Tese de Mestrado. Mestrado em Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Estágio realizado na TEandM, S. A. e orientado pelo Eng.º Ricardo Alexandre / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

O presente trabalho investigou o emprego de aglomerante à base de poliuretano comparativamente aos aglomerantes com base em fenol, formol e grande quantidade de compostos aromáticos, convencionalmente empregados em areias para fundição de metais. Foram desenvolvidas quatro formulações de resina designadas de poliol 1, poliol 2, poliol 3 e poliol 4, sendo que o poliol 1 é proveniente de fonte fóssil e os demais provenientes de fonte renovável de base vegetal. Os compostos areia-aglomerantes com esses materiais hidroxilados juntamente com metildifenilisocianato (MDI) foram caracterizados com relação às propriedades mecânicas em processo de cura a frio e caixa-fria. Além disso, foi verificada a influência da umidade na resistência mecânica dos aglomerados. Foram variadas as quantidades de aglomerante e o uso de dois tipos diferentes de solventes. No processo caixa-fria foi estudado o tempo de vida de banca de duas formulações. Foram avaliadas as propriedades térmicas com resistência à compressão sob a alta temperatura, análise termogravimétrica (ATG) e colapsibilidade. Avaliação da emissão de compostos voláteis segundo protocolo de Ohio foi realizada durante o tempo de estocagem de 12 horas. O resíduo foi caracterizado segundo a NBR 10004-NBR 1006 considerando a presença de fenol na areia descartada. As amostras com materiais de base vegetal apresentaram os melhores desempenhos mecânicos nos processos de cura a frio e caixa-fria quando comparados ao poliol de fonte petroquímica, sendo que o poliol 3 apresentou resultados superiores ao padrão FU. De uma forma geral os compostos aglomerados com os materiais hidroxilados nas análises de ATG apresentaram temperaturas de decomposição inicial maiores que o padrão FU. A resistência mecânica sob altas temperaturas apresentou desempenho semelhante ao sistema convencional, mas resultados inferiores na temperatura de 300ºC. O acréscimo das relações NCO:OH incrementaram as propriedades mecânicas em grande parte das formulações. Os resíduos gerados com os compostos aglomerados com a utilização dos polióis 2 e 3 não apresentaram fenol, conferindo baixa periculosidade aos resíduos gerados. / The present study investigated the use of polyurethane-based binder compared with binders based on phenol, formaldehyde and a large amount of aromatic compounds conventionally used in sand casting of metals. Were developed 4 resin formulations designated polyol 1, polyol 2, polyol 3 and polyol 4, and the polyol 1 is the only one that it is derived from fossil source and the others polyols are derived from renewable vegetable-based. The compounds of sand-binder agglomerated with these materials hydroxylated together with MDI were characterized in relation to mechanical properties in both process no-bake and cold-box. Besides, was verified the influence of moisture on the strength of the specimens agglomerated. Were varied amounts of the binder and the use of two different solvents. Also in the cold box process was studied worktime of two formulations. The thermal properties with compressive strength under higher temperature, thermogravimetric analysis (TGA) and collapsibility were evaluated. The evaluation of the emission of volatile compounds according to the OHIO protocol was performed during the storage time of 12 hours. The waste was characterized according to (NBR 10004 NBR-1006) regarding the presence of phenol in the sand discarded. Samples of materials from based vegetable showed the best mechanical performance in both process no-bake and cold box when compared to polyol from to petrochemical source and the polyol 3 showed superior results to standard PU. In general, the compounds agglomerated with hydroxylated materials showed decomposition starting temperature higher than the standard FU in the study of TGA analysis. The mechanical strength under high temperatures showed similar performance to the conventional system, but the results have been lower than the temperature of 300°C. The increased of NCO: OH ratios improved mechanical properties in most formulations. Waste generated with the compounds agglomerated with the use of polyols 2 and 3 didn’t show phenol, presenting waste with lower hazard.

