Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2013-12-09T23:17:26Z No. of bitstreams: 1 2013_ErwinUlisesLopezPalechor.pdf: 16496245 bytes, checksum: 3d3328a4195ae8619f1a419e9532add9 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-12-10T14:35:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ErwinUlisesLopezPalechor.pdf: 16496245 bytes, checksum: 3d3328a4195ae8619f1a419e9532add9 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-10T14:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ErwinUlisesLopezPalechor.pdf: 16496245 bytes, checksum: 3d3328a4195ae8619f1a419e9532add9 (MD5) / A maioria dos métodos tradicionais de identificação de danos em estruturas precisa da resposta estática ou dinâmica da estrutura intacta. Nos últimos anos, alguns procedimentos utilizam somente a resposta da estrutura danificada foram desenvolvidos, obtendo-se bons resultados. O objetivo deste estudo foi desenvolver uma metodologia que permite a localização de danos em estruturas com a Transformada de Wavelet. O método foi desenvolvido de forma experimental e numérica. Na análise experimental foram testadas quatro vigas (perfis-I) de aço biapoiadas, submetidas a um carregamento concentrado no meio do vão e com danos induzidos no flange dos perfis. Na análise numérica, as mesmas vigas utilizadas na análise experimental foram modeladas no ANSYS, utilizando três elementos disponíveis da biblioteca do programa. As respostas estáticas (ou deslocamentos) e as respostas dinâmicas (ou modos de vibração) foram obtidas e processadas através do MATLAB para posteriormente aplicação do método de interpolação, do método de regularização de Tikhonov, e finalmente das Transformadas Discreta e Continua de Wavelet. Os resultados obtidos mostraram que as transformadas de wavelet são capazes de detectar danos, até mesmo, de pequenas dimensões através dos coeficientes de wavelet que alcançam grandes amplitudes na região danificada. Assim sendo, o uso das transformadas de wavelet mostra-se promissor no processo de detecção e monitoramento de danos em estruturas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The most traditional methods of damage identification in structures need the static or the dynamic response of the intact structure. In the last years, some procedures that only use the damaged response of the structure have been developed, which obtained good results. The aim of this study was the development of a methodology that allows the location of damage in structures using Wavelet Transform. The method was developed experimentally and numerically. In the experimental analysis four simply supported steel beams (profile-I) were tested. The beams were subjected to a concentrated load at mid-span and to an induced damage in the flange of the steel I-section. For the numerical analysis was used the same beams tested in the experimental analysis. In this way, these beams were modeled in the ANSYS software using three available elements in the program library. The static (or displacements) and dynamic (or mode shapes) responses obtained were processed in MATLAB and after that an interpolation method was applied so that more data along the beams in obtained. The data from MATLAB was used to apply the Tikhonov regularization method, and finally the Discrete and Continuous Wavelet Transform. The results showed that the wavelet transforms are able to detect damage, even for small damages using the wavelet coefficients that reach large amplitudes in the damaged region. Thus, the use of wavelet transforms is promising in the detection process and monitoring of damage in structures.

O trabalho descreve o desenvolvimento de um modelo para o cálculo da probabilidade de falha de linhas de transmissão de energia elétrica quando submetidas a ação do vento. Com relação ao carregamento, o modelo faz a abordagem para cargas causadas por ventos do tipo EPS C Extended mature pressure system. Para ventos deste tipo, a abordagem é feita tendo-se como ponto de partida, o conhecirnento da distribuição e probabilidades das flutuações dá velocidade do vento em torno de seu valor médio. A partir desse ponto, com base na teoria de valores extremas, chega-se as expressões para o cálculo da probabilidade de falha condicionada à ocorrência de uma dada velocidade média e, com o conhecimento da distribuição de probabilidade desta, é possível obter -se a probabilidade anual de falha. É também apresentado um processo desenvolvido para chegar-se a função de probabilidade da resistência de torres típicas do LT's para ser usada no modelo de cálculo da probabilidade de falha. Para isto foram coletados e tratados os resultados de ensaios. realizados no Brasil, de protótipos de torres metálica para LT's. Também foi desenvolvido um outro mdelo teórico objetivando representar, através de variáveis aleatórias, a sistemática de projeto usual. Para a calibragem deste modelo. foram necessárias algumas simulações de resultados de ensaios adotando-se, como informações iniciais sugestões encontradas na literatura, para tipos de distribuições e seus parâmetros. Por último é feita uma aplicação do modelo desenvolvido com a avaliação da probabilidade de falha da LT 230 kV Camaquã - Seci, pertencente a Companhia Estadual de Energia Elétrica. Como exemplo de aplicação, também são feitos alguns estudos par paramétricos. / The thesis describes a model to obtain the probability of failure of transmission lines exposed to wind action,Concerning the loading, the model takes into account the loads caused by type EPS winds (Extended mature pressure system).For this kind of wind ,there is a procedure which takes into consideration the knowledge of the probability distribution of wind velocity around its own mean value.Finally,after specifying the probability distribution of the mean wind velocity,it is possible to obtain the anual probability of failure. A procedure of obtaining the probability function for the strength of steel transmission towers to be used in the model is also shown.For this purpose,the results of tests on steel tower prototypes carried out in Brasil,were compiled .Another theoretical model was created that tries to represent the design practice by using stochastic variables.In order to calibrate the model ,simulation results of prototype tests were obtained by taking into account suggestions advanced in the literature for the distribution types and parameters.Finally,the probability of failure of an actual transmission line named TL 230kv Camaquã-Seci,that is located in Rio Grande do Sul,Brasil,is evaluated.The parametric studies to determine the influence of various relevant factors is also performed.

