Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000400368-Texto+Completo-0.pdf: 4977900 bytes, checksum: 08b0f646dbce22d8e73ab4450850b4f0 (MD5) Previous issue date: 2008 / In the current work a methodology of melting and upward unidirectional solidification to obtain ingots of the pure metals with large columnar macrostructure was developed. Its purpose is to be applied on production of multicrystalline silicon ingots to photovoltaic industry. In order to obtain the desired macrostructure, this methodology is based on monitoring and controlling the thermal parameters such as: growth rate, thermal gradient and cooling rate, further at the correlation between these parameters with macrostructure. To develop this work, it was projected an upward unidirectional furnace with resistive heat elements capable of operate until 1650 ºC. Also, a chill system was built in stainless steel, 180 mm length by 51 mm diameter, to cast zinc and aluminum pure metals, with two configurations of the cooled chill to promote different thermal parameters. To work with silicon it was used a quartz crucible and a quartz tube chamber to protect the melting with an argon atmosphere. With the experimental results it is possible to observe that the cooling rate has an important correlation with the as-cast macrostructure in the upward unidirectional solidification. The zinc and aluminum ingots presented an evident CET (columnar-to-equiaxed transition) and the cooling rates were about 0. 0035 to 0. 0049 ºC/s for zinc and 0. 013 to 0. 028 ºC/s for aluminum. Related to thermal parameters analysis and correlation with macrostructure were obtained expressions in the form T = constante. TG expoente o. Into the furnace was possible to melt and to solidify in situ silicon. / Nesse presente trabalho foi desenvolvido uma metodologia de fusão e solidificação unidirecional ascendente para a obtenção de lingotes, de metais puros, com macroestrutura colunar grosseira e que possa ser aplicada na produção de lingotes de silício multicristalinos para a indústria fotovoltaica. Visando gerar as condições necessárias para a obtenção da macroestrutura desejada, a metodologia baseia-se no monitoramento e controle de parâmetros térmicos tais como: velocidade de solidificação, gradiente térmico e taxa de resfriamento, e na correlação desses parâmetros com a macroestrutura. Para o desenvolvimento do trabalho foi projetado um forno de fusão e solidificação unidirecional ascendente com sistema de aquecimento resistivo capas de atingir temperatura de 1650 ºC. Também foi construída uma lingoteira, para trabalhar com os metais zinco e alumínio, de aço inoxidável com 180 mm de comprimento por 51 mm de diâmetro com duas configurações de sistema de resfriamento capaz de gerar variações nos parâmetros térmicos. Para trabalhar com silício foi utilizado cadinho de quartzo e um sistema para atmosfera de proteção também construído em quartzo. Com os resultados obtidos foi possível observar que a taxa de resfriamento tem uma importante correlação com a macroestrutura bruta obtida no processo de solidificação unidirecional ascendente. Os lingotes de zinco e alumínio apresentam TCE bastante evidente e as taxas de resfriamentos que ocasionaram essa transição foram da ordem de 0,0035 à 0,0049 ºC/s para o Zn e 0,013 à 0,028 ºC/s para o Al. Das análises dos parâmetros de solidificação e correlação com a macroestrutura, foram determinadas as expressões do tipo: expoentT = cons tan te. TG e o. No forno foi possível fundir e solidificar silício “in-situ”.

