at the sample-water interface with oblique incidence, ultrasonic immersion testing provides information to calculate the elastic constants of the specimen by measuring longitudinal and shear wave speeds. There are three different modes of waves, one longitudinal and two shear waves, for any given direction of propagation in an anisotropic medium. If the elastic constants of a medium are known, it is possible to obtain the three wave speeds in particular propagations directions by solving the Christoffel equation. Inverting the Christoffel equation, it is possible to obtain the elastic constants from the measured wave speed in several specific directions of the anisotropic material. Measurements were carried out on unidirectional and bidirectional glass-epoxy composite samples, using transducers with central frequency of 0.5 MHz, 1 MHz, and 2.25 MHz. The experimental results obtained with both techniques are compared with a model denominated “Rule of Mixture" estimation and with the literature.

Orientador: Maria Helena Robert / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-11-08T18:37:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Delbin_Daniel_M.pdf: 8551361 bytes, checksum: 770e9d00eeb959cc6e40cf3f314faa4e (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho é estudada a viabilidade de produção de esponjas metálicas pela conformação de pasta tixotrópica da liga A2011, sobre camada de agente bloqueador (NaCl) posteriormente removido para formação da porosidade. Investiga-se a influência da temperatura de tratamento térmico, para obtenção da pasta semi-sólida, e da granulometria do agente bloqueador, na estrutura formada do material celular (aspecto geral, caracterização qualitativa e quantitativa dos poros, microestrutura da parede celular e densidade) e nas características de processo (forças de tixoforjamento e capacidade de penetração da pasta). São produzidos cilindros de material poroso metálico tipo sanduíche, compostos de camada porosa entre camadas maciças da liga, com três diferentes classes de porosidade: fina, média e grosseira. As esponjas foram submetidas à tomografia computadorizada e à análise metalográfica para sua caracterização estrutural. Os resultados obtidos mostram a viabilidade de obtenção de esponjas metálicas utilizando a tecnologia de semi-sólidos e o tipo de bloqueador utilizado. O sucesso do processo depende da fração líquida presente na pasta metálica tixotrópica, reduzida fração líquida pode resultar em incompleta infiltração e compressão das partículas do agente bloqueador. Nas condições analisadas a granulometria do agente bloqueador não teve influência sensível na qualidade do produto. A densidade do material poroso aumenta com o aumento da temperatura de processo, devido ao aumento da espessura de paredes metálicas na estrutura porosa / Abstract: The work analyses the possibility of the production of cellular material by pressing the A2011 alloy in the thixotropic semi-solid state, into a space holder pre-form. Space holder particles used are NaCl, which are removed from the product after the forming operation, resulting the porous material. It is investigated the influence of the thixoforming temperature and the size of space holder particles, in the structure of the obtained porous material (general aspect, quantitative and qualitative characterization of porosity, microstructure of cell walls and density of the product), as well as in the processing characteristics (required forces for infiltration, penetration ability of the slurry in the salt pre-form). Cylindrical samples, sandwich type, with a porous layer inserted between layers of compact alloy are produced, presenting three different ranges of porosity. The cellular material obtained contains opened porosity, being characterized as sponge. Products were analyzed by tomography and metallographic techniques. Results show that the proposed process is able to produce acceptable porous material, with a simple and low cost technique. The quality of the product depends rather on the processing temperature than on the size of space holder particles. Low liquid fraction in the thixotropic slurry can lead to incomplete infiltration and deformation of the pre-form. In the analyzed conditions, influence of the size of space holder particles could be observed neither in the processing ability nor in the quality of the product. Density of produced porous material increases as processing temperature increases, due to the increase of thickness of cell walls / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-03T12:25:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoInfluenciaResiduos.pdf: 8738210 bytes, checksum: d5cf63d0ed632adaf6e82096182a2c4e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-07T16:41:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoInfluenciaResiduos.pdf: 8738210 bytes, checksum: d5cf63d0ed632adaf6e82096182a2c4e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T16:41:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoInfluenciaResiduos.pdf: 8738210 bytes, checksum: d5cf63d0ed632adaf6e82096182a2c4e (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho foram confeccionadas placas de matriz de poliéster insaturada isoftálica puras, compósitos com fibras vegetais (sisal, malva e juta), compósitos com resíduos industriais (lama vermelha, caulim e cinzas) e compósitos híbridos com resíduos e fibras. Os resíduos foram utilizados com granulometria inferior a 100 mesh e as fibras nos comprimentos de 15 mm, dispostas randomicamente dentro da matriz. As fibras foram caracterizadas quanto às suas propriedades físicas, mecânicas e morfológicas. Os compósitos foram confeccionados pelo processo manual (hand lay-up) na forma de placas retangulares em molde metálico e prensados. Variaram-se as proporções das frações mássicas dos resíduos em 10 % até a saturação dentro da matriz, a fração mássica de fibras foi fixada em 5 %. Os compósitos foram caracterizados fisicamente (porosidade aparente, absorção de água e massa específica aparente), mecanicamente (tração, flexão e impacto), termicamente (termogravimetria - TGA), mineralogicamente (difração de raios-X - DRX), retardância à chama e morfologicamente (microscopia eletrônica de varredura - MEV). Constatou-se que com a inserção de resíduos e fibras nos compósitos houve incremento das suas propriedades físicas, mecânicas, térmicas e resistência a chama. As propriedades físicas de porosidade aparente, absorção de água e massa específica aparente aumentaram significativamente (6,7 % a 33 %) com a adição dos constituintes (resíduos e fibras). Nos compósitos somente com fibras e nos compósitos de (10 %) resíduos com fibras houve aumento (15 % a 95 %) de suas resistências mecânicas (tração, flexão e impacto). Evidenciou-se uma melhora na estabilidade térmica (10 % a 50 %) dos compósitos com adição dos resíduos. Somente os compósitos com lama vermelha apresentaram uma capacidade de retardo de chama, obtendo classificação V-2 de acordo com a norma UL-94. As análises morfológicas das superfícies de fraturas foram eficientes na identificação dos mecanismos de falhas e características presentes nos materiais. Os compósitos confeccionados apresentaram boas propriedades, o que os torna bons candidatos a certos tipos de aplicações, tais como painéis, forros, paredes divisórias e portas internas, revestimento interno de automóveis, calhas residenciais e outros tipos de aplicações desta natureza, respeitando as características de aplicações destes materiais. / In this work, it was produced pure isophthalic unsaturated polyester matrix boards, composites with vegetable fibers (sisal, mauve and jute), composites with industrial waste (red mud, kaolin and ash) and hybrid composites with fibers and waste. The residues were used with a particle size less than 100 mesh and in fiber lengths of 15 mm arranged randomly within the matrix. The fibers were characterized considering their physical, mechanical and morphological properties. The composites were manufactured by a manual process called (hand lay-up) in the form of rectangular plates in metal and pressed mold. The proportions of the mass fractions of waste have varied by 10 % until saturation within the matrix, the mass fraction of fibers was fixed at 5 %. The composites were characterized physically (porosity, water absorption and bulk density), mechanically (tensile, bending and impact), thermally (thermogravimetry - TGA), mineralogically (diffraction of rays-X - DRX), flame retardance and morphologically (scanning electron microscopy - SEM). It was found with the insertion of waste and fibers in the composites, an increase of its physical, mechanical, thermal properties and flame resistance. The physical properties of porosity, water absorption and bulk density has increased significantly (6,7 % to 33 %) with the addition of constituents (residues and fibers). There was an increase (15 % to 95 %) in mechanical strength (tensile, bending and impact) of fiber composites and waste (10 %) composites with fibers. It was evident an improvement in thermal stability (10 % to 50 %) of composites with inclusion of waste. Only the red mud composites have presented a flame retardant ability, obtaining V-2 classification according to UL-94 standard. Morphological analysis of fracture surfaces was efficient in identifying the failure mechanisms and features present in the material. The composites manufactured in this study have resulted in materials with good properties, which makes them feasible candidates for certain types of applications such as panels, liners, partitions and internal doors, an inner lining of automobiles, residential rails and other applications of this nature, respecting the characteristics of these materials.

Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Resumo: A utilização de materiais compósitos em componentes do setor aeronáutico vem crescendo muito nos últimos anos. Isso se deve ao fato destes materiais apresentarem boas propriedades mecânicas, aliadas a sua baixa massa específica. Dentre estes, os laminados metal fibra, são uma classe de materiais que vem ganhando destaque. Contudo seu emprego na maioria dos casos, requer a confecção de furos, algo que é muito complexo e pode causar danos ao material. Portanto, o objetivo desta pesquisa foi estudar o processo de furação em cheio de um laminado de metal fibra de alumínio 2024-T3/epóxi/fibra de vidro apoiado no alumínio 7075, aplicando diferentes parâmetros de usinagem para avaliar a influência na qualidade dos furos e o desgaste das ferramentas, correlacionando com a potência consumida, vibração, força de avanço, variações dimensionais nos furos e alteração das propriedades mecânicas do material. Para tal, o material foi processado via moldagem por compressão a quente e caracterizado por meio dos ensaios de cisalhamento interlaminar (ILSS), cisalhamento por compressão (CST) e Lap shear. Posteriormente, foram realizados processos de furação utilizando 4000, 6000 e 8000 rpm, bem como avanços de 0,05; 0,1 e 0,2 mm/rot. Após a análise dos resultados, pode-se concluir que os parâmetros influenciaram nos dados de potência, vibração e força de avanço, bem como houve variação significativa nos diâmetros obtidos, sendo que o melhor resultado ocorreu para combinação de 6000 rpm com 0,05mm... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of composite materials in aeronautical components has been increased in the last years. This is due to these material presente good mechanical properties, allied with low specific mass. Among them, the fiber metal laminated (FML) are a class of materials that has been gaining prominence. However, its use in most cases requires the drilling of holes, which is very complex and can cause damage to the material. Therefore, the objective of this research was to study the conventional drilling process in aeronautical aluminum structures reinforced with fiber metal laminates. Applying different machining parameters, to evaluate the delamination and the wear tools, correlating with the power consumed, vibration, advance force, dimensional variations in the holes and variation of the mechanical properties on material. For this, the material was processed by hot compression molding and characterized by interlaminar shear stress (ILSS), compression shear test (CST) and Lap-shear. Afterwards, drilling processes were carried out using 4000, 6000 and 8000 rpm, as well as an advance of 0.05; 0.1 and 0.2 mm / rot. After the analysis of the results, it was possible to conclude that the parameters influenced the data of power, vibration and force of advance, as well as there was significant variation in the diameters obtained, being the best result occurred for a combination of 6000 rpm with 0,05mm / rot. It can also be stated that there is a tendency of shear strength of the Lap Shear... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A localização do Pólo Gesseiro do Araripe é muito privilegiada. Situado no alto Sertão do Estado de Pernambuco, dista cerca de 800 km de 8 importantes capitais do Brasil (Recife, Salvador, Fortaleza, Aracaju, Maceió, João Pessoa, Natal e Teresina), gera 13200 mil empregos diretos e 66 mil indiretos que fazem do Pólo Gesseiro do Araripe um importante pólo de atividades sócio-econômicas da Região Nordeste. No Brasil, métodos produtivos e construtivos tradicionais estão sendo substituídos gradativamente pelos sistemas industrializados de construção. Este trabalho teve o objetivo de desenvolver um processo produtivo para obtenção de um novo material compósito do tipo gesso-polímero, com alta resistência mecânica e à umidade. Com esse propósito foram investigadas condições de temperatura, pressão e tempo, necessárias à obtenção de um compósito que servirá para fazer do gesso um material de revestimento externo, hidrófobo e com reduzida produção de rejeitos sólidos durante o transporte e sua aplicação. O monômero utilizado para os testes experimentais foi o estireno pela relativa disponibilidade de mercado. O compósito produzido foi obtido por polimerização em massa do estireno em corpos de prova pré-moldados em gesso. Obedecendo a um delineamento composto central rotacional (DCCR) foram realizados 20 experimentos distribuídos em 23 fatoriais completos, 6 pontos centrais e 6 pontos axiais. As variáveis-resposta foram as resistências à tração na flexão, à compressão, à absorção de água e à conversão polimérica. O valor mínimo da absorção de água (1,03%) e valores máximos da resistência de tração na flexão (9,89 MPa) e de compressão (24,80 MPa), que caracterizam o compósito gesso-polímero obtido, apresentaram-se superiores aos valores obtidos do gesso