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 2017-11-08T15:17:36Z No. of bitstreams: 1 2017_LuizGustavodaRochaCaixeta.pdf: 10017661 bytes, checksum: 1284620365c2d59b1517e2a9cc296556 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-24T21:11:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LuizGustavodaRochaCaixeta.pdf: 10017661 bytes, checksum: 1284620365c2d59b1517e2a9cc296556 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-24T21:11:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LuizGustavodaRochaCaixeta.pdf: 10017661 bytes, checksum: 1284620365c2d59b1517e2a9cc296556 (MD5) Previous issue date: 2017-11-24 / Considerando que o automóvel é um dos meios de transporte com maior impacto na sociedade atual, é essencial testá-lo a fim verificar o correto funcionamento de cada uma de suas partes e sistemas, especialmente do sistema de freio, visto que se trata de um item indispensável para segurança veicular. Uma maneira de ensaiar sistemas de freio, na indústria ou em laboratório, é por meio de dinamômetro inercial, que permite estudar em detalhe seu comportamento. Neste sentido, foi realizado um projeto de modernização e automação de um dinamômetro inercial, existente no Laboratório de Tribologia da Universidade de Brasília, o que permitiu o funcionamento automático, sem a necessidade da presença e/ou ingerência de um operador. Com esse intuito, foram realizadas ações, de cunho mecânico, visando melhorar o comportamento estático e dinâmico do equipamento. Em seguida foram implementados componentes elétricos para acionar e controlar o funcionamento do dinamômetro e criado um sistema eletrônico de controle e aquisição de dados para automatizar o equipamento. Todos estes subsistemas foram integrados de tal forma que o dinamômetro pudesse ser comandado e monitorado desde um computador. Para isto, elaborou-se um software baseado em LabView, para o controle dos ensaios e aquisição de dados. Finalmente, o funcionamento do dinamômetro automatizado foi comissionado por meio de ensaios de frenagem, utilizando sistemas de freio de veículos leves, o que garantiu e confirmou que há repetibilidade nos dados coletados e reprodutividade dos ensaios realizados. Dois tipos de ensaios foram realizados: um adaptado da norma SAE J2522 e outro de condições extremas de utilização do dinamômetro. Utilizaram-se discos de ferro fundido de ligas diferentes designadas como: Fe250, FeTi e FeAC. Por fim, ao longo do comissionamento do dinamômetro foram coletados dados de: força de atrito; distância de frenagem; tempo de frenagem, temperatura e rugosidade; todos em função da pressão de acionamento do freio, do ciclo e do tipo de ensaio realizado. / Considering that the automobile is one of the means of transport with the greatest impact on society, it is, therefore, essential to test the correct operation of each of its parts and systems, especially regarding the brake system, an indispensable item for vehicle safety. Both at industrial and laboratory levels, a way to test brake systems is by using an inertial dynamometer, which allows studying in detail its behavior. In this sense, this project consisted in the modernization and automation of the inertial dynamometer in the Laboratory of Tribology of the University of Brasilia, allowing its automatic operation; i.e., without the presence and/or intervention of an operator. To this end, mechanical actions were carried out to improve the static and dynamic behavior of the equipment. Then, electrical components were implemented to trigger and control the operation of the dynamometer, creating an electronic system of control to automate the equipment of data acquisition. All these subsystems were integrated in a way that the dynamometer could be controlled and monitored by a computer. For that purpose, a LabView-based software was devised to control the tests and the data acquisition. Finally, the operation of the automated dynamometer was validated by brake tests, using light passenger vehicle brake systems, which guaranteed and confirmed repeatability in the data collected and tests reproducibility. Two types of tests were performed: one adapted from the SAE J2522 norm and the other testing the dynamometer in extreme conditions. In both tests cast iron disks of different alloys were used, namely, Fe250, FeTi and FeAC. Finally, throughout the whole dynamometer validation process, the following data was collected: friction force; braking distance; braking time; temperature and roughness; and all these factors depend on the brake pressure, the number of cycles and the type of test performed.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Texto parcialmente liberado pelo autor. Conteúdo restrito: Capítulos 4 e 5. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-01-04T18:22:52Z No. of bitstreams: 1 2017_BarbaraMarieCélineFerry_PARCIAL.pdf: 3017479 bytes, checksum: b23c85c14a5f22650fc965f93bbbf89d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-21T18:37:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_BarbaraMarieCélineFerry_PARCIAL.pdf: 3017479 bytes, checksum: b23c85c14a5f22650fc965f93bbbf89d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-21T18:37:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_BarbaraMarieCélineFerry_PARCIAL.pdf: 3017479 bytes, checksum: b23c85c14a5f22650fc965f93bbbf89d (MD5) Previous issue date: 2018-02-20 / A fadiga por fretting está relacionada com o processo de dano, localizado na fronteira de contato entre dois corpos submetidos a cargas de fadiga. A previsão desse fenômeno é de grande importância na análise, por exemplo, da vida de lâminas de discos de turbinas. Na fadiga por fretting, o campo de tensão é máximo na superfície de contato, sendo observado um alto gradiente de tensão sob essa superfície. A diferença de escala entre experimentos realizados em laboratórios e os sistemas industriais, motivaram, nessa pesquisa, uma investigação da influência do efeito de tamanho na previsão de vida em fadiga por fretting. Para quantificar o efeito do gradiente de tensão e o efeito de tamanho, diferentes testes foram realizados na Universidade de Brasília em um equipamento servo-hidráulico com dois atuadores especialmente desenvolvido para ensaios de fadiga por fretting. Os parâmetros de testes foram definidos de forma que induzissem diferentes gradientes de tensão nos corpos de prova e posteriormente foram ajustados de modo que o volume solicitado sob a região de contato fosse o mesmo. Após os ensaios, para investigar os mecanismos de dano, os corpos de prova foram analisados por meio de um microscópio confocal laser. Foi demostrado nesta tese que para a liga Ti-6Al-4V, uma abordagem não local, baseada no campo de velocidades em uma determinada área ao redor da região de contato consegue prover boas previsões de vida em fadiga por fretting. Uma análise da influência das forças de fadiga nos processos de iniciação e propagação de trincas foi realizada e indicaram que essas forças não podem ser negligenciadas. De fato, se cerca de 75% dos mecanismos de iniciação de trinca em fadiga por fretting são controlados por tensões de contato (cisalhantes e pressão de contato) a consideração das tensões normais possibilita realizar previsões de vida mais realistas. O estudo do efeito do tamanho foi dividido em duas fases. A primeira investigou a influência do volume solicitado, reduzindo a largura de contato, porém, o gradiente de tensão sob a área de contato e a área de dano dentro da zona de deslizamento foram mantidas constantes. Na segunda, mantendo os parâmetro experimentais σB,max/p0 e Q/fP constantes, a influência da área de dano no interior da zona de deslizamento foi isolada enquanto que a área de dano sob a zona de deslizamento foi reduzida. Os resultados experimentais foram analisados utilizando o critério de fadiga da Curva Modificada de Wöhler em conjunto com a Teoria da Distância Crítica. Foi observado que nenhum desses dois parâmetros influenciam significativamente a vida em fadiga por fretting. Assim, o termo “efeito de tamanho” deve ser analisado somente com base no efeito do gradiente. / Fretting fatigue refers to the damage process localized at the frontier of the contact between two contacting bodies subjected to fatigue loadings. The prediction of this phenomenon is of major importance in determining, for instance, the lifetime of fan’s disk. In the vicinity of the contact front, the stress field inherited from the contact loads is maximal at the surface and displays a strong gradient under the contact. The difference of scale between the laboratory’s experiments and the industrials’ system motivated the study of the impact of the size effect for the determination of the lifetimes. To quantify the effect of the stress gradient and of the size effect, tests were carried out on a two vertical-actuators fretting-fatigue rig at the University of Brasilia, with experimental conditions ensuring different stress gradient and later different volume solicited under the contact. Damage mechanisms were studied using post-mortem analysis with a confocal microscope on some contact elements tested. It was shown on this thesis, for a Ti-6Al-4V alloy, that a nonlocal approach, based on equivalent velocity field on a determined area around the contact, leads to good expectation for the determination of fretting fatigue lives. The influence of the bulk stress for the description of the fretting fatigue crack initiation and propagation was also determined and it appears that it could not be neglected for the determination of the crack initiation boundary. As a matter of fact, if around 75% of the crack initiation mechanism in fretting fatigue is controlled by the contact stresses, i.e. shear stress and contact pressure, the consideration of the normal stress allows to obtain more realistic prediction. The study of the size effect was divided into two phases. First the influence of the volume stressed was investigated by reducing the width of the contact but maintaining the stress gradient under the contact and the damaged area within the slip zone constant. Then, the influence of the damaged area within the slip zone was isolated by maintaining the experimental parameters, i.e. σB,max/p0 and Q/fP, constant while the damaged area under the slip zone was reduced. The experimental results were analysed by applying a fatigue criterion, the Modified Wöhler Curve Method, in conjunction with the Theory of the Critical Distance. It was found that none of these two parameters influences significantly the fretting fatigue lifetimes, and so the term ‘size effect’ usually referenced in the literature as a damaging effect should refer only to the gradient effect.