As curvas limite de conformação (CLC) são utilizadas há mais de 50 anos. Propostas inicialmente para o desenvolvimento de produtos provenientes da indústria automobilista em função das necessidades apresentadas pela área, são atualmente aplicadas de maneira geral para a indústria da estampagem na produção de inúmeros tipos de peças, oferecendo previsões de possíveis falhas e/ou defeitos durante as etapas do processo de estampagem. As CLC´s permitem prever o afinamento excessivo, enrugamento, estiramento e é claro, a fratura da peça. As diferenças metalúrgicas existentes entre os dois processos iniciais - fundição contínua (F.C.) e fundição semicontínua (F.S.C.) - resultam em diferenças nas propriedades finais obtidas para uma mesma rota de laminação a frio e recozimentos intermediários do material especificado. Desta forma, torna-se indispensável um estudo sobre a influência dos processos de fabricação iniciais F.C. e F.S.C. com relação à estampabilidade da liga, sendo esta avaliação efetuada através das CLC´s obtidas por ensaios de tração uniaxiais, propostos pelo IRSID (\"Institut de Recherches de La Sidérurgie\"), (lado esquerdo da curva ?2 < 0) e ensaio Erichsen (lado direito da curva ?2 > 0) e do ensaio de Nakazima reduzido em 60%, ou seja, todo o ferramental e os corpos de prova utilizados nos ensaios foram reduzidos em 60% das dimensões mencionadas pela norma ISSO 12004-2. A diferença microestrutural apresentada entre as etapas de fabricação dos dois processos avaliada através de ensaios de determinação do tamanho de grão, limites de resistência à tração, escoamento (0,2%), alongamento (em 50,80 mm), coeficientes de encruamento n, resistência K, ensaios de \"orelha\", levantamento da CLC0, Erichsen e textura, auxiliaram nas conclusões finais do levantamento das CLC´s para os dois processos do material acabado e metodologias. O processo de fundição semicontínua nas condições processadas apresentou melhores combinações entre as propriedades, exceto na formação de \"orelha\" apresentada na etapa intermediaria de processamento do material. Principalmente o parâmetro CLC0 no plano da chapa, resultou em uma deformação ?1 19% (?2 = 0), superior à apresentada pelo processo F.C., deformação muito importante para a fabricação de peças estampadas. Evidenciou-se também uma diferença de aproximadamente 37% entre as metodologias IRSID x Nakazima reduzido na obtenção da deformação plana para o processo F.C. e 31% para o processo de F.S.C.. Nas condições de deformação; estiramento biaxial, tração uniaxial e embutimento profundo, a chapa produzida pelo processo de fundição contínua apresenta melhor desempenho. / Forming limits curves (FLC) are used for more than 50 years. Initially proposed for the development of products from the automobile industry in terms of the needs of the area. It is currently being applied in general to the metal forming industry in the production of numerous types of parts, providing predictions of possible faults and / or defects during the stages of the stamping process. The FLC\'s can predict excessive thinning, wrinkling, stretching and of course, the fracture of the part. The existing metallurgical differences between the two initial processes - continuous casting (C.C.) and semi-continuous casting (S.C.C.) - result in differences in the final properties obtained for the same route of cold rolling and intermediate annealing of the specified material. Thus, it is essential to study the influence of the initial manufacturing processes CC and SCC with respect to the formability of the sheets. This investigation is based on the, assessment of the FLC\'s obtained by uniaxial tensile tests proposed by IRSID (\"Institut de Recherches de Sidérurgie\"), (?2 < 0, left side of the curve) and Erichsen test (right side of curve. ?2> 0) and the Nakazima test reduced by 60%. The difference between the sheets obtained in both processing routes was evaluated by the following parameters: grain size, tensile strength limits, yield strength (0.2%), elongation (at 50.80 mm), strain hardening coefficient n, resistance K, \"earing\" test, lifting of the CLC0, Erichsen test and texture where discussed in view of the obtained FLC\'s for both the two processes of the finished material. The semi-continuous casting process in processed conditions showed better combinations of properties except the formation of \"earing\" presented at the intermediate stage of processing of the material. Particularly the evaluation of the FLC0 parameter resulted in a strain in the plate plane ?1 19% (?2 = 0) superior to the sheet obtained by the continuous casting process. A difference of approximately 37% between the IRSID x Nakazima methodologies was also reduced in obtaining the flat deformation for the F.C. process and 31% for the F.S.C. process. However, for other deformation paths; biaxial stretching, uniaxial traction and deep drawing of the results for the continuous casting sheet were superior.