puro, o que habilita a utilização do compósito em painéis externos, possibilitando, também, considerável redução de rejeitos sólidos no manuseio desse material / The Plaster Pole of Araripe localization is more than privileged. Situated in the state of Pernambuco high hinterlands, about 800 km equidistant of 8 Brazilian capitals (Recife, Salvador, Fortaleza, Aracaju, Maceió, João Pessoa, Natal and Teresina), it generates 13,200 direct jobs and 66,000 indirect jobs, making an important center for social- economic activities out of the Plaster Pole of Araripe on the Northeast of the country. In Brazil, traditional methods of production and building are gradually being replaced by industrialized construction systems. This study aimed to develop a production process for obtaining a new type of composite plaster-polymer with high mechanical strength and humidity resistance. Considering that purposes were investigated: temperature, pressure and timing needed to obtain a composite which would make an external coating material out of plaster, such material would be hydrophobic and with reduced production of solid waste during transport and application. The monomer used for the experimental tests was the styrene for the availability of it on the market. The composite produced was obtained by bulk polymerization of styrene in samples pre-cast in plaster. Following a central composite design (CCRD) were performed 20 experiments distributed in complete factorial, six central points and six axial points. The response variables were the tensile strength in bending, compression, water absorption and polymer conversion. The minimum water absorption (1.03%) and maximum tensile strength in bending (9.89 MPa) and compression (24.80 MPa), those chracteristics of the composite plaster-polymer showed themselves superior to the values found on the pure plaster, allowing the usage of this composite in external panels, enabling also a considerable reduction of solid waste on the handling of this material

Submitted by Fernando Alves Guimarães null (fer.a.guima@hotmail.com) on 2018-04-04T18:37:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Fernando A Guimaraes Versão Final.pdf: 9476483 bytes, checksum: 0ca194f69c70e7e03177f2ac38012ced (MD5) / Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo Verificar as referências com a Juciene > Solicitar a ficha catalográfica http://www2.feg.unesp.br/#!/biblioteca/trabalho-conclusao-de-curso/ depois acrescentar ao trabalho após a folha de rosto.  A ficha catalográfica vem após a folha de rosto  Colher com a banca assinaturas na folha de aprovação fornecida pela secretaria da pós-graduação e colocar no trabalho. Veja modelo no template  A capa e ficha catalográfica não são consideradas para contagem de páginas. a paginação deve aparecer no canto superior direito a partir da introdução, realizei a contagem das páginas e seu trabalho deve com o número (15)*, após você precisa atualizar a numeração na ficha catalográfica, nas listas e no sumário. > Favor remover páginas em branco e também a página depois da capa que consta apenas o nome da instituição não são necessárias para versão online > As fontes das ilustrações, tabelas e quadros não podem ser links . A referência deve ser informada ao final, seguindo os padrões da ABNT. Para indicar a fonte, deve ser colocada a autoria e o ano entre parênteses. Ex.: Martins (2010). > Sobre as referências: palavra Referências deve ser centralizada, e não conter numeração de seção; As referencias devem ser justificadas, espaço simples com um espaço simples(enter) entre elas.  Sobre a elaboração das referencias e citações favor solicitar ajuda com a bibliotecária Juciene (juciene@feg.unesp.br) Agradecemos a compreensão on 2018-04-06T13:41:48Z (GMT) / Submitted by Fernando Alves Guimarães null (fer.a.guima@hotmail.com) on 2018-04-06T20:34:40Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Fernando A Guimaraes Versão Final.pdf: 10293115 bytes, checksum: cee9e9f4bac6c03985f0bfdf2b1dfe57 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-04-09T13:45:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 guimarães_fa_me_guara.pdf: 10293115 bytes, checksum: cee9e9f4bac6c03985f0bfdf2b1dfe57 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-09T13:45:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 guimarães_fa_me_guara.pdf: 10293115 bytes, checksum: cee9e9f4bac6c03985f0bfdf2b1dfe57 (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A utilização de materiais compósitos continua crescendo na indústria, porém, problemas relacionados a sua reciclabilidade, principalmente quando utilizadas fibras cerâmicas contínuas ainda não foram adequadamente solucionados. A utilização de fibras curtas associadas a fibras contínuas consiste em uma alternativa não só para a redução dos custos mas também para auxiliar na reciclagem de tais materiais. Desta forma, este trabalho apresenta como principal objetivo