O presente trabalho apresenta a avaliação comparativa do comportamento ao desgaste adesivo das ligas metálicas Stellite 6 e Colmonoy 56, aplicadas como revestimento resistente ao desgaste em diferentes combinações nos pares de corpos-de-prova ensaiados em laboratório segundo a norma técnica ASTM G-77. Procurou-se assim simular a condição mais crítica de operação, a qual um mancal dianteiro de deslizamento instalado internamente em uma extrusora monorosca está submetido, ou seja, contato metal-metal sem lubrificação. Uma vez que os resultados obtidos em laboratório indicaram o par com melhor desempenho em resposta às solicitações de desgaste adesivo, foram então, revestidas as superfícies das peças de um mancal de deslizamento e instaladas em uma extrusora monorosca para execução do teste de campo em condições normais de operação. A liga Colmonoy 56 utilizada em conjunto com a liga Stellite 6 mostrou ter uma vida útil maior ao desgaste por deslizamento do que o par de ligas Stellite 6 / Stellite 6. Os resultados indicaram ainda que quando o mecanismo predominante de desgaste por deslizamento é o adesivo, a compatibilidade metalúrgica entre as ligas metálicas que se atritam é um fator que influencia fortemente a resistência ao desgaste das superfícies em contato. Assim sendo, o par Colmonoy 56 / Stellite 6 apresentou uma menor compatibilidade metalúrgica (menor solubilidade mútua) melhorando o deslizamento devido a menor adesão entre as ligas. Outro fator que pôde ser constatado como de influência para a diminuição da taxa de desgaste foi à presença de alta concentração de cristais de boretos de cromo, que possuem dureza semelhante à do diamante, e também a presença de outros constituintes duros como carbonetos de cromo distribuídos na microestrutura do Colmonoy 56. Nos testes de campo, foi confirmado um significativo aumento da durabilidade do mancal em operação substituindo o par tribológico Stellite 6 / Stellite 6 pelo par Colmonoy 56 / Stellite 6. / This work shows a comparative evaluation of the adhesive wear behavior of metallic alloys Stellite 6 and Colmonoy 56 applied as a wear resistant coating in different combinations in pairs of specimens tested in the laboratory according to technical standard ASTM G-77. We attempted to simulate then the most critical operating condition to which a sliding front bearing installed internally in a single screw extruder is subjected, i.e., metal to metal contact without lubrication. Since the results obtained in the laboratory indicated the par with the best performance in terms of response to adhesive wear were then coated surfaces of the parts of a sliding front bearing and after they were installed in a single screw extruder for run the field test in normal operation. The alloy Colmonoy 56 used in conjunction with alloy Stellite 6 proved to have a longer life than the pair of alloy Stellite 6 / Stellite 6 to sliding wear. The results also indicated that when the predominant mechanism of sliding wear is the adhesive, the metallurgical compatibility between the metal alloys that are rubbing each other is a factor that strongly influences the wear resistance of the surfaces in contact. Thus, the pair Colmonoy 56 / Stellite 6 demonstrated a lower metallurgical compatibility (mutual solubility smaller), improving the sliding between the alloys due to the lower adhesion between the alloy. Another factor found to influence to decrease the wear rate was the presence of high concentrations of crystals of borides of chromium, which have similar hardness to diamond and also the presence of other hard constituents, such as chromium carbides distributed in the microstructure of the Colmonoy 56. In field tests, it was confirmed a significant increase in the durability of the bearing under normal operation replacing the tribological pair Stellite 6 / Stellite 6 by tribological pair Colmonoy 56 / Stellite 6.