Orientador: Maria Helena Robert / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-11-08T18:33:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gatamorta_Fabio_M.pdf: 4781935 bytes, checksum: 65f15f84c18d74da8cad546219a2f994 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O trabalho apresenta o desenvolvimento de processo de obtencao de espumas sintaticas da liga de aluminio AA2011 a partir da sua infiltracao, no estado semi-solido tixotropico, em preformas porosas de microesferas ocas de vidro sinterizadas. E analisada a influencia de parâmetros de processo na qualidade final do produto. Os parametros de processo variados foram: a temperatura para a infiltracao e o estado inicial da estrutura da liga metalica (extrudada e extrudada com adicional deformacao a frio de 80%), objetivando a variacao da fracao liquida (Fl = 0,6 e 0,8) e das dimensoes dos globulos solidos na pasta tixotropica, respectivamente. O material celular obtido foi analisado quanto a qualidade interna, via tomografia de raios-X; a microestrutura das paredes metalicas, por microscopia optica; foi caracterizado quanto a densidade aparente; e testado quanto a resistencia a compressao e ao impacto. Os resultados obtidos mostraram a possibilidade de obtencao de espumas sintaticas com homogeneidade arquitetural em todo seu volume. A qualidade do produto obtido e dependente das dimensoes das particulas do constituinte solido da pasta tixotropica - dimensoes elevadas, resultantes de processo de obtencao de pastas a partir de estruturas nao deformadas, podem nao permitir a infiltracao nas condicoes testadas; e da fracao liquida presente na pasta - baixas frações dificultam ou mesmo inviabilizam a infiltracao. Espumas de boa qualidade foram obtidas para as condicoes: infiltracao de pasta contendo globulos solidos refinados e temperatura de infiltração de 628ºC. A selecao incorreta de parametros de processo pode resultar em produtos com distribuicao heterogenea de poros ou ruptura da pre-forma. O produto obtido apresentou densidade relativa a liga macica, da ordem de 0,6, caracterizando uma espuma sintatica tipica. Resultados de compressao estatica e dinamica mostraram caracteristico plato de deformação plastica a baixas tensoes, tambem comportamento tipico de materiais celulares / Abstract: The work deals with the development of a process to produce syntactic foams of the AA2011 alloy by infiltration in the thixotropic semi-solid condition, into porous pre-forms of sintered hollow microspheres of glass. It is analyzed the influence of processing parameters in the quality of obtained product. Processing parameters investigated are the infiltration temperature and initial condition of the alloy (extruded and extruded plus additional cold deformation), aiming to observe the influence of liquid fraction (Fl = 0,6 and 0,8) and size of globular solid particles in the thixotropic slurry, respectively, in the infiltration ability. The cellular material produced was tested by X-ray tomography to analyze internal quality; metallic walls of cells were observed by optical microscopy; the material was also characterized in terms of apparent density and mechanical behavior in compression and impact tests. Results showed the viability of producing syntactic foams by the proposed process, with architectural homogeneity throughout the volume. Quality of product is dependent on size of the solid particles in the semi-solid metal and the infiltration temperature. High dimensions of globules, usually resulted from partial melting of non deformed structures, and low liquid fractions in the thixotropic semi-solid can lead to insufficient infiltration. Syntactic foams with reliable quality can be obtained in the system investigated, if the following conditions are used: fine globules and infiltration temperature of 628°C. Incorrect selection of processing parameters can lead to rupture of perform or products with heterogeneous distribution of porous. Obtained products presented relative density of 0,6, related to the massive alloy, characteristic of typical syntactic foams. Results of compression and impact tests showed the presence of plastic deformation plateau at low stress, also typical of cellular materials / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Edison Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-11-08T18:40:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_MarcusViniciusDias_M.pdf: 1899029 bytes, checksum: a124049ac7e7bacbc1d24c49e29f1b1b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho objetivou o estudo das nanopartículas de prata sintetizadas por redução química para sua aplicação em têxteis explorando o poder bactericida da prata metálica. Após uma introdução sobre nanotecnologia, estabilização de colóides de nanopartículas e as propriedades da prata como agente bactericida, foram discutidos os métodos de síntese pela redução com Citrato de sódio (Turkevitch et col., 1951) e com Borohidreto de sódio (Lee and Meisel, 1982) buscando uma padronização e reprodutibilidade dos métodos já que a literatura é contraditória quanto às condições de síntese. Foram