e inovação o processamento e caracterização de compósitos termoplásticos reforçados simultaneamente com fibras contínuas e curtas, visando dar aplicabilidade estrutural a fibras de carbono recicladas. Neste trabalho foram processadas placas de um compósito termoplástico utilizando PPS como matriz e fibras contínuas e descontínuas de carbono, mantendo uma relação matriz/reforço em 1/1 em volume e a relação entre fibras contínuas e descontínuas também em 1/1 em volume. Desta forma, como fibra contínua foi utilizado um tecido plain weave e como fibras curtas, cabos de 2 e 6 cm de comprimento. Estes compósitos foram processados a partir de moldagem por compressão a quente e caracterizados por ensaios de excitação por impulso, tração, cisalhamento (IOSIPESCU e ILSS), e compressão (CLC). Com o intuito de avaliar a influência da adição das fibras curtas nestes compósitos, após ensaiados, foi realizada uma análise fractográfica. Após a caracterização do material, foi utilizado o método dos elementos finitos. A partir dos resultados encontrados conclui-se que é possível a obtenção de um compósito envolvendo fibras contínuas e descontínuas com qualidade, e desempenho mecânico intermediário aqueles constituídos apenas de fibras contínuas ou descontínuas. Ainda, a partir deste trabalho, foi observado que os modos de falhas para o compósito avaliado neste trabalho são similares àqueles encontrados para compósitos constituídos apenas de reforços contínuos e que os modelos utilizados durante as simulações apresentaram resultados similares aos resultados encontrados experimentalmente / The use of composite materials continues to grow in the industry, however, problems related to their recyclability, especially when using continuous ceramic fibers have not been adequately solved. The use of chopped fibers alongside continuous fibers is an alternative not only to reducing costs but also to assist in the recycling of such materials. This way, this work presents as main objective and innovation the processing and characterization of thermoplastic laminates reinforced with short and continuous carbon fibers, in order to give structural application for recycling carbon fibers.In this work, plates of a thermoplastic composite were processed using PPS as a matrix and continuous and discontinuous carbon fibers, maintaining a matrix/reinforcement volume ratio of 1/1 and a volume ratio of continuous and discontinuous fibers also of 1/1. Thus, as continuous fiber it was used a plain weave fabric and short fibers of length of 2 to 6 cm. At this moment, an evaluation of the laminates processed by impulse excitation, tensile, shear (IOSIPESCU), compression (CLC) tests is being performed and an evaluation of the fractures will be made by fractographic analysis and the finite element method has been used. From the results found, it is possible to obtain a composite involving continuous and discontinuous fibers with quality, and intermediate mechanical performance those composed only of continuous or discontinuous fibers. Furthermore, from this work, it was observed that the failure modes for the composite evaluated in this work are similar to those found for composites processed only with continuous reinforcements and that the models used during the simulations presented results similar to the results found experimentally / CAPES: 1626401

Estimativas de esgotamentos das reservas petrolíferas vêm motivando pesquisas no intuito de buscar alternativas para combustíveis e derivados, como os lubrificantes baseados em óleos diferentes dos óleos minerais, visando assim reduzir a contaminação provocada pelo uso dos lubrificantes convencionais. O objetivo deste trabalho consiste em realizar modificações químicas no óleo de soja refinado, através da reação de transesterificação seguida da epoxidação, alcóxi-hidroxilação, di-hidroxilação e acetilação a fim de melhorar as características lubrificantes desse óleo. A transesterificação foi realizada utilizando metanol, em uma razão molar óleo/metanol de 1:6 e 0,7% de catalisador. Os epóxidos foram produzidos utilizando ácido peracético comercial 15%, atingindo índice de oxigênio oxirano de 13,2%. A alcoxi-hidroxilação foi catalisada por Fe2(SO4)3 e ácido p-toluenosulfonico (APTS), utilizando diferentes alcoóis (metanol, etanol e 1-propanol) e água, onde se constatou que o Fe2(SO4)3 foi o catalisador mais eficiente. As melhores condições foram de 3% de catalisador para a relação óleo/álcool 1:3 e 5% de catalisador para a relação óleo/água, fazendo com que os índices de oxigênio oxirano fossem reduzidos a 0. A acetilação foi realizada usando anidrido acético em uma razão molar óleo/reagente de 1:2,5. A reação de alcoxi-hidroxilação provocou um aumento significativo da viscosidade cinemática de 34,18 mm².s-1; 54,82 mm².s-1; 46,34mm².s-1e 100,02 mm².s-1 para o EMOSRMH, EMOSREH, EMOSRPH e para o EMOSRDH respectivamente. Estes resultados mostram que a