Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iedo Lourenco Madalozzo.pdf: 1460845 bytes, checksum: 24bad90e8966ef4c4fdc6af381c73960 (MD5) Previous issue date: 2008-06-27 / Amongst the global problems that most rouse studies and solutions before the environment crisis arise the ones concerning the destination of waste and the sewage system. The sustainable development requires the creation of solutions aiming the reduction or the elimination of the impacts on the environment. The waste may become an Engineering solution. The aim of this work is to unite two problems and find a unique solution that answers both to the environmental question and to the soil engineering one. Considering the present situation of environmental management and rational use of substance, one of the priorities nowadays is the reduction of the industrial waste. The reduction of such waste is possible, although its complete elimination is not and, therefore, comes the necessity of transforming this waste into something useful. The use of solid wastes on the soil treatment (ABNT NBR 5776) is the focus of this work, which has the purpose of demonstrating the rational use of the wastes related to the necessity of their reutilization, the ideal tenor of the wastes for a better performance and low cost, accomplishing the improvement of the physical characteristics and the mechanic performance of the soil of West Paraná. The proposed material for this work is the dry sewage sludge (Class I of ABNT NBR 10004). Sewage sludge can be defined as every solid waste extracted during the treatment of residual water to the elimination in water collect. In order to determine the relation waste/ideal soil, the in natura soil was added with waste in four parts of 0%, 8%, 17,5%, 28,5% and 43%. So as to carry out the experiences the samples of added soil and in natura soil were prepared according to the regulations of ABNT NBR 6457. The experiences of the soil s characterization and performance were accomplished under ABNT rules. After the addition process there was a considerable increase on the maximum compactation level and an excessive decrease on the empty spaces of the soil, generating a hardness of the compounds due to the addition of burned sewage sludge, improving considerably the stabilization and the mechanic resistance of the soil. / Dentre os problemas globais que mais suscitam estudos e soluções frente à crise ambiental, despontam os referentes ao destino dos resíduos gerados e o esgotamento sanitário. O desenvolvimento sustentável pressupõe a criação de soluções que visem à diminuição ou eliminação dos impactos sobre o ambiente. Os resíduos podem passar de problema à solução de engenharia. Este estudo tem a finalidade de unir dois problemas e encontrar uma solução única que atenda à questão ambiental e à questão de engenharia de solos. No contexto atual, quanto à gestão ambiental e ao uso racional de materiais, uma das prioridades é a redução dos resíduos produzidos pelas indústrias. A redução dessa produção é possível, mas não a sua total extinção, por isso a necessidade de tornar útil este resíduo, para o seu total reaproveitamento. O uso de resíduos sólidos no condicionamento dos solos (ABNT NBR 5776) é o foco deste estudo, que tem como finalidade o uso racional dos resíduos relacionados à necessidade de reutilização, ao teor ideal de resíduos para o melhor desempenho e ao baixo custo, conseguindo assim o melhoramento das características físicas e do desempenho mecânico do solo da Região Oeste do Paraná. O material proposto para estudo é o lodo de esgoto seco (Classe I da ABNT NBR 10004). O lodo de esgoto é todo o resíduo sólido extraído durante o tratamento de águas residuais para a eliminação nas coleções hídricas. Para a determinação da relação resíduo/solo ideal o solo in natura foi aditivado com resíduo em quatro proporções de tratamento em massa 0%, 8%, 17,5%, 28,5% e 43%. Para a realização dos ensaios as amostras de solo aditivado e in natura foram preparadas conforme a norma da ABNT NBR 6457. Os ensaios de caracterização e de desempenho do solo foram realizados conforme as normas da ABNT. Após o processo de adição ocorreu um acréscimo considerável no índice máximo de compactação e uma diminuição expressiva nos vazios do solo, gerando uma rigidez dos compostos em função do incremento do lodo de esgoto calcinado, melhorando consideravelmente sua estabilização e desempenho mecânico.