Este trabalho apresenta uma metodologia de otimização de perfis formados a frio. O dimensionamento utilizou o Método da Resistência Direta (MRD), apresentado, em anexo, nas normas: brasileira NBR 14762, revisão 2010 e norte-americana (AISI). O MRD é uma alternativa ao tradicional método das larguras efetivas (MLE) em perfis conformados a frio, tendo a vantagem de ser aplicável a geometrias mais gerais. Analisaram-se os modos de colapso de flambagem sob carregamentos estáticos de compressão centrada e flexão simples para os principais eixos de inércia. O Método das Faixas Finitas restringidas (MFFr) foi utilizado para identificação modal e classificação dos modos de colapso, obtendo, assim, as cargas críticas de flambagem necessárias para o emprego do MRD. O problema de otimização foi formulado como a busca das dimensões da seção transversal para a redução da massa do perfil (minimizando a área da seção transversal), tendo como restrição de carregamento normal e momentos fletores em x, y, xy. Também foram utilizadas restrições para o formato do perfil. Devido à dificuldade da diferenciação analítica das expressões contidas nas normas, a análise de sensibilidade foi efetuada através de diferenças finitas à frente, apresentando um elevado custo computacional. Para a otimização, utilizou-se um algoritmo de Programação Linear Sequencial (PLS), com o critério de parada KKT. O programa gerado mostrou-se muito mais eficiente que a abordagem anterior utilizando algoritmos genéticos (AG). Foram geradas numericamente dimensões ótimas da seção transversal para diferentes cargas axiais e momentos fletores em x, y e xy. Os resultados evidenciaram a eficiência dos enrijecedores de borda, responsáveis pela redução média de 15% de área transversal. Os resultados para flexão simples apresentaram que perfis U carregados com momentos fletores no eixo y são o caso mais crítico para flambagem. Também foi verificado que esta abordagem obtém resultados melhores do que os encontrados na literatura, que utilizam o método da largura efetiva (MLE) e o método da seção efetiva (MSE). / This paper presents a methodology of optimization of cold-formed sections. The desing used the Direct Strength Method (DSM), presented in attached standards: Brazilian NBR 14762 revision 2010 and North American (AISI). The DSM is an alternative to the traditional effective widths method (EWM) in cold-formed sections, having the advantage of being applicable to the general geometries. Buckling collapse modes under centered compression and simple bending static loafing, were analyzed principal inertia axes. The constrained finite strip method was used for modal identification and classification of the collapse modes, obtaining the critical buckling loads required for the DSM. The optimization problem was formulated as the search of the crosssectional dimensions to reduce the section mass (minimizing the cross-sectional area), having as constraints normal load and bending moments in x, y, xy. Constraints were also placed to the format of the section. Due to the difficulty of the analytical differentiation of the expressions contained in the standards, the sensitivity analysis was effected through forward finite difference, presenting a high computational cost. For the optimization was used an algorithm Sequential Linear Programming (SLP), with the KKT stopping criterion. The program generated proved to be much more efficient than the previous approach using genetic algorithms (AG). Optimal dimensions of the cross-section were numerically generated to different axial loads and bending moments in x, y, and xy. The results showed the efficiency of edge stiffening, responsible for the average reduction of 15% of cross-sectional area. The results for simple bending showed that sections U loaded with bending moments in the y axis is the most critical for buckling collapse. It was also observed that this approach gets better results than those found in the literature, using the effective widths method (EWM) and effective section method (ESM).

Nanopartículas (NPs) bimetálicas de níquel/irídio do tipo liga e do tipo caroço@casca foram obtidas a partir da decomposição dos precursores organometálicos, Ni(COD)2 e [Ir(COD)OCH3]2, e estabilizadas através do líquido iônico (LI) N trifluorometanosulfonimidato de 1-n-butil-3-metilimidazólio (BMIM.NTf2). As NPs bimetálicas foram caracterizadas através das técnicas de Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X (XPS), Espectroscopia de Absorção de Raios X, (EXAFS), Espectrometria de Espalhamento Rutherford (RBS) e por análise do ciclo de magnetização. As NPs apresentaram tamanho médio entre 1,5 nm e 2,0 nm e, de acordo com os dados obtidos, mantiveram-se bem distribuídas e estabilizadas quando estavam em solução de LI. As propriedades catalíticas das NPs foram avaliadas através da decomposição da hidrazina monohidratada e na reação de hidrogenação de compostos α, β – insaturados. A formação de estruturas do tipo caroço@casca e liga foi evidenciada por análises de XPS e EXAFS Verificou-se que o tipo do sistema (liga ou caroço@casca), a composição molar e o excesso de LI são fatores decisivos nas performances catalíticas. Nas reações de decomposição de hidrazina, o excesso de LI e o alto teor de irídio presente nos catalisadores influenciaram tanto a atividade quanto a seletividade da reação. Nas reações de hidrogenação, os maiores teores de irídio foram fundamentais para uma maior atividade. Dentre as NPs síntetizadas, selecionou-se o melhor catalisador para uma completa investigação cinética da reação de hidrogenação seletiva da ligação C=C da 2-ciclohexen-1-ona (CHN) empregando Ni/Ir 1:1. Nesse estudo, observou-se que a reação segue o mecanismo de Langmuir-Hinshelwood. Esse modelo propõe que a hidrogenação ocorre através da adsorção do substrato, dissociação do H2, seguido da reação de superfície e dessorção do produto. As entalpias obtidas pelos gráficos de van’t Hoff mostraram que a adsorção da CHN na superfície do catalisador é um processo exotérmico (-8 kJ.mol-1), enquanto a adsorção do H2 ocorre por um processo endotérmico (12,37 kJ.mol-1). / Alloy-like and core@shell-like bimetallic nanoparticles (NPs) of nickel/iridium were obtained from decomposition of the organometallic precursors Ni(COD)2 and [Ir(COD)OCH3]2 and stabilized by the ionic liquid (IL) 1-Butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (BMIM.NTf2). These NPs were characterized by X-Ray Diffractometry (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS), Rutherford Backscatering Spectroscopy (RBS) and by magnetization analysis. The NPs were obtained in the size range within 1.5 nm and 2.0 nm, remaining well distributed and stabilized in IL. The catalytic properties of the NPs were evaluated through decomposition of hydrazine monohydrate and in the hydrogenation reaction of α, β-unsaturated compounds. The formation of core-shell like and alloy like nanostructures were confirmed by XPS and EXAFS. The type of structure (alloy or core-shell), the molar composition and the excess of IL were found to play and important role on the catalytic performance Concerning hydrazine decomposition, the excess of IL and the high content of iridium present in catalysts were found to influence both catalytic activity and selectivity. In hydrogenation reactions, the higher contents of iridium were fundamental for a higher activity. The best catalyst (Ni/Ir 1:1) was choosen to a throughout kinetic investigation of the selective hydrogenation of the C = C bond of 2-cyclohexen-1-one (CHN), reveling a process governed by a Langmuir-Hinshelwood mechanism. This model proposes that hydrogenation occurs through adsorption of the substrate, dissociation of H2, followed by surface reaction and desorption of the product. The enthalpies obtained by the van’t Hoff graphs showed that adsorption of CHN on the surface of the catalyst is an exothermic process (-8 kJ.mol-1), while the adsorption of H2 occurs by an endothermic process (12.37 kJ.mol-1).