viscosidade para os lubrificantes alcoxi-hidroxilados e do diidroxilado é superior ao do óleo de soja refinado. Com a reação de acetilação dos alcoxi-hidroxidos e do di-hidroxilado, os valores de viscosidade cinemática são 46,22 mm².s-1; 42,22 mm².s-1; 28,44 mm².s- e 49,30 mm².s-1 para o EMOSRMA, EMOSREA, EMOSRPA e MOSRMDA, respectivamente. O aumento no índice de viscosidade para os alcoxi-hidroxilados ocorre na seguinte ordem DH, EMH, EEH e EPH. Para os acetilados a ordem é EMA, EEA, EPA e DHA. Estes resultados indicam que o tamanho da ramificação na cadeia éster altera o índice de viscosidade. Todos os produtos foram caracterizados por análises Físico-Químicas e por meio dos espectros de RMN de 1H e 13C. Pode-se concluir que a metodologia apresentada neste trabalho possibilita a obtenção de potenciais lubrificantes biodegradáveis. / Estimates of the lack of petroleum in the near future have motivated research to investigated fuels and refined products to petroleum alternative. Synthesizing various vegetable oils lubricants, to reduce the contamination caused by the use of conventional lubricants. The objective of this work is to carry out chemical modification of soybean oil by transesterification reaction followed by epoxidation, alkoxy- hydroxylation, di-hydroxylation and acetylation to improve the characteristics of these oil lubricants. Transesterification were performed using methanol at a molar ratio oil/methanol 1:6 and 0.7% catalyst. The epoxides were produced using commercial 15% peracetic acid, reaching oxirane oxygen content of 13.2%. The alkoxy-hydroxylation were catalyzed by Fe2(SO4)3 and p-toluenesulfonic acid (APTS) using different alcohols (methanol, ethanol and 1-propanol) and water. Fe2(SO4)3 was the catalyst more efficient. The best conditions to alkoxy-hydroxylation reactions were with 3% ratio of catalyst to oil/ethanol 1:3, and 5% of catalyst relative to oil/water, In these conditions, the oxirane oxygen levels were reduced to zero. Acetylation was carried out using acetic anhydride in a molar ratio oil/reagent 1:2.5. The reaction of alkoxy-hydroxylation caused a significant increase in the kinematic viscosity of 34.18 mm².s-1 ; 54.82 mm².s-1 ; 46.34 mm².s-1 and 100.02 mm².s-¹ for o EMOSRMH, EMOSREH, EMOSRPH and the EMOSRDH respectively. These results show that the viscosities of alkoxy-hydroxy and di-hydroxylated lubricants are superior to refined soybean oil. With the acetylation of alkoxy-hydroxides and di-hydroxylated lubricants, kinematic viscosity values were 46.22 mm².s-1; 42.22 mm².s-1; 28.44 mm².s-¹ and 49.30 mm².s-1 for EMOSRMA, EMOSREA, EMOSRPA and MOSRMDA, respectively. The increase in viscosity for the alkoxy-hydroxylated lubricants occurs in the following order: DH, EMH, EEH and EPH. For acetylated order is EMA, EEA, EPA and DHA. These results indicate that the size of the ester chain branching alters the viscosity. All products were characterized by Physicochemical analyzes and by 1H and 13C NMR spectra. It can be concluded that the method presented here enables obtaining potential biodegradable lubricants.

Estimativas de esgotamentos das reservas petrolíferas vêm motivando pesquisas no intuito de buscar alternativas para combustíveis e derivados, como os lubrificantes baseados em óleos diferentes dos óleos minerais, visando assim reduzir a contaminação provocada pelo uso dos lubrificantes convencionais. O objetivo deste trabalho consiste em realizar modificações químicas no óleo de soja refinado, através da reação de transesterificação seguida da epoxidação, alcóxi-hidroxilação, di-hidroxilação e acetilação a fim de melhorar as características lubrificantes desse óleo. A transesterificação foi realizada utilizando metanol, em uma razão molar óleo/metanol de 1:6 e 0,7% de catalisador. Os epóxidos foram produzidos utilizando ácido peracético comercial 15%, atingindo índice de oxigênio oxirano de 13,2%. A alcoxi-hidroxilação foi catalisada por Fe2(SO4)3 e ácido p-toluenosulfonico (APTS), utilizando diferentes alcoóis (metanol, etanol e 1-propanol) e água, onde se constatou que o Fe2(SO4)3 foi o catalisador mais eficiente. As melhores condições foram de 3% de catalisador para a relação óleo/álcool 1:3 e 5% de catalisador para a relação óleo/água, fazendo com que os índices de oxigênio oxirano fossem reduzidos a 0. A acetilação foi realizada usando anidrido acético em uma razão molar óleo/reagente de 1:2,5. A reação de alcoxi-hidroxilação provocou um aumento significativo da viscosidade cinemática de 34,18 mm².s-1; 54,82 mm².s-1; 46,34mm².s-1e 100,02 mm².s-1 para o EMOSRMH, EMOSREH, EMOSRPH e para o EMOSRDH respectivamente. Estes resultados mostram que a viscosidade para os lubrificantes alcoxi-hidroxilados e do diidroxilado é superior ao do óleo de soja refinado. Com a reação de acetilação dos alcoxi-hidroxidos e do di-hidroxilado, os valores de viscosidade cinemática são 46,22 mm².s-1; 42,22 mm².s-1; 28,44 mm².s- e 