Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2015-11-17T13:01:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISS_InfluênciaDiversosCiclos.pdf: 5017596 bytes, checksum: 6118790987d494dfbf415a4d4eb1be56 (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: adicionar licença on 2015-11-18T12:00:28Z (GMT) / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2015-11-18T14:01:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISS_InfluênciaDiversosCiclos.pdf: 5017596 bytes, checksum: 6118790987d494dfbf415a4d4eb1be56 (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: a pedido on 2015-11-19T13:12:01Z (GMT) / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2015-12-02T11:36:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISS_InfluênciaDiversosCiclos.pdf: 5017596 bytes, checksum: 6118790987d494dfbf415a4d4eb1be56 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-12-02T16:48:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISS_InfluênciaDiversosCiclos.pdf: 5017596 bytes, checksum: 6118790987d494dfbf415a4d4eb1be56 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-02T16:48:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISS_InfluênciaDiversosCiclos.pdf: 5017596 bytes, checksum: 6118790987d494dfbf415a4d4eb1be56 (MD5) Previous issue date: 2015 / Em função da elevada resistência mecânica aliada a características geométricas robustas, equipamentos fabricados em aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) podem extrapolar a capacidade de processamento de máquinas operatrizes para conformação mecânica das indústrias do setor metal-mecânico. Em virtude disso, uma rota alternativa de produção é o aquecimento do material em uma faixa de temperatura tal que permita a diminuição de seu limite de escoamento e, conseqüentemente, solicite uma potência menor da máquina operatriz. Entretanto, esta alternativa pode provocar alterações microestruturais que resultem em queda indesejada da resistência mecânica do aço após seu retorno à temperatura ambiente. Neste trabalho corpos de prova para ensaios de tração e impacto Charpy-V foram fabricados com o aço ARBL temperado e revenido USI-SAR-80T, com limites de escoamento e resistência mínimos de 700MPa e 760MPa, respectivamente. Os mesmos foram submetidos a 1, 3, 5, 7 e 9 ciclos térmicos, com tempo total de 10 horas, à temperatura de 580°C para todos os casos. Após os ciclos térmicos, ensaios de tração, impacto e dureza Vickers foram executados. Os resultados foram comparados com amostras não sujeitas a nenhum tratamento. Análises microestruturais foram realizadas em microscópio ótico (MO) e em microscópio eletrônico de varredura (MEV), além de fratografia dos corpos de prova. Os resultados indicaram que o coalescimento da cementita foi o grande responsável pela diminuição do limite de escoamento e de resistência, diminuição de dureza e aumento da energia absorvida nos corpos de prova submetidos a 1, 3, 7 e 9 ciclos. térmicos. Os corpos de prova submetidos a 5 ciclos térmicos apresentaram endurecimento secundário, causando estabilização dos limites de escoamento e resistência, além da dureza e queda nos valores de energia absorvida no ensaio impacto. Em todas as situações os corpos de prova de tração apresentaram fratura predominantemente dúctil. Apenas os corpos de prova que apresentaram o endurecimento secundário sofreram fratura frágil no ensaio de impacto. Mesmo com as quedas nos valores de resistência mecânica o material continuou apresentando, para todos os casos, limites de escoamento e resistência superiores aos valores mínimos estabelecidos pelo fabricante. ____________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Due to high strength properties associated with large dimensions, equipments and/or parts made of high strength low alloy steels (HSLA) may extrapolate the available capacity of metal-forming and bending machines. In this context, an appropriate option is to heat up the raw material to a defined temperature range that leads to the reduction in the yield and tensile strength of the material so that the machine demands lower power to carry out the forming process. However, this alternative process may cause microstructural changes and undesirable reduction in the material strength. Based on the exposition above, tensile and impact test specimens have been manufactured from quenched and tempered HSLA steel USI-SAR-80T, with yield and tensile strength properties above 700MPa and 760MPa, respectively. The specimens have been submitted to a different number of cycles, i.e., 1, 3, 5, 7 and 9 thermal cycles, with total heat treatment time of 10 hours and temperature of 580°C each. After finishing the thermal cycles, tensile, charpy-V impact and hardness tests have been performed and corresponding results compared to specimens that have not been treated. Microstructural analysis have been performed with optical microscope (OM) and scanning electronic microscope (SEM), including analysis of the specimens fractography. The results have indicated that cementite coalescence has been the main reason for the reduction in the material properties associated with an increase in the absorbed energy values obtained using impact test specimens subjected to 1, 3, 7 and 9 thermal cycles. The specimens subjected to 5 thermal cycles have shown secondary hardening, which have led to the maintenance of yield and tensile strength and hardness, in spite of absorbed energy reduction during impact tests. In all conditions, the tensile specimens have shown ductil fracture at room temperature. However, specimens that presented secondary hardening have shown brittle fracture in the impact tests carried out at room temperature. Despite modification in the material properties, values are still above the specified limits established by the manufacturer.