Nesse trabalho foi feito um estudo comparativo de sílicas do tipo SBA-15 organofuncionalizadas com mercaptopropiltrimetoxisilano e/ou silsesquioxano iônico contendo o grupo 1,4-diazoniabiciclo[2,2,2]octano. Foram avaliadas as suas habilidades como estabilizadores e controladores de tamanho de nanopartículas de ouro, bem como a sua capacidade de ancoramento das nanopartículas no interior dos poros das sílicas, usando-se diferentes quantidades de ouro. Também foi avaliada a habilidade de um xerogel de sílica modificado com o mesmo silsesquioxano iônico, como suporte de íons Au (III) adsorvido via troca-iônica. Estes materiais foram caraterizados usando várias técnicas, tais como: análise elementar, termogravimetria, isotermas de adsorção-dessorção de nitrogênio, difração de raios X, espectroscopia na região do UV-Vis e do infravermelho e microscopia eletrônica de transmissão. Foi possível avaliar que o uso do silsesquioxano iônico leva a um maior controle na forma, no tamanho e na distribuição de tamanho das nanopartículas presentes nos poros das sílicas. Além disso, o silsesquioxano iônico se mostrou eficiente como ancorador de íons Au (III) na superfície de xerogel de sílica. A sílica contendo nanopartículas de ouro e íons Au (III) mostrou-se promissora para ser aplicada como catalisador heterogêneo. / In this work, it was made a comparative study of organofunctionalized SBA-15 type silicas with mercaptopropyltrimethoxysilane and/or ionic silsesquioxane containing 1,4-diazoniabicyclo [2,2,2] octane group. Their abilities as stabilizers and size controllers for gold nanoparticles, as well as, the capacities to anchor nanoparticles inside of silica pores, using different amounts of gold, were evaluated. It was also studied a silica xerogel modified with the same ionic silsesquioxano, as adsorbent for Au (III) by ion-exchange. These materials were characterized using several techniques such as: elemental analysis, thermogravimetry, nitrogen adsorption-desorption isotherms, X-ray diffraction, UV-Vis and infrared spectroscopy, and transmission electron microscopy. It was possible to evaluate that the use of ionic silsesquioxane leads to a greater control in the shape, size and distribution of the nanoparticles present in the silica pores. In addition, the ionic silsesquioxane proved to be efficient as an adhesion agent of Au (III) ions on the silica xerogel surface. Silica containing gold nanoparticles and Au (III) ions showed promising results as heterogeneous catalysts.