Neste trabalho apresenta-se um procedimento para a determinação da resposta dinâmica na direção da velocidade média, de estruturas sujeitas à ação do vento turbulento. Este procedimento está baseado no método do espectro, no qual caracteriza-se estatisticamente as propriedades da turbulgncia. O seu principal objetivo é o de facilitar a consideração do efeito dinâmico do vento em Normas sobre cargas nas construções. Ensaios em túnel de vento sobre um modelo aeroelástico foram realizados com a finalidade de comparar resultados teóricos e experimentais. Discute-se finalmente a validade e limitações do método proposto. / A procedure to determine the along-wind dynamic response of structures subjected to turbulent wind action i s developed in this thesis. The method follows from the statistical description of the characteristics of the atmospheric turbulence. Its main objective is the developement of a code-oriented solution procedure. In order to verify the theorical predictions, wind tunnel tests were performed on an aeroelastic model. The applicability and limitations of the proposed method are fully discussed.

Os produtos eletroeletrônicos descartados de forma incorreta representam um tipo de resíduo sólido em ascendência a nível mundial. Lixo eletrônico, “e-lixo”, resíduos eletroeletrônicos, entre outros; são termos comumente utilizados para equipamentos eletrônicos quando estes tornam-se obsoletos e são descartados. A substituição muito rápida da tecnologia CRT (tubos de raios catódicos), empregados em monitores e televisores, pelas tecnologias LCD, LED e Plasma é um dos exemplos de produtos que tem gerado uma quantidade muito grande de resíduos, devido a uma infinidade de aparelhos obsoletos descartados a cada ano, ocasionando perdas econômicas e poluição ambiental. Os monitores do tipo CRT, são compostos por materiais poliméricos, metálicos e cerâmicos, entre os quais encontram-se materiais de alto e baixo valor econômico e também alguns materiais tóxicos. Este trabalho está focado na carcaça dos monitores tipo CRT, que são compostos por polímeros, visando a sua caracterização e reciclagem. Foram coletados monitores danificados ou obsoletos, de diferentes marcas, ano de fabricação, tamanho e cor. As carcaças foram separadas por marca, caracterizadas, cominuídas e injetadas para obter os corpos de provas, para ensaios mecânicos. Os resultados da caracterização por Infravermelho (FTIR) mostraram que as carcaças, independentes de marca e ano de fabricação, utilizam o mesmo material polimérico na sua manufatura (ABS). Também foi possível verificar que com o passar do tempo, o material da carcaça do monitor não teve uma mudança na sua composição polimérica, pois comparando resultados de ensaios em monitores com mais de 5 anos de diferença, nota-se que o tipo de material polimérico utilizado é o mesmo. Os resultados dos ensaios mecânicos de impacto, tração, flexão e dureza apresentaram variações nas diferentes marcas, provavelmente, por possuírem composições específicas com relação a cargas e aditivos. Estas variações também puderam ser verificadas pelo tipo da superfície de fratura dos corpos de prova após ensaio de tração. Esta análise foi realizada através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os ensaios mecânicos mostraram, de uma forma geral, que os polímeros reciclados de ABS possuem características mecânicas que permitem a sua reutilização. Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que o material reciclado das carcaças poliméricas dos monitores CRT apresentou desempenho mecânico satisfatório, viabilizando a sua reciclagem. / The electronic products discarded improperly represent a type of solid waste in the ascendancy worldwide. Electronic waste, "e-waste", among others, are terms commonly used in electronics when they become obsolete and are discarded. The very rapid replacement CRT (cathode ray tube) technology, used in televisions and monitors, to LCD, LED and Plasma technologies is one of the examples of products that have generated a large amount of waste, due to the infinity of scrap and obsolete equipment discarded each year, causing economic losses and environmental pollution. The CRT monitors are composed of polymeric, metals and ceramics materials, among which are materials of high and low economic value and also some toxic materials. This work is focused on CRT monitors frames, which are composed of polymers, in order to characterize and recycling. Monitors, damaged or obsolete, from different brands, year of manufacture, size and color were collected. The frames were separated by brand, characterized, comminuted and injected to obtain samples for mechanical tests. The results of infrared (FTIR) characterization showed that the frames, independent of brand and year of manufacture, use the same polymer material in its manufacture (ABS). It was also observed that over time, the material of the monitor frames didn’t change in relation to polymer composition, because comparing monitors with more than 5 years difference, the type of polymeric material used is the same. The results of mechanical tests of impact, tensile, flexural and hardness showed variations in different brands, probably because the specific compositions in relation to fillers and additives. These variations also could be verified by the type of the surface fracture of the samples after tensile test. This analysis was performed using scanning electron microscopy (SEM). The mechanical tests showed, in general, the ABS polymers recycled have mechanical properties that allow its reuse. Based on the obtained results it can be concluded that the polymer recycled, of CRT monitors frames, showed satisfactory mechanical performance, enabling its recycling.