obtidas na prática soluções coloidais de nanopartículas de prata com variações de 12 nm a 50 nm em média, caracterizadas por análise visual de coloração e espectroscopia UV-Visível, com variados testes de estabilização a curto e longo prazo, determinando os melhores meios poliméricos de estabilidade. Da mesma forma, foram padronizados os métodos de síntese como tempo de reação, concentração de reagentes, temperatura, tempo de agitação e pH garantindo a reprodutibilidade das sínteses. As soluções coloidais sintetizadas permaneceram estáveis, o que torna possível sua fabricação em grande escala para aplicações em substratos têxteis como ataduras bactericidas e também como base para aplicação protetora em diversos materiais bacteriostáticos como tecidos, espumas e produtos de aplicação tópica / Abstract: This work aimed the study of silver nanoparticles synthesized by chemical reduction to their application in textiles, exploiting the bactericidal power of metallic silver. After an introduction to nanotechnology, colloidal stabilization of nanoparticles and the properties of silver as a bactericidal agent, it was discussed the methods of synthesis by reduction with sodium citrate (Turkevitch et al., 1951) and sodium borohydride (Lee and Meisel, 1982) seeking a standardization and reproducibility of the methods since the literature is contradictory regarding the conditions of synthesis. Colloidal solutions of silver nanoparticles with variations of 12 nm to 50 nm on average were obtained from the practice, characterized by visual analysis of color and UV-visible spectroscopy, with various tests of stabilization in the short and long term, determining the best means of polymeric stability. Likewise, the methods of synthesis were standardized such as reaction time, reagent concentration, temperature, agitation time and pH ensuring the reproducibility of the syntheses. The colloidal solutions synthesized remained stable, which allows their large-scale manufacturing for applications in textile substrates such as antibacterial bandages as well as the basis for implementing protective in various bacteriostatic materials such as fabrics, foams and topical products / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

As superligas à base de cobalto são bem conhecidas por sua excelente resistência ao desgaste. Muitas pesquisas reportadas na literatura abordam o comportamento do desgaste destas ligas, seja no desgaste por deslizamento, erosivo ou abrasivo. Não obstante, o desgaste microabrasivo destas ligas não tem sido muito investigado, apesar dos danos causados por este tipo de solicitação. O comportamento do desgaste microabrasivo de três superligas à base de cobalto: a) 48% Co, 29 %Cr, 19 % Fe; b) uma liga com composição química próxima à da liga comercial Tribaloy T400 (Co 56 %, Cr 8.5%, Mo 29% Si 3.3 %) e c) uma liga com composição próxima à da liga comercial Stellite 6 (Co 64%, Cr 24 %, W 4.2 %, C 2,3%) foram investigadas. Os ensaios de microabrasão foram conduzidos com três abrasivos SiO2, Al2O3, e SiC em suspensão em água destilada, com concentração de 0,1 g/cm3. A carga aplicada foi de 0,3 N, a velocidade angular 20 rpm e a distância total de deslizamento, 48 metros. A análise das superfícies desgastadas por microscopia óptica, eletrônica de varredura e por perfilometria de contato mostraram que o tamanho, forma e dureza dos abrasivos podem influenciar significativamente os coeficientes de desgaste. Os ensaios conduzidos com partículas abrasivas de SiC e Al2O3 apresentaram maiores coeficientes de desgaste que os conduzidos com partículas de SiO2. A Liga Co-Cr-Fe mostrou os maiores coeficientes de desgaste quando comparada com as demais ligas, devido à baixa fração volumétrica de partículas de segunda fase, duras, precipitadas em sua microestrutura. Durante os ensaios, as três ligas, ensaiadas com os três diferentes abrasivos, apresentaram coeficientes de desgaste crescentes com o aumento da dureza do abrasivo; observou-se uma variação linear dos coeficientes de desgaste com a razão entre a dureza do abrasivo (Ha) e a dureza composta da liga (Hs), com R2 = 0.74. O micromecanismo dominante em todos os ensaios foi o desgaste abrasivo a dois corpos (grooving wear). A liga com composição próxima à da liga comercial Tribaloy T400, contendo fases de Laves dispersas em sua microestrutura, apresentou uma transição de micromecanismo de desgaste dúctil para frágil, quando submetida a ensaios com partículas abrasivas de Al2O3. Assim sendo, o volume de material removido nesta liga foi ligeiramente maior que o observado no ensaio com partículas de SiC. Na liga contendo baixa fração volumétrica de partículas de segunda fase, com matriz constituída por Co (CFC), observou-se uma camada subsuperficial nanocristalina de aproximadamente 1 µm de espessura, severamente deformada, imediatamente abaixo da superfície desgastada. Concluiu-se que o desgaste microabrasivo induziu a recristalização a frio do material encruado, com formação de grãos equiaxiais de dimensões nanométricas. / Cobalt alloys are well known for their excellent wear resistance. Many investigations are reported in literature related to the behavior of erosive, abrasive or sliding wear of these alloys. Nevertheless, the micro-abrasive wear of these alloys has not been thoroughly investigated, despite the damage caused by this type of wear. The microabrasive wear behavior of three cobalt alloys: a) 48 wt.