49,30 mm².s-1 para o EMOSRMA, EMOSREA, EMOSRPA e MOSRMDA, respectivamente. O aumento no índice de viscosidade para os alcoxi-hidroxilados ocorre na seguinte ordem DH, EMH, EEH e EPH. Para os acetilados a ordem é EMA, EEA, EPA e DHA. Estes resultados indicam que o tamanho da ramificação na cadeia éster altera o índice de viscosidade. Todos os produtos foram caracterizados por análises Físico-Químicas e por meio dos espectros de RMN de 1H e 13C. Pode-se concluir que a metodologia apresentada neste trabalho possibilita a obtenção de potenciais lubrificantes biodegradáveis. / Estimates of the lack of petroleum in the near future have motivated research to investigated fuels and refined products to petroleum alternative. Synthesizing various vegetable oils lubricants, to reduce the contamination caused by the use of conventional lubricants. The objective of this work is to carry out chemical modification of soybean oil by transesterification reaction followed by epoxidation, alkoxy- hydroxylation, di-hydroxylation and acetylation to improve the characteristics of these oil lubricants. Transesterification were performed using methanol at a molar ratio oil/methanol 1:6 and 0.7% catalyst. The epoxides were produced using commercial 15% peracetic acid, reaching oxirane oxygen content of 13.2%. The alkoxy-hydroxylation were catalyzed by Fe2(SO4)3 and p-toluenesulfonic acid (APTS) using different alcohols (methanol, ethanol and 1-propanol) and water. Fe2(SO4)3 was the catalyst more efficient. The best conditions to alkoxy-hydroxylation reactions were with 3% ratio of catalyst to oil/ethanol 1:3, and 5% of catalyst relative to oil/water, In these conditions, the oxirane oxygen levels were reduced to zero. Acetylation was carried out using acetic anhydride in a molar ratio oil/reagent 1:2.5. The reaction of alkoxy-hydroxylation caused a significant increase in the kinematic viscosity of 34.18 mm².s-1 ; 54.82 mm².s-1 ; 46.34 mm².s-1 and 100.02 mm².s-¹ for o EMOSRMH, EMOSREH, EMOSRPH and the EMOSRDH respectively. These results show that the viscosities of alkoxy-hydroxy and di-hydroxylated lubricants are superior to refined soybean oil. With the acetylation of alkoxy-hydroxides and di-hydroxylated lubricants, kinematic viscosity values were 46.22 mm².s-1; 42.22 mm².s-1; 28.44 mm².s-¹ and 49.30 mm².s-1 for EMOSRMA, EMOSREA, EMOSRPA and MOSRMDA, respectively. The increase in viscosity for the alkoxy-hydroxylated lubricants occurs in the following order: DH, EMH, EEH and EPH. For acetylated order is EMA, EEA, EPA and DHA. These results indicate that the size of the ester chain branching alters the viscosity. All products were characterized by Physicochemical analyzes and by 1H and 13C NMR spectra. It can be concluded that the method presented here enables obtaining potential biodegradable lubricants.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / This work focuses on the finite element modeling procedure and the robust-optimal design of composite structures containing piezoelectric elements to be coupled with the so-named shunt circuits with the aim of passive vibration attenuation. The work is organized into two main parts as follows: the first is devoted to the use of the first order shear deformation theory (FSDT) in conjunction with the single equivalent layer theory for the modeling of the mechanical problem composed by a thin rectangular composite plate structure. At this step, the mixed theory, in which the single layer equivalent theory is combined with the discrete theory to model electromechanical system (composite structure with piezoelectric elements), is also employed. Emphasis is also placed on the parameterization strategy of the design variables such as the layer s thicknesses, the directions of the fibers and the parameters of the shunt circuits. It must be emphasized that the finite element models were developed and implemented in MATLAB® environment; the second part of the work is dedicated to the quantification of the parametric uncertainties related to the resistance and inductance of the resonant shunt circuit and the thickness of the piezoelectric element. In order to create the probabilistic models the Maximum Entropy Method (MME) is retained and the resulting stochastic model is solved by using the so-called Monte Carlo method. The interest is to generate the limits of dispersion and the number of random simulations required to be used in the robust multi-objective optimization process of the shunt circuits by taking into account during the simulations the vulnerability functions to be optimized at the same time as the original objective functions. / Este trabalho enfoca os procedimentos de modelagem por elementos finitos e o projeto ótimo-robusto de estruturas compostas contendo elementos piezelétricos acoplados a circuitos elétricos shunt para fins de controle passivo de vibrações. O estudo será dividido em duas partes, a saber: a primeira