O presente trabalho investigou o emprego de aglomerante à base de poliuretano comparativamente aos aglomerantes com base em fenol, formol e grande quantidade de compostos aromáticos, convencionalmente empregados em areias para fundição de metais. Foram desenvolvidas quatro formulações de resina designadas de poliol 1, poliol 2, poliol 3 e poliol 4, sendo que o poliol 1 é proveniente de fonte fóssil e os demais provenientes de fonte renovável de base vegetal. Os compostos areia-aglomerantes com esses materiais hidroxilados juntamente com metildifenilisocianato (MDI) foram caracterizados com relação às propriedades mecânicas em processo de cura a frio e caixa-fria. Além disso, foi verificada a influência da umidade na resistência mecânica dos aglomerados. Foram variadas as quantidades de aglomerante e o uso de dois tipos diferentes de solventes. No processo caixa-fria foi estudado o tempo de vida de banca de duas formulações. Foram avaliadas as propriedades térmicas com resistência à compressão sob a alta temperatura, análise termogravimétrica (ATG) e colapsibilidade. Avaliação da emissão de compostos voláteis segundo protocolo de Ohio foi realizada durante o tempo de estocagem de 12 horas. O resíduo foi caracterizado segundo a NBR 10004-NBR 1006 considerando a presença de fenol na areia descartada. As amostras com materiais de base vegetal apresentaram os melhores desempenhos mecânicos nos processos de cura a frio e caixa-fria quando comparados ao poliol de fonte petroquímica, sendo que o poliol 3 apresentou resultados superiores ao padrão FU. De uma forma geral os compostos aglomerados com os materiais hidroxilados nas análises de ATG apresentaram temperaturas de decomposição inicial maiores que o padrão FU. A resistência mecânica sob altas temperaturas apresentou desempenho semelhante ao sistema convencional, mas resultados inferiores na temperatura de 300ºC. O acréscimo das relações NCO:OH incrementaram as propriedades mecânicas em grande parte das formulações. Os resíduos gerados com os compostos aglomerados com a utilização dos polióis 2 e 3 não apresentaram fenol, conferindo baixa periculosidade aos resíduos gerados. / The present study investigated the use of polyurethane-based binder compared with binders based on phenol, formaldehyde and a large amount of aromatic compounds conventionally used in sand casting of metals. Were developed 4 resin formulations designated polyol 1, polyol 2, polyol 3 and polyol 4, and the polyol 1 is the only one that it is derived from fossil source and the others polyols are derived from renewable vegetable-based. The compounds of sand-binder agglomerated with these materials hydroxylated together with MDI were characterized in relation to mechanical properties in both process no-bake and cold-box. Besides, was verified the influence of moisture on the strength of the specimens agglomerated. Were varied amounts of the binder and the use of two different solvents. Also in the cold box process was studied worktime of two formulations. The thermal properties with compressive strength under higher temperature, thermogravimetric analysis (TGA) and collapsibility were evaluated. The evaluation of the emission of volatile compounds according to the OHIO protocol was performed during the storage time of 12 hours. The waste was characterized according to (NBR 10004 NBR-1006) regarding the presence of phenol in the sand discarded. Samples of materials from based vegetable showed the best mechanical performance in both process no-bake and cold box when compared to polyol from to petrochemical source and the polyol 3 showed superior results to standard PU. In general, the compounds agglomerated with hydroxylated materials showed decomposition starting temperature higher than the standard FU in the study of TGA analysis. The mechanical strength under high temperatures showed similar performance to the conventional system, but the results have been lower than the temperature of 300°C. The increased of NCO: OH ratios improved mechanical properties in most formulations. Waste generated with the compounds agglomerated with the use of polyols 2 and 3 didn’t show phenol, presenting waste with lower hazard.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-04-16T12:49:59Z No. of bitstreams: 1 2009_EdgarSobralAshiuchi.pdf: 12120554 bytes, checksum: 232f69749d4ab4f8001c5983b7251fbf (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2012-04-17T11:33:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_EdgarSobralAshiuchi.pdf: 12120554 bytes, checksum: 232f69749d4ab4f8001c5983b7251fbf (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-17T11:33:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_EdgarSobralAshiuchi.pdf: 12120554 bytes, checksum: 232f69749d4ab4f8001c5983b7251fbf (MD5) / Acoplamentos mecânicos com contatos forçados estão sujeitos à falhas provocadas por variados mecanismos: deformação plástica, ruptura frágil, fadiga, corrosão, defeitos macro e microscópicos. Na prática esses mecanismos poucas vezes se apresentam isolados e não rara é a combinação de mais de dois para explicar uma falha catastrófica. Nesse trabalho investigou-se o efeito do tratamento criogênico profundo na vida por fadiga sob condições de fretting no Al 7050-T7451. Há fortes indícios da eficácia do tratamento associado ao aumento da resistência ao desgaste e aumento da vida em fadiga de alto ciclo em materiais ferrosos e isso motivou a pesquisa em fadiga sob fretting com ligas de alumínio de alta resistência de uso aeronáutico. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Mechanical couplings with forced contacts are subject to failures caused by different mechanisms: deformation, rupture fragile, fatigue, corrosion, macro and microscopic defects. These mechanisms have not always isolated and not rare is the combination of more than two to explain a catastrophic failure. This work investigate the effect of deep cryogenic treatment of fretting fatigue life of Al 7050-T7451. There is strong evidence of the effectiveness of treatment associated with increased wear resistance and increase the life in the high-cycle fatigue in ferrous materials and that motivated the search on fretting fatigue with high strength aluminum alloys of aeronautical use.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-01T15:08:57Z No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Rejected by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br), reason: Boa noite, Por favor, adicione o campo orientador e co-orientador. Atenciosamente, on 2017-11-28T20:58:34Z (GMT) / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-12-04T20:07:41Z No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-05T22:18:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T22:18:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) Previous issue date: 2018-01-05 / O Ferro Fundido Nodular GGG 40 e o poliestireno (PS) reciclado são materiais muito usados na atualidade em projetos de engenharia. O primeiro é uma liga metálica composta principalmente de ferro com mais de dois por cento de Carbono representado em inclusões de grafita. O PS é um polímero de estireno, que neste trabalho a matéria prima do PS foi obtida do processo de reciclagem do poliestireno expandido (EPS), ou mais comercialmente conhecido como isopor. O objetivo principal deste trabalho consiste em conhecer as principais propriedades do ferro fundido GGG 40 e o PS. O trabalho apresenta uma caraterização mecânica desta liga metálica e do material polimérico através de ensaios mecânicos e da técnica de correlação digital de imagens (CDI). A partir do conhecimento de tais características, como a composição química, comportamento térmico e do comportamento da resistência e deformação perante diferentes tipos de esforços será possível prever o comportamento do material. O comportamento mecânico do material será analisado mediante a observação dos campos de deslocamentos e deformações resultantes apresentados após a deformação nos ensaios de tração. Para realizar tais medições será usada uma técnica de CDI, técnica que é capaz de obter as deformações em tempo real e em toda a superfície do corpo de prova, obtendo dados mais coerentes com a realidade do que um extensômetro convencional. Está técnica ótica é considerada uma tecnologia moderna que contém o hardware e software necessário para avaliar o comportamento de deformação dos corpos de prova. / Nodular Cast Iron GGG 40 and recycled polystyrene (PS) are widely used in engineering projects today. The first is a metallic alloy composed mainly of iron with more than two percent carbon represented in graphite inclusions. PS is a polymeric material which its in pure state is synthesized from styrene polymerization, but in this work the PS raw material was obtained from the recycling process of expanded polystyrene (EPS), or more commercially known as styrofoam. The main objective of this work is to know the main properties of cast iron GGG 40 and PS. The work presents a mechanical characterization of this metal alloy and the polymeric material through mechanical tests and the technique of Digital Image correlation (DIC). From the knowledge of such characteristics, as the chemical composition, thermic behavior and the behavior of the resistance and deformation before different types of efforts will be possible to predict the behavior of the material. The mechanical behavior of the material will be analyzed by observing the resulting displacement and strain fields after the deformation in the tensile tests. To carry out such measurements, a CDI technique will be used, which is capable of obtaining deformations in real time and on the entire surface of the specimen, obtaining data more coherent with reality than a conventional strain gage. This optical technique is considered a modern technology that contains the necessary hardware and software to evaluate the deformation behavior of the specimens.