Espumas de alumínio são materiais de estrutura porosa que combinam as propriedades de materiais celulares com as dos materiais metálicos. A espuma metálica, com porosidade acima de 70%, pode ser obtida principalmente pela via “metal líquido” e via “metalurgia do pó”. Este trabalho visa uma contribuição para o desenvolvimento da produção de espumas de alumínio via Metalurgia do Pó (MP), inédita no Brasil. Busca-se estudar e definir os parâmetros para produzir a espuma de alumínio e estruturas sanduíche através do processo de MP e por fim conhecer o seu comportamento mecânico. É proposta, também, uma otimização do processo, pois, atualmente, a etapa de compactação do pó ocorre através do processo de extrusão, ou compactação a quente ou laminação, ou ainda a combinação desses. Para definir os parâmetros do processo foi estudada a condição de mistura, além da proporção do pó de alumínio e o agente expansor (TiH2). Foram estudadas as condições do processo de espumagem variando temperatura e tempo. A partir desses resultados foram obtidas as estruturas sanduíche, sendo que o foco foi tubos metálicos de aço preenchidos por espuma de alumínio. Posteriormente, foi estudado o comportamento mecânico da espuma e dos tubos preenchidos com espuma através dos ensaios de compressão e flexão. Os resultados das propriedades das espuma foram comparados com as propriedades previstas através de equações propostas por Ashby et. al.. Os resultados indicam a real possibilidade de realizar apenas a compactação axial a frio do pó metálico, atingindo densidade superior a 95% do material denso com 450 MPa de pressão de compactação. O processo de mistura dos pós mais adequado foi o realizado em misturador convencional do tipo “duplo V” por 2 horas, obtendo uma boa homogeneidade. A condição mais adequada de obtenção de espuma foi com a proporção de mistura de 1,0% de TiH2, com espumagem em 710oC por 10 minutos. Os ensaios mecânicos mostraram que os tubos preenchidos com espuma de alumínio apresentam um aumento considerável nas propriedades. / Aluminum foams are materials of porous structure that combine the properties of cell material with those of metallic materials. The metal foam, with porosity above 70%, can be achieved mainly by the "liquid metal route" and by "powder metallurgy". This study aims to contribute to the development of aluminum foam production by powder metallurgy process (PM), unprecedented in Brazil. The objective is to study and define the parameters for producing aluminum foam and sandwich structures by the process of PM, and understand its mechanical behavior. It is proposed also a process optimization, since nowadays the powder compaction phase takes place by the process of extrusion, hot compression or rolling, or even a combination of these. To establish the process parameters, the condition of mixing was studied, as well as the amount of aluminum and blowing agent (TiH2) powder. Were also studied the foaming process conditions by varying the temperature and time. From these results were obtained the sandwich structures, being the focus on steel metal tubes filled with aluminum foam. Subsequently, it was studied the mechanical behavior of the foam and the tubes filled with foam through bending and compression tests. The results of the properties of the foam were compared with the properties predicted by equations proposed by Ashby et. al .. The results showed real possibility to perform only cold axial compression of the metal powder, reaching a density greater than 95% with 450 MPa of compaction pressure. The most adequate mixing of the powders process was carried out in a conventional mixer such as "double V" for 2 hours to give a good homogeneity. The best condition for obtaining foam was with the mixing amount of 1.0% TiH2, with foaming at 710oC for 10 minutes. The mechanical tests showed that the tubes filled with aluminum foam present a considerable increase in the properties.