Orientador: Rubens Caram Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T03:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TrivenoRios_Carlos_D.pdf: 19885791 bytes, checksum: cc679e2fd9995660acfe596dd746b7ff (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: A fabricação de componentes estruturais para aplicações em altas temperaturas e em meios agressivos envolve o emprego de materiais que mantenham suas características químicas, mecânicas e físicas em níveis aceitáveis, mesmo em temperaturas acima de 1.000 °c. Uma possível alternativa para suprir tal demanda é o emprego de ligas eutéticas solidificadas direcionalmente. Tal processo pennite obter materiais compósitos do tipo in situ, com alta estabilidade em altas temperaturas. No presente trabalho, ligas dos sistemas Nb-AI e Nb-AI-X (X=Ti, Cu, Cr, Si e Ni) foram obtidas e processadas. Inicialmente, amostras desses sistemas foram analisadas em relação à microestrutura de solidificação no estado bruto de fusão, através de técnicas metalográficas convencionais com o objetivo de identificar composições associadas a estruturas eutéticas. Tal estudo resultou na identificação de uma nova liga eutética, de estrutura ternária do tipo Al)Nb-Nb2AI-AINbNi. Em seguida, tais ligas eutéticas foram solidificadas direcionalmente através da técnica Bridgman em fomo com aquecimento indutivo. As amostras resultantes tiveram suas microestruturas caracterizadas no tocante às condições de solidificação, ao comportamento mecânico através de ensaios de dureza, de tenacidade à fratura por impressão Vickers e de compressão a quente. Em uma etapa final, tais ligas foram avaliadas no tocante à resistência à oxidação e à estabilidade de suas microestruturas em alta temperatura. Os resultados obtidos possibilitaram a compreensão do modo de solidificação das ligas estudadas, bem como do comportamento mecânico e da estabilidade microestrutural em diferentes meios / Abstract: The manufacture of structural components for application in high temperatures and aggressive environments involves the use of materials that maintain their chemical, mechanical and physical properties even in temperatures above 1000°C. A possible altemative to meet such requirements is the use of directionally solidified euteetie alloys. Such process allows the obtainment ofin situ composite materials, with elevated high temperature stability. In the present work, alloys in the Nb-AI and Nb-Al-X (X=Ti, Cu, Cr, Si and Ni) systems were obtained and processed. lnitially, samples were analyzed regarding the solidification microstructure in the aseast condition through conventional metallographie techniques, with the objective to identify compositions presenting euteetie structures. This study resulted in the identification of a new euteetie alloy, i.e. of a new AhNb-Nb2AI-AlNbNi temary structure. Further, the euteetie alloys were directionally solidified using Bridgman technique in furnare with inductive heating. The resultant microstructures were characterized in terms of solidification conditions. AIso, the mechanieal behavior was evaluated through hardness testing, fracture thoughness using Viekers indentation technique and hot compressing. In a final stage, the oxidation resistance and the high temperature microstructure stability of the alloys were evaluated. The results obtained allowed to understand the mode of solidifiecent atmospherie conditions / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: João Alberto Venegas Requena / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-24T18:08:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_RosilenedeFatima_M.pdf: 4329583 bytes, checksum: a6c7e1929eb4a11e9bbc854e38449362 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: o presente trabalho aborda a analise de instabilidade de estruturas reticuladas tridimensionais constituídas por barras deformáveis em seu plano e fora dele com o objetivo de estudar a influência que os contraventamentos exercem nas estruturas. Estas barras são deformáveis por flexão, por força axial, por força cortante e torção. Um programa de computador foi desenvolvido para possibilitar a determinação dos parâmetros de instabilidade da estrutura, considerando a não linearidade geométrica, em teoria de segunda ordem, no regime elástico. A técnica empregada é a matricial utilizando funções de rigidez tridimensionais (Funções de Estabilidade desenvolvidas para considerar os efeitos simultâneos de flexão, força cortante, força axial e torção). A instabilidade global da estrutura é atingida quando um determinado carregamento provocar a degeneração da