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-10-10Bitstream added on 2014-06-13T19:03:29Z : No. of bitstreams: 1 marins_em_dr_guara_prot.pdf: 7283473 bytes, checksum: 080948824f946973e97d101c513ae685 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Armas de fogo têm sido usadas em periódo dificeis da história, nos quais conflitos entre países têm ocorrido, ou no cotidiano cada vez amis violento das grandes cidades. Neste sentido, a blindagem de veículos, aeronaves e de pessoas é uma necessidade cada vez maior. Das cerâmicas utilizadas para esse fim, o carbeto de silício tem um excelente desempenho devido à alta dureza e baixa densidade. O objetivo desse trabalho é otimizar a manufatura de cerâmicas de carbeto de silício feitas de matéria prima nacional, caracterizá-las tanto quanto comparar suas características com aquelas de material importado, visando sua aplicação em blindagem balística pessoal ou de veículos leves. a fim de proporcionar independência tecnológica nessa área. Foram confeccionadas cerâmicas de carbeto de dilício de dois tipos de pós: um nacional Microservice e importado - H. C. Starck. As cerâmicas foram conformadas por prensagem uniaxial, seguida de prensagem isostática e sinterização com fase líquida, utilzando YAG como aditivo de sinterização. A caracterização das cerâmicas foir formada por: ensaios de flexão por quatro pontos, medidas de densidade, testes de dureza e ceramografia. As cerâmicas confeccionadas com o SiC H. C, Starck apresentaram maior densidade e maior resistência mecânica do que as demais. Enquanto que, as amostras nas quais o SIC da Microservice associado a 10% de YAG como aditivo foi usado, demostraram a mais alta homogeneidade e valores de resistência mecânica e dureza os mais próximos aos valores daquelas feitas com matéria-prima importada. Esses resultados mostram que é possível usar cerâmicas feitas com o SIC nacional para propósitos de blindagem balística. / Firearms have beem used either in hard periods of history, in which conflicts between countries have occurred, or in the everyday life of the large cities, wich are more and more violent. Thus, the protection of vehicles, aircraft and people is an increasing need. Among ceramics used for this purpose, silicon carbide has an excellent performane due to its high hardness and low density. The goal of this work is to optimize the manufacture of the silicon carbide ceramics made from Brazilian raw-materials, characteriza them as well as to compares their characteristics with those form imported raw-material, aiming their application in personnel or in light vehicles armor to provide technological independence in this field. Silicon carbide ceramics were made of two kinds of powders: Brazilian - Microservice and importe - H. C. Starck. The ceramics were shaped by uniaxial pressing, followed by isostatic pressing, and liquid phase sintering using YAG as an sintering additive. The characterization of the ceramics was consisted of the four-point flexural tests, measurements of density, hardness testsm and ceramography. The ceramics made of SIC H.C. Starck presentes higher density and higher mechanical resistance than the others. While the samples of ceramicsm in wich the SIC of Microservice and a 10-percent of YAG as an additive was used, presented the highest homogeneity and mechanical resistance and hardness values closets to the values from those made of importes raw-materials. These results show it is possible to use ceramics, made of Brazilian sources for ballistica armor purposes.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-15Bitstream added on 2014-06-13T20:24:13Z : No. of bitstreams: 1 mazur_rl_dr_guara.pdf: 5349444 bytes, checksum: 5546ed3e05f9b04e6ef0e88215a4b018 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os compósitos poliméricos avançados têm sido utilizados como materiais estruturais de elevado desempenho em aplicações aeroespaciais nos últimos 40 anos. No entanto, esses materiais podem apresentar problemas quando expostos à umidade, temperatura, radiação ultravioleta e variação térmica, podendo ocorrer sinergia entre os principais mecanismos de degradação. Entre os compósitos termoplásticos, o laminado processado a partir de fibras de carbono/PEKK (poli(éter-cetona-cetona)) mostra excelente balanço de propriedades, incluindo elevada temperatura de transição vítrea, elevados valores de resistência, rigidez e tenacidade à fratura, baixa absorção de umidade e boa resistência ambiental. O objetivo do presente trabalho é avaliar a influência dos parâmetros de processamento na obtenção do compósito de fibra de carbono/PEKK, via moldagem por compressão a quente, assim como, estudar a influência de diferentes condicionamentos ambientais, como efeito higrotérmico, radiação ultravioleta (UV) e ciclagem térmica nos comportamentos viscoelástico e mecânico do compósito. Neste trabalho, os efeitos da degradação ambiental sobre as propriedades mecânicas e viscoelásticas foram avaliadas por meio de ensaios de compressão, de