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-27T18:26:08Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PassarelasUrbanasEstrutura.pdf: 9928793 bytes, checksum: 465adaa744f277788611195decb38b80 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-27T18:40:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PassarelasUrbanasEstrutura.pdf: 9928793 bytes, checksum: 465adaa744f277788611195decb38b80 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-28T12:31:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PassarelasUrbanasEstrutura.pdf: 9928793 bytes, checksum: 465adaa744f277788611195decb38b80 (MD5) Previous issue date: 2004 / Passarelas urbanas são pontes para pedestres que servem para promover a ligação entre duas áreas da cidade, separadas por algum obstáculo natural ou criado pelo homem. O desenvolvimento das cidades, o surgimento do transporte ferroviário no século 18 e do automóvel no século 20, provocou inicialmente uma necessidade de separação entre trafego de pedestres e de veículos. Com o crescimento desordenado das cidades e o aumento vertiginoso do tráfego de veículos, as vias destinadas a este tráfego tornaram-se verdadeiras barreiras aos pedestres, criando importantes rupturas no tecido urbano e grandes dificuldades de acessibilidade a diversas áreas da cidade. Assim as passarelas são hoje um equipamento de reconstituição do tecido urbano e instrumento de integração do pedestre ao espaço urbano. Por outro lado, o desenvolvimento da tecnologia do aço coloca a estrutura metálica como uma solução bastante eficaz para a construção das passarelas devido à sua grande versatilidade, leveza, facilidade e rapidez de montagem. O presente trabalho apresenta uma visão geral do tema passarelas urbanas em estruturas de aço, realizando um estudo que discute suas características, elementos componentes, e legislação existente no Brasil e no exterior. Analisa, a partir de uma série de aspectos, a questão estética referente à configuração física e expressão formal das passarelas, bem como os principais sistemas estruturais utilizados nas passarelas em estrutura de aço, abordando seu comportamento, principais características, adequação a vãos e principais pontos positivos e negativos referentes à sua utilização, execução e montagem. É apresentada também uma análise dos processos de concepção e projeto das passarelas, relatando-se algumas metodologias de planejamento e de estabelecimento dos principais critérios de definição de sua localização, de seus parâmetros de dimensionamento e estabelecimento de suas características físicas, além de discutir alguns dos principais problemas encontrados no seu planejamento, concepção e projeto. Um sistema de análise e estudo das variáveis objetivas e subjetivas, importantes no processo de definição do sistema estrutural a ser utilizado na concepção das passarelas em aço, é proposto através da utilização de matriz multicriterial, que avalia a adequação dos sistemas estruturais a aspectos referentes à localização, características pré-determinadas das passarelas e sua implantação. É apresentando um estudo de caso demonstrando a utilização do processo a partir da confrontação com uma passarela já executada em Belo Horizonte. Por fim são apresentadas as considerações finais e indicadas algumas possibilidades de desenvolvimento de trabalhos que aprofundem o estudo e conhecimento das passarelas em estrutura de aço, bem como seu processo de planejamento, concepção, projeto, execução e montagem. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Urban footbridges are pedestrian bridges which link two different parts of a city split by natural or man-made obstacles. The development of the modern city along with breakthroughs in rail transportation in the 18th century followed by the automobile in the 20th century created the necessity for the separation of pedestrian and vehicle traffic. Because of the random growth of cities and the increase in the number of vehicles, roads became true barriers to pedestrians causing major urban mesh ruptures and difficulty in access to different parts of the city. Therefore, today, footbridges serve as tools of urban mesh reconstitution vital in integrating the pedestrian to the urban space. Furthermore, the development of steel technology made the metallic structure an efficient solution to footbridges construction due to its light weight, versatility in assembly, ease of use and agility. This dissertation presents an overview of the urban footbridges using metallic structure, discussing its characteristics, components and legislation in Brazil and abroad regulating its use. This paper analyses, from a set of aspects, aesthetic questions related to physical configuration and formal expression. The main structural systems used in metallic structures, their behavior, main characteristics, span adequacy and significant positive and negative aspects concerning usage, construction and assembly are also investigated. An analysis of the processes of conception and design of footbridges is presented as well, setting down some planning methodologies and defining main criteria for location, size parameters and the establishment of physical characteristics while relating some of the main problems found in planning, conception and design. A system for analyzing and studying important objective and subjective variables important in the process of defining the structural system to be utilized in the design of footbridges is proposed. A multi-criteria matrix which evaluates the suitability of structural systems to location, pre-determined characteristics of footbridge and implantation is laid out. A case study is presented showing the usage of the process on a pre-existing footbridge in Belo Horizonte.Finally, some last considerations are presented and possibilities are indicated with respect to developing projects which go further in the study of metallic structure pedestrian overpasses and the processes of planning, conception, design, construction and assembly. Key-