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-12-23T15:06:00Z No. of bitstreams: 1 2016_AndersonDiasMonteiro.pdf: 33676302 bytes, checksum: 226b42dc593cfbc51e37264c72a615cb (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-10T19:26:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AndersonDiasMonteiro.pdf: 33676302 bytes, checksum: 226b42dc593cfbc51e37264c72a615cb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T19:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AndersonDiasMonteiro.pdf: 33676302 bytes, checksum: 226b42dc593cfbc51e37264c72a615cb (MD5) / O compósito Nb-Cu pode ser empregado na fabricação de contatos elétricos, resistências, eletrodos de solda, entre outros. Estes materiais devem apresentar elevadas condutividades elétrica e térmica e resistência ao calor. A produção desses compósitos pela tecnologia convencional é limitada, uma vez que envolvem elementos químicos que possuem pontos de fusão bastante diferentes. Uma alternativa é a adoção da metalurgia do pó. Desta forma, este trabalho tem como objetivo obter um compósito Nb-Cu via metalurgia do pó. Para isto, os pós de nióbio e cobre foram misturados nas proporções de 12,5% e 25%, respectivamente, em moinho planetário de bolas com base nos seguintes parâmetros: a razão bola/pó foi de 3:1; a velocidade de rotação, de 250 rpm; a atmosfera, vácuo; o agente controlador de processo, o estearato de zinco; e o tempo de moagem, de 2 horas e 8 horas. Em seguida, foram calculadas as densidades aparentes das misturas dos pós de nióbio e cobre. Em relação à compactação, esta foi feita em prensa universal, com aplicação de força de 3,2 x 104 N. Seguiu-se determinando a densidade dos compactados pelo método geométrico. Após a compactação, as amostras passaram por sinterização em forno tubular sob atmosfera de gás argônio a uma temperatura de 1000ºC para as amostras do lote 1 e 1100ºC para as amostras do lote 2, com isoterma de 1 hora em ambos os casos. A taxa de aquecimento e resfriamento foi de 5ºC/min. A densidade das amostras após a sinterização foi obtida através do método de Arquímedes. Os pós metálicos elementares, as misturas de pós metálicos moídos e os corpos sinterizados foram analisados via microscopia eletrônica de varredura e microscopia confocal. Medidas de DRX e microdureza (HV1) também foram realizadas. A partir destas análises, observou-se que o aumento do tempo de moagem torna as misturas de pós mais homogêneas e com partículas aglomeradas mais achatadas. Verificou-se, também, que as densidades aparentes das misturas de pós decrescem com o aumento do tempo de moagem, ao passo que os compactados à verde e os corpos de prova sinterizados têm suas densidades aumentadas com o aumento do tempo de moagem. Foi constatado, ainda, que a microdureza vickers têm seus valores aumentados tanto com o aumento do tempo de moagem quanto com o aumento da temperatura de sinterização. / The Nb-Cu composite can be used in the manufacture of electrical contacts, resistors, welding electrodes, among others. These materials should have high electrical and thermal conductivities and heat resistance. The production of these composites is limited by the conventional technology, as they involve chemicals that have very different melting points. An alternative is the use of powder metallurgy. Thus, this study aims to obtain a Nb-Cu composite via powder metallurgy. For this, the niobium powders and copper were mixed in the proportions of 12.5% and 25%, respectively, in a planetary ball mill using the following parameters: the ratio ball / powder was 3: 1; rotation speed of 250 rpm; atmosphere, vacuum; the agent process controller, zinc stearate; and the grinding time of 2 hours and 8 hours. Then, the apparent densities of the mixtures of niobium powders and copper were calculated. In relation to the compaction, it was done in the universal press with force applying 3.2 x 104 N. This was followed by determining the density of compressed by geometrical method. After compaction, the samples underwent sintering in a tubular furnace under an atmosphere of argon gas at a temperature of 1000 ° C for samples 1 and 1100ºC batch to batch of samples 2, with 1 minute isotherm in both cases. The heating and cooling rate was 5 ° C / min. The density of the samples after sintering was obtained by the Archimedes method. The elemental metal powders, metal powder mixtures milled and sintered bodies were analyzed via scanning electron microscopy and confocal microscopy. XRD measurements and hardness (HV1) were also performed. From these analyzes, it was observed that increasing milling time becomes more homogeneous mixtures of powders and agglomerated particles flatter. It was found also that the apparent density of the powder mixtures decreased with increased milling time while the green compacted and sintered specimens have their densities increased with increasing milling time. It has been found, furthermore, that the Vickers microhardness values both have their increased with increasing milling time and with increasing the sintering temperature.