Líquidos iônicos covalentemente suportados foram aplicados como template na síntese sol-gel de sílicas com diferentes propriedades texturais. Suportes contendo LIs com ânions hidrofóbicos (PF6 − e NTf2 −) exibiram menores áreas específicas, volume e diâmetros de poros quando comparados aos suportes contendo ânions hidrofílicos (Cl− e NO3 −). A técnica de magnetron sputtering foi aplicada para a deposição de nanopartículas de Pd uniformemente distribuídas sobre estas sílicas. O tamanho das Pd-NPs (1,8–2,1 nm) foi diretamente controlado pelas condições de deposição sendo possível observar maiores concentrações de Pd em menores profundidades nos suportes com menores diâmetros de poros. Esta característica leva a maiores interações Pd-Pd com consequente diminuição das interações Pd−X (X = Si, O, Cl, N ou F). Foram observados ambientes químicos relativos às espécies PdO2 no catalisador sem líquido iônico e Pd−Cl, Pd−N e Pd−F nos catalisadores contendo os LIs com os ânions Cl−, NO3 − e PF6 −/NTf2 −, respectivamente. Por apresentarem menores problemas de transferência de massa, catalisadores contendo metal numa menor faixa de profundidade exibiram elevadas atividades em reações de hidrogenação seletiva de dienos π- conjugados (1,3-ciclohexadieno, 1,3-ciclooctadieno, 1-isopropil-4-metil-1,3- ciclohexadieno e 1,3-butadienos). A hidrogenação do 1,3-ciclohexadieno exibiu atividades e seletividades de 3,0 s−1 e 98%, respectivamente, e ocorreu por intermediários π-alila meta-estáveis enquanto sua desproporção ocorreu por um mecanismo outer-sphere. Atividades e seletividades de 13,0 s−1 e 100%, respectivamente, foram obtidas na hidrogenação do 1,3-ciclooctadieno. A reação é independente da pressão de H2, mas possui dependência direta da concentração inicial do dieno com ordem de reação de 0,7 em relação ao substrato. Estes fatos sugerem que a dessorção do cicloocteno é a etapa lenta da reação. / Supported ionic liquids covalently anchored were applied as template by sol-gel synthesis of silicas with different textural characteristics. Supports containing ILs with hydrophobic anions (PF6 − and NTf2 −) exhibited lower surface areas, pore volume and diameter than supports with hydrophilic anions (Cl− and NO3 −). Magnetron sputtering deposition technique provided Pd nanoparticles uniformly distributed on these supports. As expected, similar Pd-NPs sizes (1.8–2.1 nm) were obtained for all of the catalysts indicating that the size of the NPs is controlled by the deposition conditions. It was possible to observe high amounts of Pd with depth profile exhibiting a narrow distribution for the supports with smaller pore diameters. This characteristic lead to higher interactions Pd- Pd and lower interactions Pd−X (X = Si, O, Cl, N and/or F). It was observed chemical components related to the PdO2 species for the catalyst with no IL and Pd−Cl, Pd−N and Pd−F for the catalysts containing Cl−, NO3 − and PF6 −/NTf2 − anions, respectively. Catalysts that showed higher amounts of Pd in the outer surface (depth profile with a narrow distribution) produced high activities in the hydrogenation of π-conjugated dienes (1,3-cyclohexadiene, 1,3-cyclooctadiene, 1-isopropyl-4- methyl-1,3-cyclohexadiene and 1,3-butadienes) since mass transfer limitations were avoided. Selective hydrogenation of 1,3-cyclohexadiene exhibited activities and selectivities up to 3.0 s−1 and 98%, respectively, and occurs via the formation of meta-stable π-allyl intermediates whereas its disproportionation occurs by a outer-sphere mechanism. Activities and selectivities up to 13.0 s−1 and 100%, respectively, were obtained for the selective hydrogenation of 1,3- cyclooctadiene. The reaction is non-dependent on H2 pressure, but displayed a direct dependence on the diene concentration, with a reaction order in substrate around 0.7. These facts suggest that desorption of the cyclooctene is the rate determining step.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2004. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-04-15T15:01:07Z No. of bitstreams: 1 2004_PedroClaudiodosSantosVieira.pdf: 1469696 bytes, checksum: cea01728115c1364df3426e49fa89d96 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-04-16T12:44:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2004_PedroClaudiodosSantosVieira.pdf: 1469696 bytes, checksum: cea01728115c1364df3426e49fa89d96 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-16T12:44:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2004_PedroClaudiodosSantosVieira.pdf: 1469696 bytes, checksum: cea01728115c1364df3426e49fa89d96 (MD5) / Na literatura técnica, existem formulações analíticas que trabalham com superfícies de interação em resultantes de tensões. Estes tipos de superfícies são importantes para evitar o processo de integração numérica, por exemplo na seção transversal, nas análises estruturais. Geralmente, as funções de escoamento f trabalham no espaço de tensões e dentro deste escopo, vê-se que a interação entre as tensões normal e tangencial pelo critério de Mises, aplicadas para os principais pontos de tensão numa seção metálica, é usualmente considerada como um limite para projetos elásticos de elementos resistentes. Expressões em tensões, que dependem dos esforços dados pela Resistência dos Materiais, permitem aplicações de condições limites de forma direta. Quando esta forma de critério é dada, a interação de surpefícies limites para trios de esforços aplicados resulta em planos, quádricas, surperfícies mais complexas, ou uma mistura destas. Técnicas que usam formulações analíticas são mais ou menos complexas e dependem de características, como por exemplo: combinação de tensões ou de esforços seccionais, e o tipo de seção analisada. Este trabalho apresenta uma técnica de geração de superfícies de interação em resultantes de tensões, através da regressão linear múltipla, usando modelo de dano em vigas de Timoshenko 3D com aplicações baseadas na análise elastoplástica de pórticos espaciais utilizando o conceito de rótula plástica e o método de backward Euler. Posteriormente, são apresentados e discutidos exemplos numéricos mostrando a eficácia da metodologia alternativa proposta.. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In the technical literature, there are analytical formulations based on surfaces of interaction in stress resultants. This kind of surfaces is important in order to avoid the numerical integration process as, for instance, in the transversal section, in structural analysis. Generally, the yield function f is defined in the stress space and the interaction between the normal and tangential stress performed by the von Mises criteria, applied to the main stress points on a metal section, is usually considered as a limit for elastic projects of the supporting elements. The expressions written in the stress space, which depend on efforts given by the Strength of Materials, allow the applications of the limit conditions directly. When is given this kind of criteria, the interaction of the limit surfaces for trios of applied efforts results in planes, quadrics, more complex surfaces or a combination of them. Techniques which use the analytical formulations are more or less complex and they depend on some features, such as combination of the stress or sectional efforts and type of the analyzed section. This work present a surface of interaction generation technique based on stress resultants, through the multiple linear regression technique, using a damage model for 3D Timoshenko beam, with applications based on the elastoplastic analysis of space frames, using the plastic hinge concepts and the Euler Backward method. After, are presented and discussed numerical examples showing the effectiveness of the proposed alternative methodology.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007. / Submitted by Natália Cristina Ramos dos Santos (nataliaguilera3@hotmail.com) on 2009-10-09T16:30:09Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luis A L Valencia.PDF: 2732410 bytes, checksum: cf333bba26279be7e01e40282869fec9 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-10-16T14:11:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luis A L Valencia.PDF: 2732410 bytes, checksum: cf333bba26279be7e01e40282869fec9 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-16T14:11:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luis A L Valencia.PDF: 2732410 bytes, checksum: cf333bba26279be7e01e40282869fec9 (MD5) Previous issue date: 2007-08 / Um dos sistemas mais comumente utilizados para o controle de vibrações em estruturas civis é o Amortecedor de Massa Sintonizado (AMS). Os amortecedores de massa sintonizados consistem basicamente em uma massa, uma mola e um amortecedor, os quais são conectados na estrutura, sintonizando a freqüência do amortecedor a uma freqüência particular, com o objetivo de fazer que o amortecedor vibre fora de fase com o movimento causado pelo carregamento dinâmico, transferindo-se assim a energia para o mesmo. No presente trabalho analisa-se numericamente através do software ANSYS, o número e a posição mais eficiente de Amortecedores de Massa Sintonizados para vigas com diferentes configurações de apoio, os parâmetros do AMS são calculados mediante as expressões de Den Hartog (para o caso de um único AMS) e o critério desenvolvido por Jangid (para o caso de AMS múltiplo). Para cada uma destas vigas foi realizada uma análise modal e uma serie de análises transientes com o objetivo de determinar as freqüências naturais e os modos de vibração das vigas modeladas, assim como as respostas dinâmicas máximas obtidas das estruturas analisadas sob uma condição de carregamento específica. Os resultados obtidos demonstraram reduções na resposta dinâmica máxima das vigas de mais de 80% nos casos onde a excitação da estrutura era harmônica e de mais de 45% no caso em que o carregamento aplicado nas vigas foi o carregamento aleatório executado. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT / One of the most common strategies for vibration control in civil structures is the Tuned Mass Damper (TMP). The Tuned Mass Dampers consist basically of a mass, a spring and a damper, which are connected in the structure, tuning the frequency of the damper to a particular frequency, with the objective of marking the damper oscilate out of plhase with the movement caused by the dynamic load, transferring the energy. The present work analyzes numerically, with the help of the software ANSYS, the most efficient number and position of Tuned Mass Dampers, designed by Den Hartog’s expressions (for a single TMD) and the criteria developed by Jangid (for the case of multiple TMD), in four different configurations of beams. For each one of these beams, modal and transient analyses were developed to obtain the natural frequencies and the vibration modes of the beams, as well as the dynamics maximum responses of the analyzed structures subjected to a specific load condition. The obtained results demonstrated reductions in the beam’s dynamic maximum response of more than 80% in the cases where the excitement of the structure was harmonic and more than 45% in the case in that the applied load in the beams was the executed random load.