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-02-12Bitstream added on 2014-06-13T19:53:03Z : No. of bitstreams: 1 molina_jc_me_ilha.pdf: 1032005 bytes, checksum: ca5a19c94abacf21752f94991dff250b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA) / Este trabalho de pesquisa tem a finalidade de analisar o comportamento de edificações de aço. Essas edificações são constituídas de pórticos, espaçados igualmente no sentido longitudinal, considerando o conjunto telha - terça na sua contenção transversal e principalmente longitudinal. As telhas são fixadas nas terças e este conjunto é fixado ao pórtico, de maneira a garantir a sua funcionalidade como um painel rígido, ação diafragma. A análise estrutural é efetuada através do processamento numérico, e são analisadas edificações de aço com dimensões transversais de 10.0, 15.0 e 20.0 metros de vão, tendo o espaçamento longitudinal entre pórticos de 4.0, 5.0, 6.0 e 7.0 metros. Primeiramente são analisados os painéis laterais das edificações, e na seqüência a edificação como um todo com relação ao seu comportamento global. Para finalizar, uma vez definidas todas as características da estrutura, é avaliado o comportamento da edificação quanto ao seu estado limite de utilização, ou seja, a rigidez proporcionada pelo sistema convencional e a ação diafragma formada pelo conjunto telha - terça. / This research work has the purpose to analyze the behavior of buildings in steel. Those buildings have been made by frames, with the same distance in the longitudinal direction, and used the purlin-sheeting system it your transverse restrain and mainly longitudinal. The sheetings are fastened on purlins and this system conected in the frame, in way to guarantee the functionality as a rigid panel, diaphragm action. The structural analysis is made through the numeric processing, and the steel buildings are analyzed with traverse dimensions of 10.0, 15.0 and 20.0 meters, and longitudinal dimension to the each other with 4.0, 5.0, 6.0 and 7.0 meters. Initially the lateral panels purlinsheeting system, are analyzed isolated, and in the sequence this system is connected to the building and analyzed with relationship the global behavior. Finally, once defined all the characteristics of the structure, the building behavior is evaluated with the limit state used, in other words, the proportionate rigidity for the braced system and the action diaphragm formed by the purlin-sheeting system.

A limpeza dos aços está diretamente associada ao conteúdo de óxidos dos mesmos, sendo que os diferentes tipos de inclusões não-metálicas presentes podem prejudicar desde os processos de fabricação e conformação até as características necessárias para a aplicação do produto final. As inclusões se formam e se modificam ao longo dos processos de fabricação, e estão relacionadas principalmente às práticas de refino secundário e de lingotamento. Essas inclusões estão sempre presentes nos aços, de modo que é impossível se produzir um aço completamente livre das mesmas. Atualmente, existe uma série de pesquisas buscando o desenvolvimento de práticas e de processos para incrementar a limpeza dos aços. Entre essas está o desenvolvimento de novos materiais refratários adequados às diversas etapas de uma Aciaria. Com especial importância na limpeza dos aços estão as práticas e tecnologias aplicadas no lingotamento contínuo. Neste trabalho foi avaliada a influência do uso de nitrogênio injetado através de poros no colo das válvulas submersas sobre a lingotabilidade e limpeza dos produtos laminados a partir de tarugos. Para este estudo foram testadas diferentes vazões de gás e depois mensurado seu efeito. As técnicas utilizadas para a avaliação foram: verificação da abertura dos tampões; índice de sucateamento nas linhas de inspeção; severidade em ultrassom pelo método de imersão; análise dos teores de oxigênio total e nitrogênio e análise pelo método de distribuição de valores extremos da maior inclusão estimada. Os resultados práticos foram então comparados entre os lotes escolhidos para o teste. Verificou-se através dos dados coletados boa compatibilidade entre as diferentes variáveis e coerência dos resultados com os relatos da literatura. O uso de gás nitrogênio se mostrou ser potencialmente benéfico para a melhoria da limpeza e lingotabilidade do aço, apesar de mais testes serem necessários para a validação das hipóteses levantadas. / The steel cleanliness is directly associated to its inclusion content. The different kind of non-metallic inclusion can harm from the manufacturing and forming processes up to the demanding characteristics for the final products. The inclusions are formed and modified along the steel