é dedicada ao emprego da teoria cisalhante de primeira ordem (First-order Shear Deformation Theory FSDT) em conjunto com a teoria da camada equivalente única para a modelagem do problema mecânico formado por uma placa composta plana. Nesta fase, também será utilizada a teoria mista que combina as teorias da camada equivalente única com a discreta para a modelagem do sistema acoplado eletromecânico (estrutura composta com pastilhas piezelétricas). Ênfase é dada à parametrização das variáveis mais influentes que são as espessuras das camadas, as direções das fibras e os parâmetros do circuito shunt. Todos os modelos foram desenvolvidos e implementados em ambiente MATLAB® de programação. Na segunda parte, será apresentado um estudo sobre a quantificação das incertezas nos parâmetros de resistência e indutância do circuito shunt ressonante e na espessura do elemento piezelétrico. Para a geração dos modelos probabilísticos, será empregado o Método da Máxima Entropia (MME) e para a resolução do problema estocástico será utilizado o método de Monte Carlo. Serão estabelecidos os limites de dispersão e o número de tiragens aleatórias a serem utilizados na otimização multiobjetivo robusta dos circuitos shunt via emprego de funções de vulnerabilidade a serem otimizadas ao mesmo tempo em que as funções objetivo originais. / Mestre em Engenharia Mecânica

Este trabalho apresenta duas técnicas de ensaios não-destrutivos por ultra-som realizados em um tanque com água para determinar as constantes elásticas de materiais compostos de fibra de vidro/epóxi. A primeira técnica é a transmissão direta utilizando um par de transdutores. A segunda é a técnica de pulso-eco, utilizando um único transdutor. A água do tanque atua como um acoplante para transferir a energia mecânica do transdutor para a amostra. Como o transdutor não fica em contato direto com a amostra, pode-se garantir um acoplamento constante. O sistema de medição dota de um dispositivo que permite medir a velocidade da onda elástica sob diferentes ângulos de incidência, através da rotação manual da amostra. Devido ao fenômeno de conversão de modos com incidência oblíqua na interface amostra-água, ensaios por ultra-som em tanques com água fornecem as informações necessárias para o cálculo das constantes elásticas em amostras de materiais anisotrópicos, numa dada direção, a partir das medições das velocidades longitudinal e de cisalhamento. Numa dada direção de propagação em um meio anisotrópico, existem três ondas elásticas distintas: uma longitudinal e duas de cisalhamento. Se as constantes elásticas do material são conhecidas, é possível obter as três velocidades em uma dada direção bastando resolver a equação de Christoffel. Invertendo a equação de Christoffel, obtém-se as constantes elásticas a partir das velocidades medidas em uma dada direção. Os experimentos são realizados com amostras de fibra de vidro/epóxi unidirecionais e bidirecionais, utilizando transdutores com freqüências de 0,5 MHz, 1 MHz e 2,25 MHz. Os resultados experimentais obtidos utilizando ambas as técnicas são comparados com um modelo denominado “Regra das Misturas” e com resultados da literatura. / In this work, two ultrasonic non destructive techniques were implemented in a water tank and used to determine the elastic constants of glass-epoxy composites samples. The first is the through-transmission technique implemented with a pair of ultrasonic transducers. The second is the back-reflection technique that uses a single transducer in pulse-eco mode. The water acts as a couplant and transfers the mechanical energy from the transducer to the sample. As the transducer is not in direct contact with the sample, we can guarantee a good coupling with the immersion technique. With the system device, it is possible to measure the velocities of the elastic waves in different angles by manually rotating the sample. Due to wave mode conversion phenomenon at the sample-water interface with oblique incidence, ultrasonic immersion testing provides information to calculate the elastic constants of the specimen by measuring longitudinal and shear wave speeds. There are three different modes of waves, one longitudinal and two shear waves, for any given direction of propagation in an anisotropic medium. If the elastic constants of a medium are known, it is possible to obtain the three wave speeds in particular propagations directions by solving the Christoffel equation. Inverting the Christoffel equation, it is possible to obtain the elastic constants from the measured wave speed in several specific directions of the anisotropic material. Measurements were carried out on unidirectional and bidirectional glass-epoxy composite samples, using transducers with central frequency of 0.5 MHz, 1 MHz, and 2.25 MHz. The experimental results obtained with both techniques are compared with a model denominated “Rule of Mixture” estimation and with the literature.