matriz de rigidez global da estrutura, ou seja, tornando-a singular. Neste caso, o carregamento é considerado crítico e através dele pode-se determinar os parâmetros de instabilidade da estrutura global. Com as ferramentas desenvolvidas foi possível o estudo da instabilidade das estruturas com vínculos rígidos e elásticos. Possibilitou também o estudo dos efeitos dos contraventamentos elásticos nestas estruturas. Exemplos numéricos são apresentados para demonstrar a potencialidade do processo desenvolvido e para comparar com resultados de análises obtidas por outros autores que utilizam outros processos e pelo programa ANSYS 5.2 / Abstract: This paper approaches the analysis of instability of tridimentional reticulation structures composed by deformable frames along its plane and out of it with the goal of study the influence of the bracing on the structures. This frames are deformable by flexion, axial force, shear force and torsion. A software was developed to determine the parameters of instability of the '"structure, considering geometrical non linearity, in theory of elastic second order. The technique used is the matricial using tridimentional stability functions (Stability functions developed to consider simultaneous effects of flexion, axial force, shear force and torsion.). The global instability of the structure is reached when loading to cause the degeneration of the global stiffness matrix of the structure, i.e., it becomes a singular matrix. In this case, the. loading is considered criticaI and through it the instability of global structures parameters can be calculated. Examples are showed to demonstrate the potentiality of the process developed and to compare with results obtained from other authors who use other process and ANSYS 5.2 program / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

En catálisis heterogénea, las propiedades reactivas de las partículas metálicas soportadas dependen del tamaño de la partícula y del sitio específico del soporte en donde la partícula se adhiere. Se sabe que cuando un óxido es usado como soporte, los agregados metálicos interaccionan preferentemente con las vacancias de oxígeno superficiales. En particular, en MgO el tipo de vacancia más estudiado es el centro Fs generado por la pérdida de un átomo de O neutro; como consecuencia, en la cavidad quedan atrapados dos electrones. En este trabajo se estudia la adsorción de átomos, dímeros y trímeros de Au en diferentes sitios de MgO, tanto en sitios aniónicos (O2-) como en vacancias Fs ubicados en terraza, borde y esquina. Se analizan sus propiedades químicas utilizando al monóxido de nitrógeno (NO) como molécula de prueba. Todos los cálculos se realizaron utilizando el formalismo DFT (Teoría del Funcional de la Densidad) y el modelo de clusters. Los aspectos analizados fueron: 1) el estudio de la interfaz Au/MgO; 2) la adsorción de NO sobre Au/MgO; y 3) la formación de dímeros de NO como posibles especies intermediarias. Cuando las partículas de Au se unen al soporte a través de los sitios aniónicos, la carga que adquiere la partícula metálica es pequeña. El enlace entre la partícula y el óxido es fundamentalmente originado por la polarización de la partícula de oro. En cambio, sobre sitios Fs la carga acumulada en la propia cavidad se transfiere parcialmente al Au. Estas partículas cargadas negativamente se encuentran ligadas a un número determinado de cationes Mg2+, por lo que la interacción del Au en sitios Fs tiene un fuerte componente iónico. Los resultados indican que los sitios Fs, particularmente los ubicados en defectos topológicos, son centros de alta reactividad para la captura de átomos, dímeros y trímeros. Por otro lado, la adsorción de NO es más fuerte en las partículas con número impar de átomos de Au (Au1 y Au3) que en Au2. En los primeros casos, la molécula de NO (un radical) enlaza con otro sistema de capa abierta generando un fuerte enlace covalente. En términos generales, la interacción Au-NO parece estar gobernada por el valor del spin (por átomo de Au) presente en la partícula metálica. En general, la interacción Au-NO es insensible al sitio topológico donde se enlaza la partícula de Au; es decir, la fuerza de este enlace sufre poco al variar la coordinación de los sitios superficiales donde se ubica el agregado de Au. Las partículas Au1 y Au3 también resultan muy activas para la formación del dímero N2O2. En particular, sobre Au1 ubicado en Fs (terraza) la energía de formación del dímero es muy importante. En este caso el dímero se vuelca a la superficie mediante la formación de un enlace electrostático entre un