% Co, 29 wt.% Cr, 19 wt.% Fe; b) an alloy with chemical composition close to Tribaloy T400 (56 wt.% Co, 8.5 wt.% Cr, 29% wt. Mo, 3.3 wt. %Si) and c) an alloy with chemical composition close to Stellite 6 (64wt.% Co 24 wt.% Cr, 4.2 wt.% W, 2,3 wt.% C were investigated. The tests were carried out using three 0,1 g/cm3 slurries composed by SiO2, Al2O3, and SiC particles, in suspension in distilled water. The applied load was 0.3 N, the rotational speed 20 rpm and the total sliding distance 48 m. Analysis of the worn surfaces of the tested alloys by Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy and Contact Stylus Profilometry showed that abrasive size, shape and hardness could significantly influence the wear coefficients. The tests carried out with SiC and Al2O3 slurries resulted in greater wear rates than those carried out in SiO2 slurry. Stellite 250, showed the greatest wear coefficient, compared to the two other experimental alloys, due to a very low volume fraction of hard second phase particles in the microstructure. Wear coefficients decreased with increasing abrasive particles hardness. An approximate linear correlation with the ratio between the hardness of the abrasives (Ha) and the compound hardness of the alloys (Ha) with a correlation factor R2= 0.74. The dominant wear micromechanism observed in all tests was two-body abrasion (grooving wear). The modified T400 alloy, containing Laves phase showed a transition from ductile to brittle wear mechanisms when testing with alumina slurries. The worn volume was slightly greater than the one observed with SiC. A severely deformed nanocrystalline layer was identified, immediately below the worn surface. It was concluded that cold recrystallization of the work-hardened material occurred, with the formation of nano sized equiaxed grains.

Orientador: Prof. Dr. Humberto Naoyuki Yoshimura / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2014. / O objetivo deste trabalho foi estudar a técnica de processamento superficial por atrito de pino não-consumível (friction stir processing) em uma liga de alumínio-silício aplicada a pistões automotivos visando aumentar a resistência mecânica para operação dos componentes em condições mais severas de carregamentos térmicos e mecânicos. Também foi investigado o potencial para obtenção de um compósito superficial por esta técnica. Utilizaram-se placas da liga Al-11%Si-4%Cu-3%Ni-1%Mg bruta de fusão recobertas ou não com uma camada de óxido cuproso (Cu2O) depositada por aspersão térmica. O processamento por atrito foi realizado com avanço fixo de 150 mm/min, rotação da ferramenta entre 300 e 1000 rpm e com monitoramento das forças lateral e axial e profundidade de penetração da ferramenta. Os materiais processados por atrito foram caracterizados empregando-se técnicas de microscopia óptica, MEVEDS, DRX, microdureza Vickers, ensaio de tração e ensaio de desgaste bloco contra anel. Os resultados mostraram que a rotação de 700 rpm foi a mais adequada para obtenção de regiões processadas com boa qualidade macro e microscópica. A região processada por atrito apresentou refino microestrutural com diminuição acentuada do tamanho das partículas de segundas fases (plaquetas de silício e agulhas de intermetálicos), aumento significativo das propriedades mecânicas (dureza, resistência mecânica e ductilidade) associado à mudança no modo de fratura frágil para dúctil, mas com pior desempenho em desgaste do que a liga bruta de fusão. O tratamento de solubilização causou significativa redução da dureza da região processada e a cinética de envelhecimento foi similar à da liga não processada. Na amostra com camada, parte do óxido de cobre foi incorporada heterogeneamente na região processada, mas as partículas não reagiram com o alumínio para formação de fases duras in situ durante processamento. / The aim of this research was to study the friction stir processing of an aluminum-silicon alloy applied for automotive pistons to increase the strength enabling this component to work under severe thermal and mechanical loads. It was also investigated the potential for obtaining a surface composite by means of this technique. As cast plates of Al-11%Si-4%Cu-3%Ni-1%Mg alloy coated with a thermal sprayed cuprous oxide (Cu2O) coating and without any coating were used. The friction stir processing was performed with a constant transverse speed of 150 mm/min, tool rotation speeds between 300 to 1000 rpm, and with monitoring the penetration depth and both lateral and axial forces. The friction stir processed materials were characterized by means of optical and scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Vickers microhardness, tensile tests and block on ring wear tests. The results showed that 700 rpm tool rotation speed was optimal for obtaining good