cisalhamento interlaminar, DMA e vibração livre. O processamento dos compósitos por moldagem por compressão a quente mostrou-se adequado necessitando, porém, da otimização de alguns parâmetros. As análises viscoelásticas das amostras submetidas ao condicionamento por radiação UV mostram que as temperaturas de transição vítrea das amostras não condicionadas e condicionadas encontram-se relativamente próximas (~157°C a 162°C), mas o módulo de armazenamento apresenta uma acentuada degradação, evidenciando o efeito deletério da radiação UV na rigidez do compósito estudado / Advanced polymeric composites have been introduced as structural materials for high performance aerospace applications over the last 40 years. However, these materials can present problems when exposed to moisture, temperature, ultraviolet (UV) radiation and thermal cycling, besides it may occur the synergy among the main degradation mechanisms. Among the thermoplastic composite materials, carbon fiber reinforced PEKK (poly(etherketone- ketone)) laminates have shown excellent balance of properties, including high glass transition temperature, high strength, stiffness and fracture toughness values, low moisture absorption and good environmental resistance. The aim of the present work is to evaluate the influence of the processing parameters on the carbon fiber/PEKK composites manufacturing, by hot compression molding, and also the influence of different environmental conditionings as hygrothermal, ultraviolet (UV) radiation and thermal cycling effects on viscoelastic and mechanical behaviors. In this work, the effects of environmental degradation on mechanical and viscoelastic properties were studied by compression, interlaminar shear strengths, DMA and free vibration tests. Hot compression molding showed good to produce the thermoplastic composite, but it need be optimised. The viscoelastic tests of the samples submitted to the UV radiation effects show the glass transition temperatures of non-conditioning and conditioning specimens are near (~157°C to 162°C) when compared between then. On the other hand, the storage modulus presents a significant degradation emphasising the deleterious effect of the UV conditioning on the studied composite stiffness

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2015. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2015-10-21T18:46:01Z No. of bitstreams: 1 2015_JorgeBrenoPalhetaOrellana.pdf: 2983794 bytes, checksum: 7df6f4c0193948874c166c942311eab7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2015-11-03T15:56:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_JorgeBrenoPalhetaOrellana.pdf: 2983794 bytes, checksum: 7df6f4c0193948874c166c942311eab7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T15:56:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_JorgeBrenoPalhetaOrellana.pdf: 2983794 bytes, checksum: 7df6f4c0193948874c166c942311eab7 (MD5) / A espécie Tachigali vulgaris conhecida como tachi-branco ou carvoeiro, é uma leguminosa tropical de rápido crescimento, com um bom rendimento em plantios florestais, direcionada para usos energéticos. A caracterização tecnológica da madeira define melhor o conhecimento de sua qualidade permitindo o uso racional desta matéria prima, potencializando a sua utilização em diversos segmentos industriais. Este trabalho objetou caracterizar a madeira de tachi-branco (Tachigali vulgaris), através da análise das suas propriedades físicas, químicas e mecânicas, proveniente de plantios de dois sítios distintos, localizados Estado do Amapá, visando o uso múltiplo da madeira. As coletas foram realizadas em dois plantios experimentais de T. vulgaris, localizados em ecossistemas diferentes, cerrado e terra firme, pertencentes a Embrapa/Amapá. Após a realização do inventário florestal, as árvores foram classificadas em três classes diamétricas (classe 1: 6,0-17,0cm; classe 2: 17,5-29,0cm) e classe 3: 29,5-37,0cm). Sorteou-se, ao acaso, 8 árvores de cada classe, totalizando 24 árvores abatidas de cada ecossistema. As toras foram desdobradas em corpos-de-prova em três tamanhos distintos e foram utilizados para as análises químicas (lignina e extrativos), determinação das propriedades físicas (densidade básica e retratibilidades) e propriedades mecânicas (flexão estática), além dos ensaios não destrutivos (ondas ultrassonoras, stress wave e colorimetria). Os resultados mostram que a nível macro das áreas de estudo, o ecossistema parece não ter influenciado de forma significativa na maioria das propriedades tecnológicas da madeira de tachi branco. No entanto, quando se faz a repartição das árvores em classes de diâmetro, dentro de cada ecossistema, tem que se tomar cuidado em analisar cada propriedade, pois poderá haver influência do diâmetro da árvore em determinada propriedade. Esta espécie possui cloração marrom claro, densidade e retratibilidades médias, além de resistências também médias quanto aos módulos de elasticidade e de ruptura em flexão estática. A técnica de stress wave, mostrou estimativas do módulo de elasticidade dinâmico mais próximo do módulo de elasticidade estático determinado em flexão estática. A madeira de Tachigali vulgaris (tachi branco), utilizada em plantios homogêneos, independente do ecossistema, mostra potencial para ser usada nos segmentos industriais de móveis, produção de lâminas, construções leves, utensílios, embalagens e revestimentos