O del dímero y un Mg2+ superficial. Al acercar una tercera molécula de NO al dímero ligado al Au1, se produce la reacción hacia N2O y NO2 sin barrera de activación. Por lo tanto, la especie N2O2 actúa como intermediario hacia la formación de los productos finales. / In heterogeneous catalysis the reactive properties of supported metal particles depend on the cluster size and on the specific site of the support where the particle is anchored. When an oxide is used as support, the metal aggregates interact preferentially with surface oxygen vacancies. In particular, on MgO the most study vacancy is Fs site which is generated for the lost of a neutral O atom; as consequence two electrons remain caught in the cavity. In this work its studies the adsorption of atoms, dimers and trimers of Au in different sites of MgO, anionic sites (O2-) and Fs vacancy places in terrace, edge and corner. The chemical properties were analyzed using NO as testing molecule. All the calculations were realized using DFT (Density Functional Theory) and the clusters model. The analyzed aspects were: 1) the study of Au/MgO interface; 2) the adsorption of NO on Au/MgO; and 3) The formation of NO dimers as possible intermediary species. When the Au particles join the support through anionic sites, the charge that the metallic particle gets is small. The bond between the particle and the oxide is originated by the polarization of the gold particle. On the other hand, on Fs sites the accumulated charge in the cavity partially transferred to the gold. This particles charged negatively are linked to a number of Mg2+ cations and thats why the interaction of Au in Fs sites has a strong ionic component. The results indicated that the Fs sites, located on topologic defect are centers of high reactivity for the capture of atoms, dimers and trimers. The adsorption of NO is stronger on the particles with odd number of atoms of Au (Au1 and Au3) than on Au2. In the first cases the NO molecule links with other open shell system generating a strong covalent bond. In general, the Au-NO interaction seems rules by the spin value present on the metallic particle. The Au-NO interaction is insensitive to the topologic sites were the Au particle bind. In other words, the strong of this bond suffers little when the coordination of the surface sites were the Au particle is located changed. The Au1 and Au3 particles also turn out to be very active to the formation of N2O2 dimer. In particular, on Au1 located on Fs (terrace) the formation energy of the dimmer is very important. In this case, the dimer leans to the surface through the formation of an electrostatic bond between the O of the dimer and a surface Mg2+. When a third NO molecule is approaches to the dimmer linked to de Au it produce the reaction to N2O and NO2 without activation barrer. Therefore, the N2O2 species act as intermediated to the formation of the final products.

O uso de nanopartículas (NP) metálicas tem crescido exponencialmente, gerando preocupações sobre o seu risco ambiental para a biota aquática. As NP de óxido de cobre (NP de CuO) são frequentemente empregadas em tintas anti-incrustantes, e as NP de óxido de cromo (NP de Cr2O3) vêm sendo utilizadas como pigmento verde. A extensa utilização dessas NP pode contaminar os ecossistemas aquáticos, e os seus efeitos toxicológicos no ambiente são pouco conhecidos. Neste estudo, foi avaliada a toxicidade aguda induzida pelas NP de CuO e Cr2O3, comparando-se com CuSO4 como fonte de íons Cu2+ e Cr(NO3)3 como fonte de íons Cr3+, utilizando o microcrustáceo Daphnia similis e o rotífero Brachionus calyciflorus como organismos-teste. Para D. similis, a CE50 média para NP de CuO foi de 0,064 mg/L e para CuSO4 foi de 0,015 mg/L, valores estes mais baixos do que os valores encontrados na literatura para D. magna. Para B. calyciflorus, a CE50 para NP de CuO foi de 0,0145 mg/L e para CuSO4 foi de 0,0029 mg/L. A diminuição da toxicidade da NP em relação ao sal pode ser devido ao fato de que as NP de CuO tendem a se aglomerar, o que pode ter reduzido a liberação dos íons Cu2+ no meio do teste. A CE50 média para NP de Cr2O3 foi de 6,74 mg/L e para Cr(NO3)3 foi de 11,98 mg/L para D. similis, enquanto que para B. calyciflorus foi de 89,97 mg/L (NP de Cr2O3) e 14,72 mg/L (Cr(NO3)3). O tamanho reduzido das NP de Cr2O3 (15-30 nm) e o maior potencial zeta podem ter contribuído para maior estabilidade em suspensão e menor potencial de aglomeração, explicando uma maior toxicidade das NP em relação ao sal Cr(NO3)3, o que não foi observado para B. calyciflorus. As NP de CuO foram consideradas muito