A técnica de tratamento de solos com cal ou cimento vem sendo empregada com sucesso na engenharia geotécnica, melhorando as características do solo, que por ser um material complexo e muito variável nem sempre satisfaz as necessidades da obra a ser realizada. As últimas pesquisas em solos tratados com cal mostram o desenvolvimento de metodologias de dosagem baseadas em critérios racionais (como a relação água/cimento para o concreto), onde a relação volume de vazios/volume de cal desempenha papel fundamental na obtenção da resistência desejada. O volume de vazios (ou a porosidade) é um fator importante nestas metodologias de dosagem, e ainda não existem técnicas que quantifiquem este fator (como o ensaio de porosimetria por injeção de mercúrio para o concreto) e também modelos que permitam o entendimento do comportamento da porosidade dessas misturas o longo do tempo de cura (como o modelo de Powers para o concreto). Assim, esta pesquisa tem como objetivo verificar a influência da quantidade de cal (Ca), da porosidade (h), do teor de umidade (w) e do tempo de cura (t), sobre a resistência à compressão simples (qu), sobre a resistência à tração (qt) e sobre a rigidez inicial (Go) de um solo siltoso estabilizado com cal (misturas caulim-cal), verificando a adequação do uso da relação vazios/cal na estimativa de qu, qt e Go. Além disso, esta pesquisa busca quantificar a porosidade dessas misturas solo-cal e também desenvolver um modelo, que permita o entendimento do comportamento da sua porosidade ao longo do tempo de cura. Para atingir os objetivos da pesquisa foram realizados ensaios de resistência à compressão simples, ensaios de resistência à tração por compressão diametral, ensaios para a medida de Go, ensaios de sucção matricial e ensaios de porosimetria por injeção de mercúrio. Os resultados dos ensaios de resistência à compressão simples, de resistência à tração e de rigidez inicial demonstram que o aumento da quantidade de Ca, a diminuição da h e o aumento do t provoca o aumento de qu, qt e Go. Sendo que, qu, qt e Go crescem linearmente com o aumento da quantidade de cal e exponencialmente com a redução da sua porosidade. Assim, verifica-se que, a relação vazios/cal (h/Cav), definida pela razão entre a porosidade da mistura compactada e o teor volumétrico de cal, demonstra ser um parâmetro adequado na estimativa de qu, qt e Go. A partir desses mesmos resultados, observase que a w também desempenha um papel fundamental na previsão de qu, qt e Go. Além disso, a partir dos ensaios de resistência à compressão simples, resistência à tração e rigidez inicial, observa-se que a existência de relações únicas e distintas no controle de qu, qt e Go em função da h, do Cav e da w mostrou-se muito eficiente para relações de dosagem. Relações entre qu, qt, Go e h/Cav também, foram muito satisfatórias. Além disso, foram realizadas análises estatísticas dos dados obtidos neste experimento, e os resultados demonstram, a partir da análise da variância, que todos os fatores controláveis escolhidos no experimento são significativos. Os resultados dos ensaios de porosímetro por intrusão de mercúrio demonstram que a porosidade diminui com o tempo de cura. Porém, o modelo de Powers não se adaptou perfeitamente na previsão da variação da porosidade das misturas caulim-cal estudadas. / The technique of treating soil with lime or cement has been used successfully in geotechnical engineering, improving the characteristics of the soil, which is a highly variable and complex material, and does not always meet the needs of the earthwork to be performed. The last researches in soils treated with lime are in the development of dosage methodologies based on rational criteria (such as water/cement ratio for concrete), where the voids/lime ratio plays a fundamental role in the assesstment of the target strength. The void volume (or porosity) is an important factor in these dosage methodologies, and there are not techniques that quantify this factor (as the test porosimetry with intrusion of mercury, for concrete) and also models that allow understanding the behavior of porosity for these mixtures in long curing times (such as the Powers’s model for concrete). Thus, this research aims to determine the influence of the amount of lime (Ca), porosity (h), moisture content (w) and curing time period (t) on the unconfined compression strength (qu), tensile strength (qt) and initial stiffness (Go) of a silty soil stabilized with lime (kaolin-lime mixtures), checking the suitability of the use of voids/lime ratio in estimating qu, qt and Go. Besides, this research aims to quantify the porosity of these soil-lime mixtures and also adjusting a model that allows understanding the behavior of their porosity during the curing time. For that, a number of unconfined compression tests, splitting tensile tests, the measurement of Go, measurement of matric suction and porosimetry with intrusion of mercury tests were carried out in present work. The results of unconfined compression strength, tensile strength and initial stiffness show that increasing the amount of Ca, decreasing of h and increasing of t, causes increased of qu, qt and Go. Further, qu, qt and Go grow linearly with the increased amount of lime and exponentially with reducing its porosity. The voids/lime ratio, defined as the ratio of the compacted mixture porosity and the lime