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2009-11-30T16:54:58Z No. of bitstreams: 1 2007_AlineCairesFerreira_noPW.pdf: 10780488 bytes, checksum: 02b1f1ec679780c6107b5242f38249ed (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2009-11-30T19:02:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_AlineCairesFerreira_noPW.pdf: 10780488 bytes, checksum: 02b1f1ec679780c6107b5242f38249ed (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-30T19:02:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_AlineCairesFerreira_noPW.pdf: 10780488 bytes, checksum: 02b1f1ec679780c6107b5242f38249ed (MD5) Previous issue date: 2007-05 / Atualmente, a grande competitividade existente no mercado da construção civil motiva estudos na busca de novos materiais e novas tecnologias. Tendo em vista o potencial de consumo do aço e as vantagens do seu emprego, torna-se importante a investigação de tecnologias para o seu melhor aproveitamento e utilização. Assim sendo, este estudo sobre a protensão de vigas de aço pretende contribuir para o aumento do uso das estruturas metálicas no mercado atual. A técnica da protensão é largamente conhecida e utilizada em estruturas de concreto, onde serve para reduzir os esforços de tração, ou até mesmo fazer a peça trabalhar apenas à compressão, obtendo-se, assim, um aproveitamento maior da capacidade resistente da seção de concreto. Já nas vigas de aço, a protensão pode ser usada com a finalidade de reforçar e recuperar estruturas metálicas existentes, e também podem servir para projetos de passarelas e pontes, como opção para atender imposições construtivas de limitação de altura de viga, ou ainda serem usadas em projetos arquitetônicos de grandes vãos. Este trabalho analisa o comportamento estrutural de vigas de aço protendidas, em perfil tipo I, indicando diretrizes para a utilização dessa técnica, e desenvolve um aplicativo para projetos e verificações de tais elementos. Este aplicativo, além de avaliar o perfil metálico de acordo com a NBR8800/1986, calcula a força e as perdas de protensão, o número de cabos e as possíveis instabilidades. Realiza-se, também, a análise das freqüências naturais e dos modos de vibração da viga metálica protendida e, ainda, a análise do comportamento dinâmico, via método dos elementos finitos e formulações analíticas, com transformadas de Laplace, numa simulação de rompimento súbito dos cabos de protensão. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The great competitiveness observed in the civil construction market encourages, nowadays, researches on new materials and technologies. Due to the potential for an increase in steel use and its inherited advantages in front of other materials, it is important to bring new technologies for an effective use of steel structures in the building industry. Therefore, this research on prestressed steel beams aims to increase the consumption of steel structures in the current marketplace. The pretension technique is already largely known and commonly used on concrete. With this technique, the ultimate capacity of prestressed concrete sections can be substantially increased, and concrete cracks prevented or at least reduced. Prestressed steel beams may be used to reinforce or even to recover existing steel structures, they also may be used in road bridges or in bridges for pedestrians and are good options to comply with limitations imposed on the beam height, or to assist architects and engineers to overcome large spans. This study analyzes the structural behavior of prestressed beams made of steel section of type I, establishing some guidelines for the appropriate use of the pretension technique, and develops a software for the design and verification of prestressed steel beams. The software checks the beam section according to the Brazilian NBR8800/1986 code specifications and also determines the pretension force to apply in the steel beam, the prestress losses, the number of cables required and the possible steel section instabilities. This research also presents, with the help of the finite element method and analytical formulations with Laplace’s transform, the study of the natural frequencies and vibration modes of the beam and also the dynamic behavior of the prestress beam under a sudden break of the pretension cables.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2010-05-12T13:40:37Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_JuanDiegoMorenoRestrepo.pdf: 810962 bytes, checksum: fd6fe1cfac8bc1dbd420be80a2e9a284 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-13T02:19:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao_JuanDiegoMorenoRestrepo.pdf: 810962 bytes, checksum: fd6fe1cfac8bc1dbd420be80a2e9a284 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-13T02:19:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_JuanDiegoMorenoRestrepo.pdf: 810962 bytes, checksum: fd6fe1cfac8bc1dbd420be80a2e9a284 (MD5) Previous issue date: 2006-07-03 / Durante os últimos trinta anos, o monitoramento da saúde estrutural (ou Structural Health Monitoring, SMH) tem-se desenvolvido rapidamente com o objetivo de estabelecer tanto o