quality friction stirred surfaces on macro and micro levels. The friction stirred surfaces presented microstructural refinement by marked decrease on second phase particles (platelet silicon and needlelike intermetallics), significant increases on mechanical properties (hardness, strength and ductility) combined to a fracture mode change from brittle to ductile, but with worst wear performance compared to as cast alloy. The solution treatment implied meaningful hardness decrease of friction stirred surfaces and the artificial aging kinetics was similar to as cast material. In the coated samples, the cuprous oxide was partially and heterogeneously incorporated at friction stirred surfaces, but the particles have not reacted with aluminum to form in situ hard particles during the processing.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:05:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01-CapaAgradecimentos.pdf: 16794 bytes, checksum: 5be902fb6abdc744587159866db9f2a5 (MD5) Previous issue date: 2002-09-08 / The steel-concrete composite structures are systems that involve the interaction of structural steel components with concrete elements to resist external forces. This interaction between steel and concrete should be guaranteed to ensure that loads are supported. As such, adhesion tensions between the concrete and the steel should not be exceeded. In cases where they are, the use of shearing connectors becomes necessary. The influence of the use of shearing connectors in composite columns is greatly undervalued in the majority of scientific papers, with its use recommended only in situations of high vibration. In this paper, the behavior of composite columns is analyzed with the use of shearing connectors taken into consideration through numerical analysis using Ansys programming and based on the finite element method. To achieve this, an ideal model that reflects the situation was adopted permitting as study of the element, the load, and the contour conditions adequate for usage. Composite columns with and without shearing connectors were modeled. A load was applied to each model with varying eccentricity to create an interaction curve defining the moment of flexion in function of normal force. From the interactive curves that were constructed, the importance of the use of shearing connectors was analyzed. This analysis compares results to data supplied by EUROCODE 4(1994) and the influence of different values for maximum adhesion tension of the last load of the composite column. / As estruturas mistas de aço e concreto são sistemas que envolvem o comportamento interativo de componentes de aço estrutural com elementos de concreto para resistir às ações externas. Essa interação entre o aço e o concreto deve ser garantida para que haja o suporte de cargas. Para tanto, as tensões de aderência entre o concreto e o aço não devem ser excedidas. Caso isso aconteça, é então necessária a utilização dos conectores de cisalhamento. A influência da utilização dos conectores de cisalhamento nos pilares mistos é desprezada na maioria dos trabalhos científicos, sendo recomendando o seu uso somente em situações de grandes vibrações. No presente trabalho é analisado o comportamento dos pilares mistos, considerando a utilização dos conectores de cisalhamento por meio de análises numéricas feitas no programa Ansys, baseado no método dos elementos finitos. Para isso, foi adotada a modelagem ideal que retrate a situação, fazendo-se o estudo do elemento, do carregamento e das condições de contorno adequados à utilização. Foram modelados os pilares mistos utilizando os conectores de cisalhamento e sem a utilização dos conectores de cisalhamento. Para cada modelagem a carga foi aplicada variando a excentricidade, de modo que a curva de interação momento fletor em função do esforço normal fosse construída. A partir das curvas de interação construídas foi analisada a importância da utilização dos conectores de cisalhamento, comparando os resultados com os dados fornecidos pelo EUROCÓDIGO 4 (1994) e a influência de diferentes valores da tensão máxima de aderência na carga última do pilar misto.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9433_1.pdf: 1873191 bytes, checksum: d55f94540e7a18e670b7e6c72e1f5bc0 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Em cidades com elevada concentração de indústrias é comum se encontrar galpões de grandes dimensões. Como se sabe, diversos problemas decorrentes da poluição ambiental em cidades deste tipo merecem uma atenção especial. A formação de ilhas de calor localizadas em certas macrorregiões dos grandes centros urbanos é um destes problemas. Vários fatores contribuem para a formação das ilhas de calor urbanas, dentre eles, o aquecimento do ar que tem como origem as altas temperaturas das cobertas das construções. Esta Dissertação de Mestrado teve como objetivo analisar o desempenho térmico de cobertas metálicas de grandes dimensões, como aquelas encontradas em galpões industriais, pavilhões de exposição, supermercados e aeroportos, chamadas de cobertas leves. Para tanto, foi analisado o comportamento