volumetric content, adjusted by an exponent, proves to be an appropriate parameter to estimate the qu, qt and Go. From these results, it is observed that the w also plays a fundamental parameter in predicting the qu, qt and Go. Moreover, it is noted that the existence of distinct and unique relationships in the control of qu, qt and Go according to h, Cav and w proved to be very efficient for dosage relationships. Relations between qu, qt, Go and h/Cav were very satisfactory too. Furthermore, statistical analyzes were performed of the results obtained in this experiment, and results demonstrate, through analysis of variance, that all controllable factors chosen in the experiment are significant. The results of test porosimetry with intrusion of mercury show that the porosity decreases with increasing curing time. However, the Powers’s model has not adapted perfectly to predict the variation of the porosity of kaolin-lime mixtures studied.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iedo Lourenco Madalozzo.pdf: 1460845 bytes, checksum: 24bad90e8966ef4c4fdc6af381c73960 (MD5) Previous issue date: 2008-06-27 / Amongst the global problems that most rouse studies and solutions before the environment crisis arise the ones concerning the destination of waste and the sewage system. The sustainable development requires the creation of solutions aiming the reduction or the elimination of the impacts on the environment. The waste may become an Engineering solution. The aim of this work is to unite two problems and find a unique solution that answers both to the environmental question and to the soil engineering one. Considering the present situation of environmental management and rational use of substance, one of the priorities nowadays is the reduction of the industrial waste. The reduction of such waste is possible, although its complete elimination is not and, therefore, comes the necessity of transforming this waste into something useful. The use of solid wastes on the soil treatment (ABNT NBR 5776) is the focus of this work, which has the purpose of demonstrating the rational use of the wastes related to the necessity of their reutilization, the ideal tenor of the wastes for a better performance and low cost, accomplishing the improvement of the physical characteristics and the mechanic performance of the soil of West Paraná. The proposed material for this work is the dry sewage sludge (Class I of ABNT NBR 10004). Sewage sludge can be defined as every solid waste extracted during the treatment of residual water to the elimination in water collect. In order to determine the relation waste/ideal soil, the in natura soil was added with waste in four parts of 0%, 8%, 17,5%, 28,5% and 43%. So as to carry out the experiences the samples of added soil and in natura soil were prepared according to the regulations of ABNT NBR 6457. The experiences of the soil s characterization and performance were accomplished under ABNT rules. After the addition process there was a considerable increase on the maximum compactation level and an excessive decrease on the empty spaces of the soil, generating a hardness of the compounds due to the addition of burned sewage sludge, improving considerably the stabilization and the mechanic resistance of the soil. / Dentre os problemas globais que mais suscitam estudos e soluções frente à crise ambiental, despontam os referentes ao destino dos resíduos gerados e o esgotamento sanitário. O desenvolvimento sustentável pressupõe a criação de soluções que visem à diminuição ou eliminação dos impactos sobre o ambiente. Os resíduos podem passar de problema à solução de engenharia. Este estudo tem a finalidade de unir dois problemas e encontrar uma solução única que atenda à questão ambiental e à questão de engenharia de solos. No contexto atual, quanto à gestão ambiental e ao uso racional de materiais, uma das prioridades é a redução dos resíduos produzidos pelas indústrias. A redução dessa produção é possível, mas não a sua total extinção, por isso a necessidade de tornar útil este resíduo, para o seu total reaproveitamento. O uso de resíduos sólidos no condicionamento dos solos (ABNT NBR 5776) é o foco deste estudo, que tem como finalidade o uso racional dos resíduos relacionados à necessidade de reutilização, ao teor ideal de resíduos para o melhor desempenho e ao baixo custo, conseguindo assim o melhoramento das características físicas e do desempenho mecânico do solo da Região Oeste do Paraná. O material proposto para estudo é o lodo de esgoto seco (Classe I da ABNT NBR 10004). O lodo de esgoto é todo o resíduo sólido extraído durante o tratamento de águas residuais para a eliminação nas coleções hídricas. Para a determinação da relação resíduo/solo ideal o solo in natura foi aditivado com resíduo em quatro proporções de tratamento em massa 0%, 8%, 17,5%, 28,5% e 43%. Para a realização dos ensaios as amostras de solo aditivado e in natura foram preparadas conforme a norma da ABNT NBR 6457. Os ensaios de caracterização e de desempenho do solo foram realizados conforme as normas da ABNT. Após o processo de adição ocorreu um acréscimo considerável no índice máximo de compactação e uma diminuição expressiva nos vazios do solo, gerando uma rigidez dos compostos em função do incremento do lodo de esgoto calcinado, melhorando consideravelmente sua estabilização e desempenho mecânico.