local do dano quanto a sua magnitude. Esses danos podem ser produzidos nas estruturas pelos processos de deterioração, aos quais estão submetidas durante toda a vida útil, afetando a capacidade de carga e ao mesmo tempo a segurança desta. Nesta dissertação, são aplicados dois métodos baseados nas mudanças das propriedades dinâmicas das estruturas produzidas pelo dano. Para o estudo do método de identificação de dano em estruturas usando a mudança na flexibilidade (Pandey e Biswas, 1994), é feita uma análise numérica em vigas com diferentes condições de apoio, níveis e locais de dano. Já para estruturas reticuladas, é aplicado o método de identificação de dano em estruturas submetidas a vibrações ambientes usando vetores de localização de dano, segundo a metodologia de Bernal (2000), e segundo a metodologia de Gao e Spencer (2002). Neste caso, para a análise numérica, simulam-se cenários de dano simples e múltiplo, variando as porcentagens de dano nos elementos. Inclui-se também uma simulação de um ensaio experimental numa das treliças analisadas numericamente para estudar a aplicabilidade do método e os resultados obtidos. É proposta uma metodologia de quantificação de dano para o método proposto por Bernal (2000) a qual baseia-se no índice MAC (MODAL ASSURRANCE CRITERION) proposto por Allemang e Brown (1982). O método proposto por Pandey e Biswas (1994) permitiu localizar satisfatoriamente o dano em todos os casos estudados. O método de identificação de dano usando vetores de localização apresentou resultados satisfatórios na identificação quando aplicada a metodologia proposta por Bernal (2000). Já quando aplicada a metodologia proposta por Gao e Spencer (2002) os resultados obtidos em alguns casos não representaram fielmente o estado da estrutura. ___________________________________________________________________________________ ABSTRACT / During the last thirty years, the Structural Health Monitoring (SHM) has been quickly developed with the purpose of establishing the local damages and its magnitude. The structures are submitted during its useful life to deterioration processes that can produce damages in them, changing their load capacity and at the same time the structure safety. In this dissertation, two methods based on the changes of the dynamic properties produced by damage are applied. For the method of damage identification in structures using the changes in the flexibility (Pandey and Biswas, 1994), is accomplished a numerical analysis when it is applied to beams with different support conditions, levels and localization of damage. In the case of truss structures, the method of damage identification in structures under ambient vibrations using the Damage Locating Vectors (DLVs) proposed by Bernal (2000) and the variation to this method proposed by Gao and Spencer (2002), were applied. In this case, for the numerical analysis, simple and multiple damaged scenarios were simulated, varying the level of damage in the elements. It is also included a simulation of an experimental test in one of the analysed trusses, in order to study the applicability of the method and its results. An approach for damage quantification in the Bernals (2000) methodology is proposed and it is based on the MAC (Modal Assurance Criterion) index developed by Allemang and Brown (1982). The method proposed by Pandey and Biswas (1994) identified the damage in all of the cases studied. The damage identification method using DLVs yield very satisfactory results when the Bernals (2000) methodology is applied, meanwhile the results obtained with the Gao and Spencer (2002) methodology in some cases does not represent the real state of the structure.

Tese (doutorado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-11-19T12:56:33Z No. of bitstreams: 1 2013_VagnerJoaoGobbi.pdf: 96126826 bytes, checksum: dc2ee55d3661eaba1d0ae1bf74964a19 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-01-28T11:28:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_VagnerJoaoGobbi.pdf: 96126826 bytes, checksum: dc2ee55d3661eaba1d0ae1bf74964a19 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-28T11:28:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_VagnerJoaoGobbi.pdf: 96126826 bytes, checksum: dc2ee55d3661eaba1d0ae1bf74964a19 (MD5) / Materiais com comportamento adequado em temperaturas elevadas tornaram-se uma necessidade nos dias atuais. Superligas são conhecidas desde a década de 1930 e utilizadas, principalmente, em aplicações aeroespaciais e automobilísticas. Com as novas regulamentações para redução das emissões atmosféricas e aumento da eficiência, surgiram projetos que submetem certos componentes de motores como válvulas, a temperaturas e pressões mais elevadas. Assim, exige-se que as ligas utilizadas na fabricação desses componentes possuam maior resistência à alta temperatura, a exemplo da NIMONIC 80A. Esta é uma liga de custo elevado devido à alta quantidade de níquel (70 a 80% em peso) além de possuir tratamento térmico extenso. Uma alternativa é a utilização de ligas com menor teor de níquel (30 a 40% em peso) e tratamento térmico reduzido. Neste contexto a Villares Metals desenvolveu duas novas superligas, as VATS 32 e 36. Essas ligas são concebidas para válvulas de motores de combustão interna, porém podem ser utilizadas nos casos que necessitem de resistência mecânica a quente, resistência à fluência, corrosão a quente, especialmente por gases sulfurosos, e resistência a