internos (forro e lambri). Recomenda-se o incentivo e apoio governamental em seus programas de desenvolvimento florestal aos proprietários de pequeno e médio porte com esta espécie. / The Tachigali vulgaris species known as tachi-branco or coal, is a tropical legume rapid growth, with a good performance in forest plantations, directed to energy uses. Technological characterization of wood best describes the knowledge of quality allowing the rational use of this raw material, enhancing its use in various industries. This work objected to characterize wood tachi-branco (Tachigali vulgaris), through the analysis of their physical, chemical and mechanical properties, from planting two different sites, located state of Amapá, targeting the multiple use of wood. Samples were collected in two experimental plantings of T. vulgaris, located in different ecosystems, savannah and land belonging to Embrapa /Amapá. After conducting the forest inventory, trees were classified into three diameter classes (Class 1: 6,0-17,0cm; Class 2: 17,5-29,0cm) and Class 3: 29,5-37,0cm) . It has drawn, at random, eight trees of each class, totaling 24 trees felled each ecosystem. The logs were deployed in bodies of the test piece in three different sizes and were used for chemical analysis (lignin and extractives), determination of the physical properties (basic density and retractability) and mechanical properties (static bending), in addition to non-destructive testing (ultrasonic waves, stress wave and colorimetry). The results show that the macro level of the study areas, the ecosystem seems to have influenced significantly in most of the technological properties of the white tachi wood. However, when it makes the distribution of trees in diameter classes within each ecosystem, it has to be taken care of analyzing each property as there could be influence of tree diameter in certain property. This species has light brown color, density and medium retractabilities, and also media resistance as the modulus of elasticity and rupture in static bending. The stress wave technique, showed estimates the nearest dynamic modulus of elasticity Static modulus of elasticity determined in static bending. Wood Tachigali vulgaris (tachi-branco), used in homogeneous stands, regardless of the ecosystem, shows potential for use in industrial segments of furniture, production of blades, light buildings, utensils, containers and liners (liner and wainscoting). It is recommended incentives and government support in their forest development programs for small and medium-sized owners with this species.

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito à obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / As placascerâmicas com frequência são recobertas com esmaltes. Entre a base e a cobertura vítrea está o engobe que possui uma composição intermediária a estas duas camadas.Na composição dos engobes a fração plástica é formada principalmente por argilas claras e de boa plasticidade, que possam sinterizar de forma adequada dentro da composição durante a queima. Porém,argilascom boa plasticidade possuemem suas composições diferentes minerais, como o quartzo, que tendem a prejudicar a opacidade e óxidos cromóforos,que reduzem a alvura. O objetivo do trabalho foi o de conhecer o efeito da ativação mecânica no caulim e utilizar amostras de caulins ativados como fonte de material plástico para a formulação dengobe.Para isso foramobtidas amostras de caulim ativadaspor moagem de alta energia, com rotação de 500 rpm e com esferas de zircônia de 0,3mm nos tempos de 1 e 4 h. Estas amostras foram caracterizadas medindoàárea de superfícieespecífica, tamanho de partícula, cristalografiae calorimetria de varredura. Emuma etapa seguinte, com base em um engobe de referência(F.REF), foram formuladas três composições de engobesubstituindo a argila ball claypor:caulim não ativado (F.15C.0AT), caulim ativado com 1 h(F15C.1AT) e caulim ativadocom 4 h(F.15C.4AT).Para os corpos de prova secos,foram realizados ostestes deresistênciamecânicaa tração por compressão diametrale densidadeaparente. Foram obtidos corpos de prova queimados em1110, 1130, 1150 e 1170ºC e realizado os testes deabsorção, densidadeaparenteeespectrofometria.Para os corpos de prova queimados a 1130ºC foi realizada a análise cristalográfica, análise no microscópio eletrônicode varredurae determinado a densidade real. A ativação mecânica aumentou a área de superfície específicado caulim de 4,6 para 25 m²/g após1 hde moagem e para 46,1 m²/g com4 hde moagem, reduziu opercentual acumulado detamanho de partícula de 3% abaixo de 1µm para 96% abaixo de 1 µm em ambos os casos. Esse processamentotornouo caulim mais amorfo e causouefeitos sobre a decomposição da hidroxila. A composição F.15C.4AT obteve resistência mecânica a secomédiaigual a 0,68 MPa contra 0,18 MPa da F.REF. A F.15C.4AT obteve o menor valor de densidade relativa (0,84 contra 0,87 da F.15C.0AT) causada pelo aumento de porosidade fechada facilitada pela maiorfundência. As composições com caulim aumentaram a alvura e obtiveram uma microestrutura com maior formação de fases de cálcio.