manufacturing process, and they are related mainly to the secondary refining and casting of steel. These inclusions are always present in the steel, so it is hardly possible to produce steels completely free of them. Nowadays, there are several fields of research concerning with the development of practices and processes to improve steel cleanliness. The development of new lining materials which are suitable for each melting shop step is one of these fields. With special importance over the steel cleanliness issue, the practices and technologies applied to the continuous casting process can be cited. In this work, the influence of nitrogen injection though the pores of the submerged entry nozzle over the castability and cleanliness of rolled products was evaluated. For this study, different gas flows were tested and then measured its effects. The techniques used for the evaluation were: stopper rod opening; rejection index during the inspection lines; severity in immersion ultra-sonic inspection; total oxygen and nitrogen content analysis and largest inclusion diameter estimated by extreme values distribution. The practical results for each lot of steel were then compared. It was verified from, the collected data, good compatibility between these different variables and coherency of the results with the experiences reported in the literature. The use of nitrogen gas showed itself to be potentially good for the improvement of cleanliness and castability of steel, though more trials are necessary for the validation of the considered hypothesis.

Este trabalho trata do emprego do modelo de dano dúctil de Gurson e de alguns aspectos relativos a sua implementação computacional. Emprega-se como ponto de partida o programa Metafor, código de elementos finitos voltado para a simulação de problemas de conformação mecânica, contemplando portanto grandes deformações plásticas. Estudam-se alguns casos simples procurando identificar a influência de cada parâmetro do modelo de Gurson na resposta. É discutida a aplicação dos modelos de nucleação de vazios usualmente empregados em conjunto com a superfície de escoamento de Gurson em situações onde há reversão de solicitação. São propostas alterações nos modelos usuais de nucleação de forma a minorar resultados incoerentes verificados. Apresenta-se um algoritmo alternativo ao método de Newton-Raphson para a solução do sistema de equações associado à forma fraca das equações de equilíbrio, em situações onde a rigidez fica muito pequena. Tal algoritmo é implementado e testado. Um algoritmo de integração de tensões é apresentado e implementado, mostrando-se sua vantagem do ponto de vista de robustez, ou seja, obtenção da resposta correta a despeito do tamanho de incremento empregado. Também é discutido um procedimento para desconsiderar elementos que apresentem ruptura local Estudam-se problemas envolvendo geração de calor por deformação plástica em conjunto com a formulação do modelo de Gurson, mostrando que a consideração de acoplamento termo-mecânico com dano traz vantagens em algumas simulações. É discutida a implementação do modelo de Gurson sobre a versão tridimensional do Metafor, que contempla a formulação lagrangiana-euleriana arbitrária (LEA). Ao final, é feita uma simulação inicial do comportamento de espumas metálicas.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-10T19:45:50Z No. of bitstreams: 1 DissCCSad.pdf: 4130188 bytes, checksum: ae1739e6fd0c5b8eb0bd2f55b1be6301 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T12:03:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCCSad.pdf: 4130188 bytes, checksum: ae1739e6fd0c5b8eb0bd2f55b1be6301 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T12:03:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCCSad.pdf: 4130188 bytes, checksum: ae1739e6fd0c5b8eb0bd2f55b1be6301 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-21T12:03:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCCSad.pdf: 4130188 bytes, checksum: ae1739e6fd0c5b8eb0bd2f55b1be6301 (MD5) Previous issue date: 2016-06-17 / Não recebi financiamento / The paper it is a scientific and technological study about quality control in the fabrication and assembly of steel structures, developed through the analysis and interpretation of information obtained from literature surveys, technical visits and interviews with companies in the sector, highlighting the knowledge the existing literature. Therefore, they will discuss the processes for obtaining structural steel and its properties, the various stages of fabrication and assembly of steel structures, as well as nondestructive testing. The survey aims to define inspection criteria for the fabrication and assembly of steel structures for early identification of pathological manifestations, present the main pathological symptoms found in steel structures, establishing its origins and causes, exposing a flow chart of the process production of a steel structure showing the main performance checkpoints and, finally, to analyze certain pathological events, indicating failures in the production process. It is concluded that there are precautions to be observed not to make constructive errors, easily preventable through efficient planning and supervision. The study's aim is to promote the exchange of research results to the productive sector and assist in the review and