térmico (níveis de temperatura e fluxo de calor que atravessa a coberta) de dois tipos de cobertas situadas em duas grandes cidades brasileiras de clima bem distintos: Curitiba na região Sul (clima frio e seco) e Manaus na região Norte (clima quente e úmido). A solução do problema proposto foi obtida a partir da elaboração de um modelo unidimensional da transferência de calor de uma coberta de múltiplas camadas, onde a radiação solar e a temperatura ambiente foram consideradas funções do tempo. O programa computacional desenvolvido em Matlab® possibilitou realizar simulações para todos os meses do ano e horas do dia no intervalo entre a hora do nascer até o pôr do sol. Das situações analisadas, pode-se verificar que a aplicação de tintas seletivas nas cobertas metálicas com e sem o emprego de isolamento térmico de massa resultou em uma redução significativa da temperatura média anual da coberta na cidade de Manaus. Já para a cidade de Curitiba, o mesmo não ocorreu com tamanha intensidade, colocando em dúvida a viabilidade econômica da aplicação de tintas seletivas em regiões de clima frio e seco. Os resultados obtidos mostraram que em um país de proporções continentais como o Brasil, políticas distintas para cada região devem ser aplicadas para redução de problemas de aquecimento ambiental decorrentes da formação de ilhas urbanas de calor

Fitas amorfas ferromagnéticas apresentam um decaimento com o tempo da susceptibilidade magnética. Tal fenômeno é conhecido como aftereffect ou desacomodação (DA). Para explicar esse fenômeno em ligas amorfas existem dois modelos importantes. O modelo de Allia e Vinai prevê uma dependência do decaimento relativo da permeabilidade A?/? com a magnetostricção de saturação ?s. Construímos um sistema de medidas adequado para realizar tais experimentos. Fabricamos e caracterizamos magneticamente três séries de composições Co77-x MnxSi14B9 (série 1: x = O, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9; série 2: x = 0, 2, 4, 6, 8, 10, 15); Co75-xMnx Fe1Mo1Si14B9 (série 3: 1, 3, 4, 5, 6, 7). Preocupados em evitar a dispersão de dados frequentemente observada na literatura, mantivemos os parâmetros de fabricação da fita constantes, bem como também a proporção de metalóides. Apesar dos cuidados, nossos resultados ainda apresentaram certa dispersão. Mesmo assim, foi possível concluir que nossos resultados são bem descritos pelo modelo. A caracterização magnética das fitas de Co-Mn e o estudo da dependência da DA com ?s nessas ligas deram origem a um artigo que se tornou nosso primeiro trabalho publicado em revista internacional. O modelo proposto por Kronmüllerer dá maior ênfase à cinética dos processos responsáveis pelo decaimento da susceptibilidade. Por isso foi necessário construir um novo sistema que nos permitisse realizar medidas em diferentes temperaturas. Realizamos medidas de desacomodação em Co67Fe4Mo1Si12B16. Conseguimos eliminar as contribuições irreversíveis da DA através de um tratamento térmico seguido de um processo de estabilização. Os resultados das medidas de DA foram ajustados de acordo com a expressão prevista pelo modelo, fornecendo um valor de ?0 ~ 10-12 segundos, que é da ordem do inverso da frequência de Debye nesses materiais. Concluímos que os dois modelos estudados são igualmente úteis no estudo da desacomodação e devem ser tratados como aspectos complementares do mesmo problema. / Amorphous ferromagnetic alloys show a decay of magnetic susceptibility. This phenomenon is known as aftereffect or disaccomodation (DA). There are two major models which explain this effect in amorphous materials. According to Allia et al., the decay of susceptibility presents a dependence on the saturation magnetostriction ?s. We built an adequate system for measurement of DA based on this model. Ribbons of compositions: Co77-x MnxSi14B9 (series 1: x = O, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9; series 2: x = 0, 2, 4, 6, 8, 10, 15); Co75-xMnx Fe1Mo1Si14B9 (series 3: 1, 3, 4, 5, 6, 7), were produced by melt-spinning. Production parameters were held constant as well as the metalloid concentration in order to prevent the data dispersion which is commonly observed in the literature. Despite our cane, results show a certain dispersion, although it is possible to confirm the validity of this model in describing such alloys The magnetic characterization and study of the dependence of DA on ?s on these alloys originated our first international publication. Kronmülller proposes another model which emphasizes the kinetics of the processes originating such decay. We built another system which allows measurements at, higher temperatures. Measurements were made in Co67Fe4Mo1Si12B16. Irreversible contributions were eliminated by a heat treatment followed by a stabilization process. Fitting of the resulting data to the theoretical expression yields a value of ?0 ~ 10-12 s, which corresponds in order of magnitude to the inverse of Debye frequency in these materials. We conclude that both models are useful in the study of DA in amorphous and should be treated as complementary aspects of the same problem.