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3767.pdf: 7137153 bytes, checksum: 0679292ceb74de53d4df272fad4edcf3 (MD5) Previous issue date: 2011-07-14 / Poly(vinyl chloride) or PVC is among the most consumed thermoplastics in the world and has great versatility: A wide range of products, from pipes and rigid window frames to flexible foams, various types of materials such as synthetic leather clothing and flexible sheet can be made from PVC. The mechanical performance of the final product of PVC has direct relationship with the severity of the processing conditions, which can be quantified by the gelation level. This work studied the correlation between the gelation level of rigid PVC samples and the specific essential work of fracture (we), obtained by techniques of analysis of the essential work of fracture (EWF). For this assessment, and in order to control the gelation level, PVC compounds were processed in a torque rheometer, and then molded by compression. Different processing temperatures and two dosage levels in the mixture chamber were used to obtain samples with gelation levels between 2% and 74%, assessed by differential scanning calorimetry (DSC). EWF results showed that in PVC samples with low gelation level occur predominantly brittle fracture, while the progressively increasing of gelation level leads to an increasing of ductile portion in the fracture mechanism of the samples. However, samples with excessively high or excessively low gelation levels showed lower we values, when compared to samples with intermediate gelation levels, supported by both industry experiences and results from other researchers, when other techniques were used. / O poli(cloreto de vinila) ou PVC está entre os termoplásticos mais consumidos em todo o mundo e possui uma grande versatilidade: Uma grande gama de produtos, desde tubos e esquadrias de janelas rígidas até espumas flexíveis, diversos tipos de materiais tais como couro sintético para roupas e chapas flexíveis podem ser produzidos a partir do PVC. O desempenho mecânico do produto final de PVC possui relação direta com as condições de processamento, que pode ser quantificada pelo grau de gelificação. Neste trabalho foi estudada a correlação entre o grau de gelificação de amostras de PVC rígido e o trabalho essencial de fratura específico (we), obtido através de técnicas de análise do trabalho essencial de fratura (EWF). Para esta avaliação, e de forma a controlar o nível de gelificação, compostos de PVC foram processados em reômetro de torque, e posteriormente moldados por compressão. Foram utilizadas diferentes temperaturas de processamento e dois níveis de dosagem na câmara de mistura para obtenção de amostras com grau de gelificação entre 2% e 74%, analisadas por calorimetria exploratória diferencial (DSC). A avaliação dos resultados de EWF mostrou que amostras de PVC com baixo grau de gelificação apresentam fratura predominantemente frágil, enquanto que o aumento progressivo do grau de gelificação promove o aumento da contribuição da parcela dúctil no mecanismo de fratura das amostras. Entretanto, amostras com grau de gelificação excessivamente elevado ou excessivamente baixo apresentam valores de we menores quando comparados com amostras com grau de gelificação intermediários, corroborando tanto a experiência da indústria quanto resultados de outros pesquisadores, obtidos com a utilização de outras técnicas.

Submitted by Samia Danuta Brejão de Souza (samiadanuta@hotmail.com) on 2017-08-24T14:54:43Z No. of bitstreams: 1 SAMIA DANUTA BREJÃO DE SOUZA.pdf: 15119092 bytes, checksum: 553f3ba854894e3d3edb99ad390a74f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-25T14:43:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_sdb_dr_guara.pdf: 15119092 bytes, checksum: 553f3ba854894e3d3edb99ad390a74f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-25T14:43:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_sdb_dr_guara.pdf: 15119092 bytes, checksum: 553f3ba854894e3d3edb99ad390a74f0 (MD5) Previous issue date: 2017-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O desenvolvimento da tecnologia dos compósitos poliméricos avançados tem como uma de suas funções a união de materiais que combinem características tais como elevada resistência mecânica e rigidez aliadas à baixa massa específica. Um dos principais problemas da utilização de compósitos poliméricos em aplicações estruturais consiste em sua união efetiva para a integração de componentes. Neste sentido, estudos recentes mostram que as técnicas de soldagem por resistência elétrica e indução são processos promissores para a união de compósitos estruturais, por serem métodos rápidos e por ambos necessitarem de pouca preparação de superfície. Este trabalho objetiva avaliar os melhores parâmetros das soldagens por resistência elétrica e indução para laminados PEEK (poli(éter-éter-cetona)) reforçados com fibras de carbono visando aplicações aeronáuticas. Para esta finalidade, para a soldagem por resistência elétrica são avaliados os parâmetros mais adequados, por meio de controle estatístico de processos, envolvendo o tempo, a corrente elétrica e a pressão e três diferentes tipos de elementos resistivos (300 s, 32 A e 1,5 MPa). Já para a soldagem por indução os parâmetros avaliados são o tempo, a corrente e a pressão, porém, somente o tempo e a carga são utilizados para o controle estatístico (a corrente não é variável) (50 s, 150 N). Os laminados soldados foram condicionados em câmaras de radiação ultravioleta (UV), higrotérmica e salina, objetivando simular condições de voo, e após estes condicionamentos, foram caracterizados a partir de ensaios mecânicos (Lap Shear, Cisalhamento Iosipescu, End