development of standards. / Este trabalho é um estudo científico e tecnológico sobre o controle de qualidade na fabricação e montagem de estruturas metálicas, elaborado por meio da análise e interpretação de informações obtidas em levantamentos bibliográficos, visitas técnicas e entrevistas à empresas do setor, evidenciando o conhecimento da literatura existente. Sendo assim, são abordados os processos de obtenção do aço estrutural e suas propriedades, as diversas etapas da fabricação e da montagem das estruturas metálicas, assim como ensaios não destrutivos. A pesquisa tem como objetivos, definir critérios de inspeção durante a fabricação e a montagem das estruturas metálicas, para identificação prematura de manifestações patológicas, apresentar os principais sintomas patológicos encontradas em estruturas de aço, estabelecendo suas origens e causas, expor um fluxograma sobre o processo de produção de uma estrutura metálica, indicando os principais pontos de checagem de desempenho e, por fim, analisar algumas manifestações patológicas, indicando as falhas no processo de produção. Conclui-se que existem cuidados a serem observados para não cometer erros construtivos, facilmente evitáveis por meio de planejamento e fiscalização eficientes. O intuito do estudo é promover o intercâmbio dos resultados da pesquisa com o setor produtivo e colaborar na revisão e elaboração de normas.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01.pdf: 54179 bytes, checksum: 5b9c5d3ef4f16c065f204769ae31a497 (MD5) Previous issue date: 2007-11-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The development of composite materials is a result of the need to conjugate the properties of two or more components in one, thus maximizing the individual properties. The Aluminium Matrix Composites (AMCs) reinforced with hard particles have bulked the sectors of application due to the properties as low density and increased wear resistance. The technique of Powder Metallurgy followed by hot extrusion provides positive results in the consolidation of compacted samples, avoiding the segregation phenomena typical of casting processes. For the present work two aluminum alloys were used as matrix, AA2124 and AA6061, reinforced with silicon nitrite, titanium nitrite and titanium aluminide. Influences of the type of reinforcement, morphology of the powders and two different heat treatments, namely, T1 and T6 were studied. Some mechanical properties were evaluated as hardness, ultimate tensile strength and tribological properties. The aim of the present work is the attainment of metal matrix composites with an aluminum matrix through powder metallurgy and hot extrusion. The results have shown a homogeneous distribution of reinforcement particles on the composite materials. The ultimate tensile strength and the hardness presented a reduction in the composites when compared with the material without reinforcement, except of those reinforced with silicon nitrite wherein the bond between the matrix and the reinforcement is enhanced. The heat treatment T6 increased the mechanical properties in the materials without reinforcement and the composites of matrix AA6061, when compared with the T1. The coefficient of friction for all the studied materials was kept at about 0.4, a common value for aluminum alloys. The reinforcement particle addition showed to be efficient in the improvement of the wear resistance of all the composites in relation to the material without reinforcement. / O desenvolvimento de materiais compósitos provém da necessidade de conjugar as propriedades de dois ou mais componentes num só, maximizando as propriedades individuais. Os Compósitos de Matriz de Alumínio (AMCs) reforçados com partículas duras vem ampliando as áreas de aplicação devido a propriedades como baixo peso específico e aumento na resistência ao desgaste. A técnica de Metalurgia do Pó seguida por extrusão a quente proporciona bons resultados na consolidação de preformas compactadas, evitando o fenômeno de segregação, típico em processos por via líquida. Neste trabalho, foram utilizados duas ligas de alumínio como matriz, AA2124 e AA6061, reforçadas com nitreto de silício, nitreto de titânio e alumineto de titânio. Foram estudados a influência do tipo de reforço, morfologia dos pós e dois tratamentos térmicos diferentes, T1 e T6. Avaliaram-se propriedades mecânicas como: dureza, resistência máxima à tração e propriedades tribológicas. O objetivo deste trabalho é a obtenção de compósitos de matriz metálica com matriz de alumínio pela rota da Metalurgia do Pó e extrusão a quente. Os resultados mostraram uma distribuição homogênea das partículas de reforço nos materiais compósitos. A resistência máxima à tração e a dureza apresentaram uma diminuição nos compósitos em relação ao material sem reforço, com exceção daqueles reforçados com nitreto de silício onde a interação entre a matriz e o reforço é melhor. O tratamento térmico T6 possibilitou um aumento das propriedades mecânicas nos materiais sem reforço e nos compósitos de matriz AA6061, em relação ao T1. O coeficiente de atrito para todos os materiais estudados se manteve em torno de 0,4, valor este, comum para ligas de alumínio. A adição de partículas de reforço mostrou ser eficiente na melhoria da resistência ao desgaste de todos os materiais compósitos em relação ao material sem reforço.