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-14T14:47:39Z No. of bitstreams: 1 2017_HugoFerreiraMoore.pdf: 8257141 bytes, checksum: 0a133cd9e3c11d8976125dc4bb8ffcac (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-21T18:29:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_HugoFerreiraMoore.pdf: 8257141 bytes, checksum: 0a133cd9e3c11d8976125dc4bb8ffcac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-21T18:29:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_HugoFerreiraMoore.pdf: 8257141 bytes, checksum: 0a133cd9e3c11d8976125dc4bb8ffcac (MD5) Previous issue date: 2017-11-21 / A indústria automotiva vem buscando desenvolver melhores produtos aos seus consumidores, fornecendo-lhes mais conforto e segurança. Dentre as constantes melhorias almejadas nos projetos veiculares, a redução de vibração que chega ao condutor e aos passageiros é uma delas. Estas vibrações são provenientes principalmente do sistema de transmissão, da interface pneu/pista e do atrito do ar com a carroceria, sendo transmitidas para o banco e consequentemente ao ser humano. Por ser um dos principais elementos que está em contato com o motorista, o banco automotivo vem sendo constantemente estudado e pode ser avaliado experimentalmente de duas formas: através de medições realizadas in situ, ou seja, no próprio veículo e através de medições realizadas em bancadas laboratoriais. Avaliações de vibração em bancos automotivos realizadas in situ possuem o benefício de fornecerem condições de ensaio idênticas às condições de uso do veículo, entretanto, limitam maior variabilidade nas condições de ensaio. Por sua vez, a utilização de bancadas experimentais laboratoriais podem fornecer condições de ensaios próximas às condições de uso, além de gerar inúmeras possibilidades de estudo. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo a proposição, construção de uma bancada experimental de vibração em assentos automotivos e a realização de testes experimentais de vibração de corpo inteiro em assentos automotivos baseados na Norma de Higiene Ocupacional 09 (NHO 09). A princípio, a bancada foi utilizada para o estudo em assentos de condutores de ônibus do tipo rodoviário e urbano, entretanto a mesma é funcional para adaptação a diferentes modelos de assentos. A estrutura da bancada em questão foi construída de forma a ser resistente suficiente para suportar as cargas dinâmicas geradas nos experimentos, de tamanho suficiente para simular o espaço interno do posto de trabalho de um motorista de ônibus e flexível para permitir vibrações no eixo vertical promovidas por um shaker eletrodinâmico. Sobre a estrutura da bancada, tem-se a opção de se posicionar um assento de ônibus rodoviário ou urbano, instrumentando-os conforme a (NHO 09) para realização de testes de vibração de corpo inteiro (VCI). Dessa forma, foram aferidos em testes experimentais se a bancada fornece os níveis de vibração exigidos pela normativa, além de ter sido realizado um estudo no domínio da frequência para os dois tipos de bancos disponíveis. / The automotive industry has been seeking to develop better products for its consumers by providing them with more comfort and safety. Among the constant improvements in vehicle projects, the reduction of vibration that arrives into the driver and passengers is one of them.These vibrations come mainly from the transmission system, the tire / track interface and the friction of the air with the body, being transmitted to the seat and consequently to the human being. Being one of the main elements that is in contact with the driver, the automotive seat has been constantly studied and can be evaluated experimentally in two ways: through measurements carried out in situ, ie in the vehicle itself and through bench measurements Laboratory tests. Vibration evaluations in automotive seats performed in situ have the benefit of providing identical test conditions to the conditions of use of the vehicle, however, they limit greater variability in the test conditions. In turn, the use of experimental laboratory benches can provide test conditions close to the conditions of use, besides generating numerous possibilities of study. In this context, the present work aims at proposing the construction of an experimental vibration bench in automotive seats and the realization of experimental tests of whole body vibration in automotive seats based on the Occupational Hygiene Standard 09 (OSH 09). At the beginning, the bench was used for the study in driver and bus seats of the road and urban type, however it is functional for adaptation to different models of seats. The structure of the bench in question was constructed to be resistant enough to withstand the dynamic loads generated in the experiments, of sufficient size to simulate the internal space of the work station of a bus driver and flexible to allow vibrations in the vertical axis promoted by an electrodynamic shaker. On the bench structure, one has the option to position a road or urban bus seat, instrumenting them according to (OSH 09) for performing full body vibration tests (WBV). In this way, it was verified in experimental tests if the bench provides the vibration levels required by the regulations, besides a frequency study was done for the two types of seats available.