Notched Flexure, Compression Shear Test), análises térmicas (análise dinâmico-mecânica e análise termogravimétrica), e análises morfológicas das fraturas advindas dos ensaios mecânicos a partir das microscopias eletrônica de varredura (MEV) e óptica (MO). A partir dos resultados encontrados foi observado que apesar do valor da tensão de Lap Shear ter sido maior para a soldagem por indução (24,8 ± 7,0) MPa em relação à soldagem por resistência elétrica (15,82 ± 3,53) MPa, os valores das tensões de resistência das propriedades mecânicas foram superiores para a soldagem por resistência elétrica. Por exemplo, para o ensaio de ENF, a tensão máxima de cisalhamento para a resistência elétrica foi de (341,9 ± 55,9) MPa e para a indução foi de (92,6 ± 17,7) MPa. Desta forma conclui-se que, considerando os parâmetros de processo utilizados neste trabalho, tanto a soldagem por resistência elétrica quanto a soldagem por indução são promissoras para a união de compósitos PEEK/fibras de carbono para aplicações aeronáuticas. / The development of advanced polymer composite technology has as one of its functions the joining of materials that combine characteristics such as high mechanical strength and stiffness allied to low specific mass. One of the main problems of the use of polymer composites in structural applications is their effective union for the integration of components. In this sense, recent studies show that welding techniques by electric resistance and induction are promising processes for the union of structural composites, because they are fast methods and both require little surface preparation. This work aims to evaluate the best welding parameters by electric resistance and induction for PEEK (poly(ether-ether-ketone)) laminates reinforced with carbon fibers for aeronautical applications. For this purpose, for resistance welding, the most suitable parameters are evaluated by statistical process control, involving time, electric current and pressure and three several types of resistive elements (300 s, 32 A e 1,5 MPa). For induction welding, the parameters evaluated are time, current and pressure. However, only time and pressure are used for statistical control (current is not variable) (50 s, 150 N). The welded laminates were conditioned in UV, hygrothermal and salt spray chambers, in order to simulate flight conditions, and after these conditions, were characterized in mechanical tests (Lap Shear, Iosipescu, End Notched Flexure and Compression Shear Test), thermal analysis (DMA and TMA) and morphological analysis of fractures from mechanical tests using scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy (OM). In this work, the mechanical properties of the fractions were evaluated. From the results obtained it was observed that although the value of Lap Shear tensile strength was higher for induction welding (24.8 ± 7.0 MPa) in relation to resistance welding (15.82 ± 3.53 MPa), the tensile values of the mechanical properties were higher for resistance welding. For example, for the ENF test, the Average maximum shear stress for the strength was (341.9 ± 55.9) MPa and for the induction was (92.6 ± 17.7) MPa. This was, it can be concluded that considering the parameters processing used, the resistance welding and induction welding are promising for the composites joint of PEEK/carbon fiber for aeronautical application. / FAPESP: 2013/13214-9 / FAPESP: 2016/07586-9

Resumo: Armas de fogo têm sido usadas em periódo dificeis da história, nos quais conflitos entre países têm ocorrido, ou no cotidiano cada vez amis violento das grandes cidades. Neste sentido, a blindagem de veículos, aeronaves e de pessoas é uma necessidade cada vez maior. Das cerâmicas utilizadas para esse fim, o carbeto de silício tem um excelente desempenho devido à alta dureza e baixa densidade. O objetivo desse trabalho é otimizar a manufatura de cerâmicas de carbeto de silício feitas de matéria prima nacional, caracterizá-las tanto quanto comparar suas características com aquelas de material importado, visando sua aplicação em blindagem balística pessoal ou de veículos leves. a fim de proporcionar independência tecnológica nessa área. Foram confeccionadas cerâmicas de carbeto de dilício de dois tipos de pós: um nacional Microservice e importado - H. C. Starck. As cerâmicas foram conformadas por prensagem uniaxial, seguida de prensagem isostática e sinterização com fase líquida, utilzando YAG como aditivo de sinterização. A caracterização das cerâmicas foir formada por: ensaios de flexão por quatro pontos, medidas de densidade, testes de dureza e ceramografia. As cerâmicas confeccionadas com o SiC H. C, Starck apresentaram maior densidade e maior resistência mecânica do que as demais. Enquanto que, as amostras nas quais o SIC da Microservice associado a 10% de YAG como aditivo foi usado, demostraram a mais alta homogeneidade e valores de resistência mecânica e dureza os mais próximos aos valores daquelas feitas com matéria-prima importada. Esses resultados mostram que é possível usar cerâmicas feitas com o SIC nacional para propósitos de blindagem balística. / Abstract: Firearms have beem used either in hard periods of history, in which conflicts between countries have occurred, or in the everyday life of the large cities, wich are more and more violent. Thus, the protection of vehicles, aircraft and people is an increasing need. Among ceramics used for