Orientador : Renato Bertolino Júnior / Banca: Maximiliano Malite / Banca: José Antônio Matthiesen / Resumo: Este trabalho de pesquisa tem a finalidade de analisar o comportamento de edificações de aço. Essas edificações são constituídas de pórticos, espaçados igualmente no sentido longitudinal, considerando o conjunto telha - terça na sua contenção transversal e principalmente longitudinal. As telhas são fixadas nas terças e este conjunto é fixado ao pórtico, de maneira a garantir a sua funcionalidade como um painel rígido, ação diafragma. A análise estrutural é efetuada através do processamento numérico, e são analisadas edificações de aço com dimensões transversais de 10.0, 15.0 e 20.0 metros de vão, tendo o espaçamento longitudinal entre pórticos de 4.0, 5.0, 6.0 e 7.0 metros. Primeiramente são analisados os painéis laterais das edificações, e na seqüência a edificação como um todo com relação ao seu comportamento global. Para finalizar, uma vez definidas todas as características da estrutura, é avaliado o comportamento da edificação quanto ao seu estado limite de utilização, ou seja, a rigidez proporcionada pelo sistema convencional e a ação diafragma formada pelo conjunto telha - terça. / Abstract: This research work has the purpose to analyze the behavior of buildings in steel. Those buildings have been made by frames, with the same distance in the longitudinal direction, and used the purlin-sheeting system it your transverse restrain and mainly longitudinal. The sheetings are fastened on purlins and this system conected in the frame, in way to guarantee the functionality as a rigid panel, diaphragm action. The structural analysis is made through the numeric processing, and the steel buildings are analyzed with traverse dimensions of 10.0, 15.0 and 20.0 meters, and longitudinal dimension to the each other with 4.0, 5.0, 6.0 and 7.0 meters. Initially the lateral panels purlinsheeting system, are analyzed isolated, and in the sequence this system is connected to the building and analyzed with relationship the global behavior. Finally, once defined all the characteristics of the structure, the building behavior is evaluated with the limit state used, in other words, the proportionate rigidity for the braced system and the action diaphragm formed by the purlin-sheeting system. / Mestre

Espumas de alumínio são materiais de estrutura porosa que combinam as propriedades de materiais celulares com as dos materiais metálicos. A espuma metálica, com porosidade acima de 70%, pode ser obtida principalmente pela via “metal líquido” e via “metalurgia do pó”. Este trabalho visa uma contribuição para o desenvolvimento da produção de espumas de alumínio via Metalurgia do Pó (MP), inédita no Brasil. Busca-se estudar e definir os parâmetros para produzir a espuma de alumínio e estruturas sanduíche através do processo de MP e por fim conhecer o seu comportamento mecânico. É proposta, também, uma otimização do processo, pois, atualmente, a etapa de compactação do pó ocorre através do processo de extrusão, ou compactação a quente ou laminação, ou ainda a combinação desses. Para definir os parâmetros do processo foi estudada a condição de mistura, além da proporção do pó de alumínio e o agente expansor (TiH2). Foram estudadas as condições do processo de espumagem variando temperatura e tempo. A partir desses resultados foram obtidas as estruturas sanduíche, sendo que o foco foi tubos metálicos de aço preenchidos por espuma de alumínio. Posteriormente, foi estudado o comportamento mecânico da espuma e dos tubos preenchidos com espuma através dos ensaios de compressão e flexão. Os resultados das propriedades das espuma foram comparados com as propriedades previstas através de equações propostas por Ashby et. al.. Os resultados indicam a real possibilidade de realizar apenas a compactação axial a frio do pó metálico, atingindo densidade superior a 95% do material denso com 450 MPa de pressão de compactação. O processo de mistura dos pós mais adequado foi o