tóxicas e as NP de Cr2O3 perigosas para os organismos testados. Entretanto, B. calyciflorus se mostrou mais sensível às NP de CuO e ao CuSO4 do que D. similis, que apresentou maior sensibilidade às NP de Cr2O3 e ao Cr(NO3)3 em comparação ao rotífero. / The use of metal nanoparticles has grown exponentially, but there are also concerns about the environmental risk to aquatic biota. Copper oxide nanoparticles (CuO NPs) are frequently employed in antifouling paints, and nanoparticles of chromium oxide (Cr2O3 NPs) have been used as a green pigment. Their extensive use can contaminate aquatic ecosystems, and the toxicological effects of these NPs to the biota are poorly known. In this study, we evaluated the acute toxicity induced by CuO NPs and Cr2O3 NPs, comparing with CuSO4 as Cu2+ ion source and Cr(NO3)3 as Cr3+ ion source , using Daphnia similis and Brachionus calyciflorus. For D. similis, the mean EC50 for CuO NPs was 0.064 mg/L and for CuSO4 was 0.015 mg/L, lower values of EC50 than those available in the literature for D. magna. For B. calyciflorus, the EC50 for CuO NPs was 0.0145 mg/L and for CuSO4 was 0.0029 mg/L. The decrease in toxicity of NPs compared to salt may be due to the fact that CuO NPs tend to agglomerate, which may have reduced the release of Cu2+ in the test medium. The mean EC50 for Cr2O3 NPs was 6.74 mg/L and for Cr(NO3) was 11.98 mg/L for D. similis, whereas for B. calyciflorus was 89.97 mg/L (Cr2O3 NPs) and 14.72 mg/L (Cr(NO3)3). The reduced size of the Cr2O3 NPs (15-30 nm) and the higher Zeta Potential may have contributed to the higher stability in suspension and less potential for agglomeration, partially explaining the higher toxicity of NPs in relation to Cr(NO3)3 salt, which was not observed for B. calyciflorus. CuO NPs were considered very toxic and Cr2O3 NPs were considered dangerous for organisms tested. However, B. calyciflorus was more sensitive to NP of CuO and CuSO4 than D. similis, which showed greater sensitivity to NP Cr2O3 and Cr (NO3)3 in comparison to the rotifer. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

For the most demanding measurement tasks in force metrology flexure hinges in compliant mechanisms represent a key component. To enhance the mechanical properties of devices like weighing cells, the ability of precise modeling of flexure hinges is essential. The present scientific work focuses on the modeling of the mechanical behavior of a single flexure hinge subjected to geometric deviations and non-ideal loading conditions as those encountered in weighing cells. The considered hinge has a semi-circular contour and a large width compared to its minimum notch height. This geometry is modeled using the finite element method. Requirements for a trustworthy and efficient computation are elaborated under the consideration of geometric deviations for later parametric studies. Analytical expressions found in the literature are compared to numerical results to prove the validity of their assumptions for thin hinges. The model is used for studying the deviation of the stiffness in non-ideal flexure hinges. Sources of deviation are identified and described by parameters. The range of values for each parameter is chosen on the basis of available manufacturing technology. Influential parameters are identified through a sensitivity analysis. The effect of loading conditions is studied in the context of the application in weighing cells. For the enhancement of the overall sensitivity, the stiffness of the flexure hinges can be reduced. One option, the alteration of the geometry by adding a flexure strip in the center of the semi-circular flexure hinge is studied in comparison to existing analytical equations. The effects of ground tilts for a single loaded flexure hinge are investigated as a foundation for future modeling of a tilt insensitive state of a weighing cell mechanism (autostatic state). By adjusting the vertical position of the center of mass of the lever, the tilt sensitivity can be reduced to zero. An approach to find the position for this state is presented considering the numerical limitations of finite element modeling. Using this approach, the variation of the sought position is evaluated for different values of the design parameters. / Tesis