this purpose, silicon carbide has an excellent performane due to its high hardness and low density. The goal of this work is to optimize the manufacture of the silicon carbide ceramics made from Brazilian raw-materials, characteriza them as well as to compares their characteristics with those form imported raw-material, aiming their application in personnel or in light vehicles armor to provide technological independence in this field. Silicon carbide ceramics were made of two kinds of powders: Brazilian - Microservice and importe - H. C. Starck. The ceramics were shaped by uniaxial pressing, followed by isostatic pressing, and liquid phase sintering using YAG as an sintering additive. The characterization of the ceramics was consisted of the four-point flexural tests, measurements of density, hardness testsm and ceramography. The ceramics made of SIC H.C. Starck presentes higher density and higher mechanical resistance than the others. While the samples of ceramicsm in wich the SIC of Microservice and a 10-percent of YAG as an additive was used, presented the highest homogeneity and mechanical resistance and hardness values closets to the values from those made of importes raw-materials. These results show it is possible to use ceramics, made of Brazilian sources for ballistica armor purposes. / Orientador: Elson de Campos / Coorientador: Demétrio Bastos Neto / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Francisco Cristovão L. de Melo / Banca: Gustavo Pain Valença / Banca: Olivério Moreira de Macedo Silva / Doutor

As estruturas sanduíche são formadas por duas faces externas (geralmente feitas com fibra sintética e resina) e um núcleo no meio. Estas estruturas possuem elevada rigidez em flexão, resistência ao cisalhamento e à compressão, e um peso muito baixo. São muitas vezes produzidos por moldagem líquida, como a infusão. Neste trabalho, foi utilizada resina éster‑vinílica, manta e tecido de fibra de vidro e núcleos de PET e PVC, para obter estruturas sanduíche pelo processo de RTM Light. O principal objetivo desta tese é validar a utilização desse processo para a fabricação dessas estruturas utilizando combinações dos núcleos e da manta ou tecido nas faces. Buscou‑se também estudar numericamente, utilizando o software OpenFOAM, o processo de RTM Light para estruturas sanduíches, sobre o qual há pouco estudo na literatura. A resina éster‑vinílica apresentou propriedades adequadas para utilização nestes compósitos, como viscosidade intermediária e tempo de cura apropriado para o processo de RTM Light, sendo que sua pós‑cura teve um efeito importante nas propriedades finais dos compósitos. Os dois núcleos demonstraram propriedades similares, como resistência à compressão transversal e longitudinal, mas o PVC apresentou uma resistência ao cisalhamento superior ao PET. Quanto ao tipo de reforço, também foram obtidos resultados similares, mas o tecido apresentou uma maior resistência à flexão que a manta. A simulação numérica do processo possibilitou prever o comportamento da resina dentro do molde de tal maneira a identificar padrões de preenchimento, bem como regiões mais propícias à formação de vazios. Sendo, portanto, uma ferramenta importante na construção de moldes, definição dos parâmetros de processo e na escolha das matérias‑primas. / The sandwich structures are comprised of two external faces (usually made of synthetic fiber and resin) and a core in between. These structures have high stiffness in bending, shear and compression strength, with a very low weight. They are often produced by liquid molding, such as infusion. In this work, vynil‑ester resin, glass mats and cloths and PET and PVC cores were used to obtain sandwich structures by Light RTM process. The main objective of this thesis is to validate the use of this process for the manufacture of these structures produced with a combination of cores and mats/clothes on the faces. The study was also based on a numerical study of the RTM Light process using the OpenFOAM software, for sandwiches structures, about which very little is available in the literature. The vinyl ester resin showed suitable properties for use in these composites, such as intermediate viscosity and adequate curing time for the Light RTM process, and its post‑cure had an important effect on the final properties of the composites. Both cores showed similar properties, such as resistance the transverse and longitudinal compression, but PVC showed greater shear strength than PET. The two types of reinforcement also produced similar results, but the use of cloths increased flexural strength. Numerical simulation of the process enabled prediction of the behavior of the resin inside the mold in a way to identify the filling pattern, as well as regions more prone to void formation. Thus, being an important tool for mold construction, definition of process parameters and the selection of raw materials.