Orientador: Marcos Valerio Ribeiro / Coorientador: João Paulo Barros Machado / Banca: Maneol Cleber de Sampaio Alves / Banca: João Roberto Ferreira / Resumo: Com o atual avanço de propriedades dos materiais, novas alternativas estão sendo buscadas para manufaturas desses materiais. Entre os processos, a usinagem se caracteriza por ser um processo que emprega milhões de pessoas. Entretanto para alcançar tais objetivos melhorias nas propriedades das ferramentas se faz necessária. Neste seguimento, os revestimentos vêm apresentando avanços significativos, como pode-se destacar o revestimento por CVD (deposição química a vapor) que permite que a ferramenta seja empregada nas temperaturas em torno de 1200ºC. Nesta mesma linha vale destacar o revestimento por PVD (deposição física a vapor) normalmente em uma única camada, o qual permite que a aresta de corte seja positiva, possa trabalhar com menor esforço de corte, e em temperatura aproximadamente em 700ºC. Este trabalho tem como objetivo analisar comparativamente o desempenho de ferramentas de metal duro revestidas pelo processo CVD e PVD no torneamento do aço ABNT 8620 sem uso de fluido de corte. Foram utilizadas duas pastilhas de metal duro revestidas pelo processo de PVD e CVD, com mesma geometria para efeito comparativo. A pastilha revestida por PVD tem espessura do revestimento de 3µm, enquanto que a pastilha revestida por CVD tem espessura do revestimento de 16µm. As pastilhas revestidas foram caracterizadas quanto a composição química dos elementos de revestimentos utilizando um microscópio eletrônico de varredura pela técnica de linescan e mapping. Posteriormente as ferramenta... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the current advancement of material properties, new alternatives are being sought for manufacturing these materials. Among the processes, machining is characterized as a process that employs millions of people. However to achieve such goals improvements in the tools properties is necessary. In this follow-up, the coatings have shown significant advances, as can highlight the coating by CVD (chemical vapor deposition) that allows the tool to be used at temperatures around 1200°C. In the same line it is worth highlighting the coating by PVD (physical vapor deposition) usually in a single layer, which allows the cutting edge is positive, can work with less shear stress, and temperature approximately 700°C. This study aims at comparing the performance of carbide tools coated by the CVD process and PVD in the steel turning ABNT 8620 without the use of cutting fluid. We used two carbide inserts coated by the PVD and CVD process, with the same geometry for comparison purposes. The tablet is coated by PVD coating thickness of 3μm, while the tablet is coated by CVD coating thickness of 16μm. The coated tablets were characterized as the chemical composition of coatings elements using a scanning electron microscope for linescan technique and mapping. Subsequently the tools were applied to turning the cutting speed (Vc) between 350 to 500 m/min, feed (f) 0.20 mm/rev and depth of cut (ap) of 1.00mm using a lathe ROMI mark, GL240M model. The characterizations were carried out using an optical microscope, scanning electron microscope and roughness. The results demonstrated that the tool coated by the CVD process has a better performance when compared to PVD this occurred because the tool coated by the CVD process has a multilayer coating having a higher heat input, supporting thus cutting temperatures ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A seleção de componentes mecânicos não é uma tarefa fácil e exige um substancial know-how e experiência. As ferramentas atuais trabalham de forma isolada umas das outras, além disto não levam em consideração os requisitos que a interface de um componente exige do outro onde se acoplará, e por consequência os custos de fabricação e logísticos envolvidos para a compatibilização das interfaces. Para auxiliar neste processo está sendo proposto um método para desenvolver um SE (Sistema Especialista) para a seleção de componentes mecânicos que além de levar em conta os requisitos de aplicação, também considera no processo de seleção as deficiências supracitadas. Outro aspecto é que, leva em conta as diretrizes do projeto e os recursos de fabricação da planta, e em paralelo ao processo de seleção também pode dimensionar os componentes selecionados e as interfaces das peças nas quais se acoplarão. O processo de aquisição do conhecimento é uma das principais etapas de desenvolvimento de um SE é considerado como um dos estágios mais importantes em sua execução. Em função disto está sendo proposto um método alternativo que permite que o conhecimento seja adquirido de forma sistemática e organizada pelo engenheiro do conhecimento e pelo especialista para o seu emprego na construção da base de dados do SE. O SE desenvolvido com base no método de aquisição de conhecimento proposto neste trabalho é validado através de dois casos exemplo, inseridos em um projeto de uma máquina de processamento de papel. A validação se dá através da análise de especialistas quanto à adequação dos componentes selecionados pelo SE, comparando-os com o projeto atual. Como resultado, observa-se uma substancial redução dos custos de projeto em função dos componentes selecionados, além da economia no tempo gasto pelos projetistas neste processo de seleção. / Selecting mechanical components is not an easy task and requires a substantial amount of knowledge and experience. The current component selecting tools do not work in an integrated manner, not taking into account component interface requirements for coupling it to another component and, consequently, not considering manufacturing and logistic costs for the interfaces compatibility. In order to improve this process, this thesis proposes a method for the development of an ES (Expert System) for mechanical components selection, which considers both application and component interface requirements. Additionally, the ES will also take into consideration design guidelines and the manufacturing plant capabilities, so it will also be able to scale the selected components and its interfaces. The process of knowledge acquisition is one of the main stages of the ES development and is considered as one of the most important stages in its execution. As a result of this, an alternative method is proposed that allows the knowledge to be acquired in a systematic and organized way by the knowledge engineer and the specialist for its use in the construction of the ES database. The ES developed based on the proposed knowledge acquisition method is validated through two case studies in a paper processing machine design. The validation is done through the analysis of experts regarding the suitability of the components selected by the ES, comparing them with the current project. As a result, there is a substantial reduction in design costs due to the selected components, as well as the savings in the time spent by the designers in this selection process.

Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Co-orientador: Teófilo Miguel de Souza / Banca: Manoel Cleber de Sampaio Alves / Banca: Amauri Hassui / Resumo : O aumento das exigências mundiais por melhores produtos e a crescente competição entre empresas no mercado globalizado aumenta a busca por processos que garantam menores custos aliados a grande produtividade e produto de alta qualidade. Assim o grande desenvolvimento industrial e tecnológico tem aumentado a pesquisa em processos de usinagem que promovam, por exemplo, alto desempenho no que diz respeito à remoção de material, menor avaria e desgaste da ferramenta e menores impactos ao meio ambiente. Em relação às superligas a base de níquel, as mesmas têm um papel extremamente importante nas indústrias aeronáutica, automobilística, petróleo e gás dentre outras. As superligas a base de níquel estudadas foram a Nimonic 80A, o Inconel 718 e a Pyromet A31, materiais de difícil usinagem que possuem alta resistência mecânica e à corrosão em temperaturas elevadas. O objetivo deste trabalho é o estudo da formação do cavaco em relação aos diversos parâmetros de usinagem, a fim de alcançar alto desempenho e melhorias no torneamento cilíndrico externo destas ligas. As ligas foram torneadas utilizando-se diversos parâmetros de usinagem: velocidades de corte (75 e 90 m/min), avanço (0,15 e 0,18 mm/rot), profundidade (0,8 mm), Mínima Quantidade de Fluido (MQF), Fluido abundante e ferramenta de metal duro com recobrimento (TiAlN). Analisou-se a formação de cavacos, a rugosidade do material, o volume de material removido, o comprimento usinado. Foram realizadas ainda análises macroestruturais e de tempo de vida das ferramentas utilizadas a fim de se detectar possíveis desgastes, bem como análises microestruturais dos cavacos através da microscopia óptica e das ferramentas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Assim foi possível notar que há mais de um tipo de desgaste associado ... (Resumo cmpleto, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increase of world requirements per better products and the growing competition between companies in the global market makes them seek processes that ensure lower costs allied to high productivity and high quality product. Thus the great industrial and technological development has increased the search for machining processes that promote, for example, high performance as regards the chip removal, less tool wear and failure and reduced impact on the environment. Regarding superalloys based on nickel, they have an extremely important role in the aeronautical and automotive industries among others. The nickel-based superalloy studied are the Nimonic 80A, Inconel 718, Pyromet A31 difficult to machine materials that has high mechanical strength and corrosion resistance at higher temperatures. The objective of this work is to study the influence of the application of cutting fluids in turning and the machining parameters in order to achieve high performance and optimization of machining this alloys. The alloys were machined using various machining parameters: cutting speed (75 and 90 m/min), feed rate (0,15 and 0,18 mm/rot), cutting depth (0,8 mm), Minimum Quantity fluid (MQF), Fluid abundant and coated tools. After turning chip samples were obtained, was measured the surface roughness, chip volume removed, cutting length and macrostructural analyzes were performed and of lifetime of the tools used in order to detect possible wear, as well as, microstructural analyzes of the chips by optical microscopy and tools by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Thus it was possible to note that there is more than one type of wear associated the turning of nickel alloys, as well as the cutting speed of 75 m/min was the best in general terms for use of abundant fluid. Regarding the application of MQF obtained satisfactory ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Manutenção Industrial, na Faculdade de Engenharia da Universidade do porto, sob a orientação do Professor Pedro Ponces Camanho

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Especialização em geotecnia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010