Monitoramento da integridade estrutural (Structural health monitoring - SHM) está relacionado à implementação de alguma estratégia para a detecção de dano em estruturas de engenharia. Este estudo geralmente envolve a observação do sistema no tempo, utilizando amostras periódicas de medições da resposta dinâmica, a partir de um grupo de sensores, a fim de verificar alterações nos parâmetros modais, que podem indicar a presença do dano. Entretanto, especialmente para estruturas treliçadas, este processo tornase difícil principalmente porque nem todos os deslocamentos ou rotações nodais modelados numericamente podem ser medidos experimentalmente. Desta forma, o presente estudo tem por objetivo tratar algumas das ainda correntes questões dos sistemas de monitoramento da integridade estrutural baseados em registros de vibração. Primeiramente aborda-se um tema que, apesar de recentemente ter se mostrado importante, ainda apresenta muito poucos estudos: a influência da variação dos efeitos ambientais, especialmente a temperatura, sobre as características dinâmicas de estruturas. Com o intuito de verificar tal influência em pontes metálicas, os resultados apresentados por Ni et al. (2005) são utilizados para a realização de estudos de correlação, através de uma comparação entre equações de regressão linear e um modelo, proposto no presente trabalho, em Redes Neurais Artificiais (RNA). A seguir são estudados procedimentos de identificação estocástica de sistemas, passo fundamental para o monitoramento da integridade estrutural. Realiza-se uma revisão bibliográfica nesta área abordando a evolução dos métodos que utilizam apenas dados de resposta para a identificação. Enfoque principal é dado nos métodos de identificação estocástica de subespaço (SSI), pois se mostram os mais práticos e robustos para a determinação dos parâmetros modais da estrutura.Finalmente, o método dos vetores de localização de dano (Damage locating vector method- DLV), introduzido por Bernal (2002), é extensivamente discutido. Esta é umatécnica eficaz quando operando com um número arbitrário de sensores, modos truncados e em cenários de dano múltiplo, mantendo as operações numéricas simples. Além disto, a influência do ruído na precisão do método dos vetores de localização de dano é avaliada. Com o intuito de verificar o comportamento do método DLV perante diferentes intensidades de dano e, principalmente, na presença de ruído de medição, um estudo paramétrico é conduzido. Distintas excitações, como também diferentes cenários de dano, são numericamente testadas em uma treliça Warren contínua considerando um limitado conjunto de sensores, através de cinco níveis de ruído. Além disto, é proposto um caminho alternativo para determinar os vetores de localização de dano no procedimento do método DLV. A idéia é oferecer uma opção alternativa para a solução do problema utilizando um método algébrico amplamente difundido. A formulação original via decomposição em valores singulares é subsituída pela solução mais trivial de um problema de valores próprios. Isto é possível graças à relação algébrica entre a decomposição em valores singulares de uma matriz e a solução do problema de autovalores desta matriz pré-multiplicada por sua transposta. Os resultados finais mostraram que o método DLV, considerando a soluça alternativa, foi capaz de corretamente localizar as barras danificadas, utilizando dados somente de resposta da estrutura, mesmo considerando pequenas intesidades de dano e moderados níveis de ruído. / Structural health monitoring (SHM) refers to the implementation of some strategy for damage detection in engineering structures. This study generally involves the observation of a system over time using periodically sampled dynamic response measurements from a set of sensors in order to verify changes in modal parameters, which may indicate damage or degradation. However, especially for truss structures this process sounds difficulty mainly because not all nodal displacements or rotations in the numerical model can be experimentally measured. In this context, the present thesis aims to address some still current issues of the vibration-based structural health monitoring systems. Firstly it is introduced a subject that, although has recently shown important, still presents very few studies: the environmental effects, mainly temperature, on the structural modal properties. Seeking to address this influence on steel bridges, the results presented by Ni et al. (2005) are used to conduct correlations studies, comparing linear equation regression with an artificial neural network model (ANN), proposed in the present thesis. Procedures for stochastic systems identification are studied next, which is a fundamental phase for the SHM systems. A literature review in this field addressing the evolution of the methods that just use response data for identification is carried out. Main focus is given in the stochastic subspace identification methods (SSI), because they have been known as the most practical and robust methods to determine the structure’s modal parameters. Finally, the damage locating vector (DLV) method, introduced by Bernal (2002), is extensively discussed. This is a useful approach because is effective when operating with an arbitrary number of sensors, a truncated modal basis and multiple damage scenarios, while keeping the calculation at a low level. In addition, the noise influence on the accuracy of the damage locating vector method is evaluated. In order to verify the DLV behavior in front of different damages intensities and, mainly, in presence of measurement noise, a parametric study had been carried out. Different excitations as well as damagescenarios are numerically tested in a continuous Warren truss structure with a set of limited measurement sensors through five noise levels. Besides this, it is proposed another way to determine the damage locating vectors in the DLV procedure. The idea is to offer an alternative option to solve the problem with a more widespread algebraic method. The original formulation via singular value decomposition (SVD) is replaced by a common solution of an eigenvector and eigenvalue problem. This is possible thanks to the algebraic relationship between the singular value decomposition of a matrix and the eigenproblem solution of this matrix pre-multiplied by its transpose. The final results show that the DLV method, adopting the alternative, was able to correct locate the damaged bars, using an output-only system identification procedure, even considering small intensities of damage and moderate noise levels.