fadiga substituindo às ligas NIMONIC 80A em diversas aplicações. A Empresa Villares Metals fez algumas caracterizações à quente das ligas VAT 32 e VAT 36 porém, não foram realizados ensaios por fluência medindo a deformação com o tempo. Portanto, este trabalho tem como objetivo fazer um estudo do comportamento em fluência, em termos de taxa de deformação secundária e tempo de fratura, das superligas VAT 36, VAT 32 e NIMONIC 80A. As ligas são submetidas a ensaios de fluência na modalidade de carga constante, na faixa de temperatura de 675 a 750 ºC e na faixa de tensão de 500 a 600 MPa definidas de acordo com suas aplicações. Os ensaios de fluência são realizados conforme a norma ASTM E139. Obtem-se um conjunto de curvas de deformação verdadeira pelo tempo como função das tensões e temperaturas aplicadas. Foi avaliado a ductilidade, a taxa de fluência estacionária e o tempo de vida. Complementou-se o trabalho com caracterização microestrutural das superligas através das técnicas de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, difração de raios X, refinamento de Rietveld e ensaios de dureza. Os resultados mostram que a liga VAT 32 apresenta maior resistência à fluência (menor taxa de deformação secundária e maior tempo de fratura) em relação à VAT 36 e NIMONIC 80A. Isto se deve além do efeito benéfico dos compostos intermetálicos γ' (Ni 3(Al,Ti)), ao maior tamanho de grão e a maior fração de carbonetos ligados MC encontrado na VAT 32. Estes precipitados ricos em titânio e nióbio são estáveis a temperaturas elevadas, aumentam a resistência ao movimento de discordâncias e retardam processos difusionais associados à deformação por fluência. Ancoram os contornos de grãos dificultando o deslizamento relativo entre eles afetando a facilidade com que as vacâncias possam ser geradas nestas mesmas regiões. Por meio da análise dos expoentes de tensão, energias de ativação e imagens obtidas por microscopia eletrônica de transmissão após fluência o mecanismo de deformação dominante no estado secundário de fluência das ligas VAT 32, VAT 36 e NIMONIC 80A é movimento de discordâncias envolvendo provavelmente processo de Orowan loops e cisalhamento de precipitados pelas discordâncias, além da presença de deformação por twinning para as ligas VATS e escorregamento e escalagem de discordâncias para a NIMONIC 80A. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Materials with appropriate behavior at elevated temperatures have become a necessity nowadays. Superalloys have been known since the 1930 and used primarily in automotive and aerospace applications. With the new regulations to reduce air emissions and increased efficiency projects emerged that submit certain engine components such as valves, temperatures and higher pressures. Thus, it is required that the alloys which are used in manufacturing these components have high temperature resistance, such as the NIMONIC 80A. This alloy has high cost due to the high amount of nickel (70 to 80% wt) and extensive heat treatment. An alternative is to use alloys with lower nickel content (30 to 40% wt) and reduced heat treatment. In this context, Villares Metals has developed two new superalloys, the VATS 32 and 36. These alloys are designed for valves internal combustion engines, but can be used in cases requiring mechanical strength hot, strength creep and corrosion, substitute alloy NIMONIC 80A in various applications. Villares Metals Company made some characterizations of the hot alloy VAT 32 and VAT 36 however, no tests were performed measuring creep deformation with time. The objective of this paper is to make a study of the behavior in creep in terms of secondary strain rate and rupture time of the superalloys VAT 36, VAT 32 and NIMONIC 80A. The alloys are subjected for creep tests in constant load mode, of the temperature range 675-750°C and stress range 500-600 MPa defined according to their applications. The creep tests are performed according to ASTM E139. Is obtained a set of curves of deformation real by the time in function of the applied stress and temperatures. Are evaluated ductility, the stationary creep rate and life time. Work is complemented with icrostructural characterization of superalloys through the techniques of optical microscopy, SEM, TEM, X-ray diffraction, Rietveld refinement and hardness tests. The results show that the alloy VAT 32 has a higher creep resistance (lower strain rate secondary and higher fracture time) from the VAT 36 and NIMONIC 80A. This is due to the beneficial effect of the intermetallic compounds γ' (Ni3 (Al, Ti)), the largest grain size and the largest fraction of MC carbides found in the VAT 32. These precipitates rich in titanium and niobium are stable at elevated temperatures, increased resistance to movement of dislocations and retard diffusional processes associated with creep deformation. Anchor the grain boundaries impairing the relative sliding between them affect the ease with which the vacancies may be generated in these same regions. Through analyzing the stress exponents, activation energies and images obtained by transmission electron microscopy after the creep deformation mechanism dominant in state secondary creep alloys VAT 32, VAT 36 and NIMONIC 80A is movement of dislocations probably involving process Orowan loops and shearing of precipitates by dislocations and the presence of deformation twinning for alloys VATS and slip of dislocations and climb for NIMONIC 80A.