realizado em misturador convencional do tipo “duplo V” por 2 horas, obtendo uma boa homogeneidade. A condição mais adequada de obtenção de espuma foi com a proporção de mistura de 1,0% de TiH2, com espumagem em 710oC por 10 minutos. Os ensaios mecânicos mostraram que os tubos preenchidos com espuma de alumínio apresentam um aumento considerável nas propriedades. / Aluminum foams are materials of porous structure that combine the properties of cell material with those of metallic materials. The metal foam, with porosity above 70%, can be achieved mainly by the "liquid metal route" and by "powder metallurgy". This study aims to contribute to the development of aluminum foam production by powder metallurgy process (PM), unprecedented in Brazil. The objective is to study and define the parameters for producing aluminum foam and sandwich structures by the process of PM, and understand its mechanical behavior. It is proposed also a process optimization, since nowadays the powder compaction phase takes place by the process of extrusion, hot compression or rolling, or even a combination of these. To establish the process parameters, the condition of mixing was studied, as well as the amount of aluminum and blowing agent (TiH2) powder. Were also studied the foaming process conditions by varying the temperature and time. From these results were obtained the sandwich structures, being the focus on steel metal tubes filled with aluminum foam. Subsequently, it was studied the mechanical behavior of the foam and the tubes filled with foam through bending and compression tests. The results of the properties of the foam were compared with the properties predicted by equations proposed by Ashby et. al .. The results showed real possibility to perform only cold axial compression of the metal powder, reaching a density greater than 95% with 450 MPa of compaction pressure. The most adequate mixing of the powders process was carried out in a conventional mixer such as "double V" for 2 hours to give a good homogeneity. The best condition for obtaining foam was with the mixing amount of 1.0% TiH2, with foaming at 710oC for 10 minutes. The mechanical tests showed that the tubes filled with aluminum foam present a considerable increase in the properties.

Este trabalho trata do emprego do modelo de dano dúctil de Gurson e de alguns aspectos relativos a sua implementação computacional. Emprega-se como ponto de partida o programa Metafor, código de elementos finitos voltado para a simulação de problemas de conformação mecânica, contemplando portanto grandes deformações plásticas. Estudam-se alguns casos simples procurando identificar a influência de cada parâmetro do modelo de Gurson na resposta. É discutida a aplicação dos modelos de nucleação de vazios usualmente empregados em conjunto com a superfície de escoamento de Gurson em situações onde há reversão de solicitação. São propostas alterações nos modelos usuais de nucleação de forma a minorar resultados incoerentes verificados. Apresenta-se um algoritmo alternativo ao método de Newton-Raphson para a solução do sistema de equações associado à forma fraca das equações de equilíbrio, em situações onde a rigidez fica muito pequena. Tal algoritmo é implementado e testado. Um algoritmo de integração de tensões é apresentado e implementado, mostrando-se sua vantagem do ponto de vista de robustez, ou seja, obtenção da resposta correta a despeito do tamanho de incremento empregado. Também é discutido um procedimento para desconsiderar elementos que apresentem ruptura local Estudam-se problemas envolvendo geração de calor por deformação plástica em conjunto com a formulação do modelo de Gurson, mostrando que a consideração de acoplamento termo-mecânico com dano traz vantagens em algumas simulações. É discutida a implementação do modelo de Gurson sobre a versão tridimensional do Metafor, que contempla a formulação lagrangiana-euleriana arbitrária (LEA). Ao final, é feita uma simulação inicial do comportamento de espumas metálicas.