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.

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.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-10-20T11:33:53Z No. of bitstreams: 1 2006_Antonio Manoel Dias Henriques.pdf: 4009649 bytes, checksum: 657b3c9ba158ba0966f52367adecb9d7 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-10-20T12:08:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Antonio Manoel Dias Henriques.pdf: 4009649 bytes, checksum: 657b3c9ba158ba0966f52367adecb9d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-20T12:08:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Antonio Manoel Dias Henriques.pdf: 4009649 bytes, checksum: 657b3c9ba158ba0966f52367adecb9d7 (MD5) Previous issue date: 2006-03 / O presente trabalho descreve uma Bancada para realização de ensaios de fadiga em cabos condutores de energia. A Bancada foi projetada e construída de forma a permitir a condução de uma ampla gama de ensaios, em especial, além dos ensaios de fadiga, pode-se conduzir ensaios de vibração e de amortecimento próprio do cabo, entre outros. À concepção adotada possibilita a realização de testes em cabos condutores, com até 50 mm de diâmetro e com vão ativo variando na faixa de 38 a 50 m de comprimento, com total controle e monitoramento em tempo real das condições pré-estabelecidas para o ensaio. O sistema desenvolvido permite controlar ou monitorar, entre outros parâmetros, a pré-tensão no cabo, a força de aperto nos parafusos de fixação do grampo de suspensão, o deslocamento em qualquer ponto da amostra em teste, a freqüência e a força de excitação, a temperatura e a deformação nos fios da camada externa do cabo. Nos ensaios de fadiga o sistema mantém, durante todo o teste, uma variação de no máximo 5 % da amplitude de deslocamento prescrita a 89 mm do último ponto de contato entre o cabo (vão ativo) e o grampo de suspensão. Permite também, por meio de sensores a laser, detectar o momento exato e a camada em que ocorreu a quebra dos fios. A Bancada permite ainda variar o ângulo de saída do cabo no grampo de suspensão. A construção da bancada foi motivada pelas dificuldades existentes, na fase de projeto da linha, em se prever a durabilidade dos cabos com maior precisão, o que conduz a limitações de alguns parâmetros de projeto, tais como a carga de tração a ser aplicada ao cabo e o comprimento do vão entre as torres. Testes de laboratório se fazem necessários não só para empresas de energia elétrica terem dados confiáveis para projetos de novas linhas de transmissão, como, por exemplo, o auto-amortecimento do condutor, mas também para se otimizar e se determinar a vida útil das linhas já instaladas. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The present work describes the development of a test apparatus to perform fatigue endurance capability in power line cables. The test apparatus was designed and built in such a way to allow for the execution of an extensive range of tests, specifically, besides the fatigue tests, it allows for the execution of cable vibration and self-damping tests, among others. The concept adopted allows for the execution of tests in power cables up to 50 mm in diameter and with an active span ranging from 38 to 50 m in length, with full, real-time controlling and monitoring of the conditions that were preset for the tests. The system developed allows for the controlling and monitoring, among other parameters, of the pre-strain in the cables, the tightening torque of suspension clamp fastening bolts, the displacement of any part of the sample under test, the drive frequency and force, the temperature and the deformation of the wires in the outer layer of the cable. In the fatigue tests, for the full duration of the test, the system keeps the variation of the displacement amplitude within a maximum of 5% of the prescribed value at a distance of 89 mm from the last contact point between the cable (active span) and the suspension clamp. Also, by means of laser sensors, it allows for the detection of the precise moment at which the wires break as well as the layer where the break occurred. The test apparatus also allows for the adjustment of the exit angle of the cable at the suspension clamp. The construction of the test apparatus was prompted by the existing difficulties, during power line design phase, to predict the durability of the cables with higher precision, which lead to limitations of some design parameters, such as the strain load to be applied to the cable and the span length between the towers. Laboratory tests are needed, not only for the electric power companies to have reliable data for the design of new transmission lines, like, for instance, the self-damping of the conductor, but also to optimize and to determine the life span of the lines already installed.