Para avaliar o efeito de diferentes tratamentos superficiais sobre a resistência ao cisalhamento da união entre uma liga metálica (Co-Cr-Mo - Remanium CD) e um cimento resinoso (Rely XTM) e analisar o tipo de fratura durante a separação dos espécimes, quarenta pares de discos metálicos foram fundidos, regularizados e polidos, submetidos a quatro ciclos térmicos (vácuo, 960ºC, 8 minutos) e divididos aleatoriamente em quatro grupos. Cada grupo recebeu um tipo de tratamento: Grupo PSP: Polimento com lixa d'água Nº 600; Grupo PCP: Polimento com lixa 600 e aplicação do condicionador metálico Alloy Primer (Kuraray); Grupo JSP: Jato de óxido de alumínio (100 m, 75lib/pol2) e Grupo JCP: Jato de óxido de alumínio (100 m, 75lib/pol2) e aplicação do Alloy Primer. Os grupos foram cimentados e armazenados em água deionizada a 37ºC por 36 horas e separados em ensaio de cisalhamento. Os maiores valores foram produzidos pelos grupos jateados (JSP, JCP), independentemente da aplicação do primer; o Alloy Primer aumentou a retentividade entre o cimento Rely X e a superfície polida da liga de Co-Cr-Mo, entretanto sua força de união não superou a alcançada através do jateamento; todos os espécimes apresentaram falha adesiva na interface testada. / To evaluate the effect of different surface treatments on shear bond strength between a metallic alloy (Co-Cr-Mo - Remanium CD) and a resin cement (Rely XTM) and to evaluate the mode of fracture after testing, forty couples of metallic-alloy disks were melted, regularized, polished, submitted to four thermal cycles at 960ºC and divided casually in four groups. Each group received a type of different treatment: Group PSP: Polishing with sandpaper 600; Group PCP: Polishing with sandpaper 600 and application of a metallic Primer; Group JSP: Sandblaster with 100 m aluminum oxide; Group JCP: Sandblaster with 100 m aluminum oxide and application of a metallic Primer. The groups were cemented and stored in distilled water at 37ºC for 36 hours and submitted to shear strength test. The highest values were obtained by the sandblasted groups (JSP, JCP), independently of the primer application; the Alloy Primer increased the retention between the Rely X cement and the polished surface of the Co-Cr-Mo alloy, however its bond strength was not greater than that obtained by sandblasting; all of the specimens showed adhesive failures within the tested interface.

O êxito clínico dos implantes osseointegrados é amplamente determinado, pela maneira como o estresse mecânico é transferido do implante, ao tecido ósseo circundante, sem gerar forças de grande magnitude, o que poderia colocar em risco a longevidade do próprio implante e da restauração protética. Inúmeros aprimoramentos técnicos, assim como desenhos e ligas metálicas alternativas para a confecção de infra-estruturas, têm sido propostos para melhorar os procedimentos protéticos. O objetivo deste trabalho foi verificar a distribuição de estresse em infra-estruturas de prótese fixa implanto -suportada, através do uso de extensômetros, em função de duas ligas metálicas. Corpos de prova simulando infra-estruturas para uma situação de prótese total fixa mandibular, foram confeccionados em liga de cobalto-cromo e paládio-prata e posicionados sobre um modelo-mestre. Uma carga estática vertical de 100N foi aplicada na extremidade livre, a uma distância de 10, 15 e 20mm para distal do centro do intermediário terminal. Os resultados demonstraram que em grandes extensões de cantilever, a liga de cobalto-cromo apresentou deformação semelhante à liga de paládio-prata com cantilever curto. O emprego de uma liga de cobalto -cromo na confecção de infra-estruturas para prótese sobre implantes pode permitir braços de cantilever mais extensos. / The clinical success of osseointegrated implants are largely influenced by the manner mechanical deformation are transferred from implant to surrounding bone, without generating forces of a magnitude that would jeopardize the longevity of implant and prosthesis. A variety of technical improvements, as well as alternative framework designs and alloys have been reported to improve prosthetic procedures. The aim of this study was to analyze the deformation on frameworks of a fixed implant-supported prosthesis, fabricated with two metal alloys. The samples simulated a typical mandibular fixed complete -arch framework and were fabricated on cobalt-chromium alloy and palladium-silver alloy and positioned on a master-cast. A vertical estatic load of 100N was applied on the cantilever arm at a distance of 10, 15 and 20mm from the center of distal abutment. Strain gauges were positioned on the distal aspect of last abutment to capture deformation. The results demonstrated that for large cantilever extensions, the cobalt-chromium alloy presented deformation similar to that observed for palladium-silver alloy with short cantilever. Using a cobalt-chromium alloy may allow longer cantilever arms.