Na presente tese de doutorado, foram exploradas possibilidades para a aplicação de nanopartículas (NPs) metálicas plasmônicas (fenômenos ópticos intensificados) em processos de fotocatálise e em células solares de Si. Estratégias foram exploradas para a imobilização das NPs plasmônicas em TiO2 Degussa P25 (mistura anatase:rutila 4:1) para captação da radiação eletromagnética UV/visível e somente visível em processos fotocatalíticos; e de NPs de Cu em células solares de Si para processos de fotoconversão, contribuindo com a compreensão dos fenômenos de intensificação local de energia mediados pelas NPs, o qual ainda está em debate no cenário científico. Compósitos de P25+NPs Ag de diferentes arquiteturas (fios, esferas e fotorreduzidas), de P25+NPs Ag recoberta com uma camada de SiO2 e de P25+NPs Au foram desenvolvidos. A caracterização dos materiais foi realizada por meio de técnicas de espectroscopia UV-VIS, IR e Raman, área superficial, DRX e de microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. Os efeitos das propriedades plasmônicas dessas nanopartículas foram avaliados na eficiência de fotodegradação de três corantes (alizarina vermelha S, vermelho do Congo e fenossafranina) e de fenol. Todos os materiais plasmônicos apresentaram bom desempenho catalítico, aumentando consideravelmente a velocidade e a porcentagem de fotodegradação sob radiação UV/visível, mas principalmente sob radiação visível (onde a fotodegradação catalisada por P25 é limitada). A comparação entre a fotodegradação de fenol pelo compósito P25+NPs Ag esferas e P25+NPs Ag@SiO2 permitiu concluir que a transferência de carga não é o fenômeno que governa o aumento da eficiência catalítica em comparação à fotodegradação catalisada por P25. O fenômeno de intensificação de radiação eletromagnética localizada por meio de LSPR foi observado também em células solares de silício de primeira geração (wafer) contendo NPs de Cu imobilizadas em sua superfície. Aumentos na densidade de corrente de curto-circuito de cerca de 8 % na região acima de 750 nm e de até 16% na potência destas células solares foram observados. / In this thesis, we explored possibilities for the application of metallic plasmonic nanoparticles (NPs) resulting in intensified optical phenomena processes in photocatalysis and Si solar cell. Different strategies were explored for the immobilization of plasmonic NPs on TiO2 Degussa P25 (mixture anatase: rutile 4:1) to capture electromagnetic radiation UV / visible and visible only in photocatalytic processes; and Cu NPs in Si solar cell for photoconversion processes, contributing with the understanding of the phenomena related to the localized ressonance energy mediated by NPs, which is still under debate in the scientific field. Composites of P25+Ag NPs of various architectures (wires, spheres and photoreduced) P25+Ag NPs coated with a layer of SiO2 and P25+Au NPs were developed. The material characterization was performed by means of UV-VIS, IR and Raman spectroscopies, BET surface area, XRD and scanning and transmission electron microscopy. The effects of plasmonic nanoparticles properties were evaluated in the photodegradation efficiency of three textile dyes (Alizarin Red S, Congo red and phenosafranine) and phenol. All plasmonic materials showed good catalytic performance, greatly increasing the kinetic and percentage of photodegradation under UV/visible, but mostly under visible light (where the photodegradation catalyzed by P25 is limited). The comparison between the photodegradation of phenol by P25+Ag sphere NPs and P25+Ag@SiO2 composite showed that the charge transfer is not the phenomenon that governs the increase in catalytic efficiency when compared to the photodegradation catalyzed by P25. The phenomenon of near field intensification through LSPR was also observed in first generation Si solar cells (wafer) containing Cu NPs immobilized on its surface. Increases in the short-circuit current density of about 8% in the region above 750 nm and up to 16% in the power of these solar cells were observed.