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2008. / Submitted by Thaíza da Silva Santos (thaiza28@hotmail.com) on 2011-02-12T20:21:03Z No. of bitstreams: 1 2008_LuizHomeroLopesMartins.pdf: 4690607 bytes, checksum: 7774578865a4ad0b4a4b16a468dbf9be (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-03-25T14:15:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_LuizHomeroLopesMartins.pdf: 4690607 bytes, checksum: 7774578865a4ad0b4a4b16a468dbf9be (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-25T14:15:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_LuizHomeroLopesMartins.pdf: 4690607 bytes, checksum: 7774578865a4ad0b4a4b16a468dbf9be (MD5) / O presente trabalho apresenta uma metodologia para avaliação de resistência a fadiga sob condições de fretting, a qual foi validada para resultados experimentais disponíveis na literatura. A metodologia consiste na aplicação do Método da Distância Crítica, segundo a abordagem do Método da Linha, associado ao modelo de fadiga multiaxial de Susmel & Lazzarin (Método da Curva de Wöhler Modificada). Os resultados obtidos a partir do Método da Linha foram comparados com os resultados obtidos pelo Método do Ponto, mostrando que o Método da Linha é menos conservativo que o Método do Ponto. O Método da Linha previu corretamente a resistência a fadiga para 26 dos 29 testes experimentais, contra 23 de 29, para o Método do Ponto. Também foi comparada a sensibilidade de ambos os métodos a um aumento ou uma redução de 10\% no valor do parâmetro material que determina a distância crítica de aplicação do critério de fadiga multiaxial. Os resultados mostraram que o Método da Linha é menos sensível que o Método do Ponto à variação desse parâmetro para fortes gradientes de tensão. A segunda parte desse trabalho consiste na concepção, projeto, e comissionamento de um aparato experimental para realização de teste de fadiga sob condições de fretting. O Dispositivo de Fretting é concebido para ser acoplado a uma máquina de ensaios universal MTS e funcionar como um elemento mola que reage à deformação do corpo de prova, induzida pela carga remota aplicada pela MTS, gerando a carga cisalhante. Estão incluídos detalhes como: princípio de funcionamento, calibração da instrumentação, medição de rigidez do dispositivo, alinhamento das sapatas usando-se filme sensível à pressão e medição do coeficiente de atrito na zona de escorregamento. Para finalizar o trabalho foi realizada uma série de testes de fadiga sob condições de fretting na liga Al 7050-T7451 onde foi mantida constante a pressão de pico, a amplitude de tensão remota e a relação Q/P, e variou-se apenas a componente média da tensão remota . Os testes mostrara que mesmo sob a ação de uma tensão remota muito inferior ao limite de fadiga convencional do material ocorria a ruptura do espécime, ou seja, fretting provoca uma redução substancial no limite de fadiga do material. Apenas nos dois últimos testes, em que o campo de tensão remoto era puramente compressivo, os corpos de prova não falharam, mesmo assim ainda foi possível constatar a presença de trincas não propagadas dentro da zona de escorregamento. Tais trincas mostram o forte papel do fretting no processo de iniciação de trincas prematuramente. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of this work is to propose a methodology to estimate the fatigue strength limit under fretting conditions which was validated for experimental results taken from the literature. This methodology is founded on the use of the Theory of Critical Distance (Line Method) associated with the multiaxial fatigue model proposed by Susmel & Lazzarin (Modi_ed Wöhler Curve Metho d). The results provided by the Line Metho d and the Point Method were compared showing that the Line Method was less conservative than the Point Method. The Line Method has correctly evaluated, rightly, the fatigue strength for 26 of 29 experimental tests, against 23 of 29 for the Point Method. Both methods were also compared concerning their sensibility to an increase or decrease of 10% on the value of the material parameter that determine the critical distance which was used to apply the multiaxial fatigue model. The results have shown that the Line Method is less sensitive than the Point Metho d to this parameter for high stress gradients. It is also shown in this work the conception, design, and verifying tests of an Experimental Apparatus for conduct experimental tests of fatigue under fretting conditions. The Apparatus was conceived to be assembled in a universal tests machine MTS e work as a spring reacting to specimen deformation, caused by bulk load applied by MTS, pro ducing the shear load. It is included details as: working principle, instrumental calibration, measuring of the sti_ness of the Apparatus, alignment of fretting pads using pressure sensitive _lm and evaluation of the friction coe_cient in the slip zone. In order to _nish this work it was conducted a series of fretting fatigue tests on a 7050 7451 alloy where were kept constant the peak pressure, the bulk stress amplitude and the ratio , and it was changed the mean bulk stress. The tests have shown that even experiencing a bulk stress much lower than the material plain fatigue strength the specimen failure still takes place, in other words, the fretting causes a substantial decrease in the fatigue limit of the material. Only the two last tests, which the bulk stress _eld was purely compressive, the specimens did not failure, even so it was veri_ed nonpropagated cracks on the slip zone. Such cracks show the strong in_uence of the fretting phenomena in speeding up the crack nucleation.

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.