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-09-26T14:00:03Z No. of bitstreams: 1 2012_DiegoAndresCampoCeballos.pdf: 4401374 bytes, checksum: c4b924aaefd628ddfb8238fea176fef6 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-10-11T14:55:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_DiegoAndresCampoCeballos.pdf: 4401374 bytes, checksum: c4b924aaefd628ddfb8238fea176fef6 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-11T14:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_DiegoAndresCampoCeballos.pdf: 4401374 bytes, checksum: c4b924aaefd628ddfb8238fea176fef6 (MD5) / Pesquisadores alemães desenvolveram o polipropüeno copolímero random PP. na busca de um sistema de condução de água capaz de suportar altas pressões e altas temperaturas. Este material liberou a produção de tubos e conexões resistentes à água quente, mas. por ser um material polimérico. a rigidez destas tubulações decresce com o aumento da temperatura. Este trabalho apresenta a pesquisa do comportamento mecânico ã flexão de vigas compósitas híbridas constituídas de um tubo cilíndrico de polipropüeno (PP) e uma barra circular sólida de liga de Ní-Ti. incorporada na superfície externa do tubo. fixada com uma camada bobinada de nylon impregnada com resina epóxi. Os tubos de PP podem operar em temperaturas de até 80°C. aquecendo as ligas Ní-Tí até temperaturas acima de Aí. permitindo observar a contribuição do fio no aumento da rigidez das vigas compósitas fabricadas. Inicialmente, foi caracterizada a liga de Ni-Ti apresentando temperaturas de transformação de fase de M5= 46.24°C. Mf = 31,72 °C, As= 37.67°C e Af = 60.17°C, obtidas do ensaio de calorimetria diferencial de varredura (DSC), composição química média de 50.05% em peso de Ni a partir da espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e presença da fase monoclinica à temperatura ambiente, identificada pela difração de raios X (DRX). Posteriormente, tubos de PP de 500 mm de comprimento foram usados para fabricar vigas compósitas híbridas incorporando fios de aço e camada nylon epóxi para aperfeiçoar o método de fabricação e testar o dispositivo de flexão em três pontos. Finalmente, vigas compósitas com fio de Ní-Ti e camada de nylon/epóxi. foram fabricadas e logo testadas em flexão de três pontos. Os resultados demonstraram que houve um aumento no valor do módulo efetivo em flexão das vigas ExF de 13% a 32% quando o fio de Ní-Ti. alinhado no plano vertical de aplicação da carga do ensaio de flexão. aumentou sua rigidez pela transformação de fase martensita para austenita induzida pela mudança da temperatura de 21°C a 56°C. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / German researchers have been developed a polypropylene random copolymer PP.in the search for a water transportation system capable of withstand high pressures and temperatures. This material allowed the production of pipes and connections resistant to hot water, however, stiffness decreases with increasing temperature for the polymeric properties. This work presents the mechanical behavior investigation of hybrid composites beams based Ni-Ti alloy. The beams consist of a medium density polypropylene pipe (PP) with a bar of Ni-Ti alloy incorporated in the surface and manual winding with a coated layer of nylon epoxy. PP pipes can work over SO °C heating Ni-Ti alloy to above Af temperature, which would show Ni-Ti contribution to increasing the stiffness of the hybrid composite beams. First. Ni-Ti alloy was characterized with differential scanning calorirnetry (DSC), found the transformation temperatures at Ms = 46.24 °C. Mf = 31.72 °C, A, = 37,67 °C and Af = 60.17 °C. Energy dispersive spectroscopy (EDS) results indicated chemical composition of NiTi alloy of 50.05 wt% of Ni. X-ray diffraction (XRD) showed the monoclinic phase at room temperature. Subsequently. PP pipes of 500 mm in length were used to produce hybrid composite beams incorporating a steel bar coated with nyloa epoxy layer in order to improve the manual winding method and test the three point bending device. Finally, hybrid composite beams with Ni-Ti bar and nylon epoxy layer were fabricated and then tested in three point bending. Results showed an increase on flexural elastic modulus of the beams ExF of 18% to 32% because stiffness increase of Ni- Ti alloy, aligned in the vertical plane of load application in bending test, due thermal transformation from martensite to austenite phase induced by changes of temperature from 21°Cto56°C. _______________________________________________________________________________________ RESÚMEN / Investigadores alemanes desarrollaron el polipropileno copoliniero ramdom PP en la búsqueda de un sistema de conducción de agua capaz de soportar altas temperafuras e presiones. Este material posibilitó la producción de tubos e conexiones resistentes al agua caliente, sin embargo, por ser un material polimérico, su rigidez decrece con el aumento de Ia temperatura. Este trabajo presenta Ia investigacióu del comportamiento mecânico en flexión de vigas cornpósitas hibridas constituídas de un tubo cilíndrico de polipropileno y una barra circular sólida de Ni-Tí incorporada en Ia superfície externa del tubo. y fíjada con una capa de revestimiento de nylon/epoxi. Los tubos de PP pueden trabajar en temperaturas superiores a 80 °C. logrando llevar al material de NiTi a temperaturas mayores que Af, Io que permitiria observar su contribución al aumento de Ia rigidez de Ias vigas compósitas fabricadas. Inicialmente, Ia liga de Ni-Ti fue caracterizada presentando temperaturas de transformation de fase de Ms= 46,24°C Mf= 31,72 °C As= 37,67°C e Af = 60,17°C, obtenidas de Ia calorimetria diferencial de barrido (DSC), composición química media de 50,05% en peso de Ni a partir de Ia espectroscopia de energia dispersiva (EDS) y presencia de fase monoclínica a temperatura ambiente, identificada mediante difracción de rayos X (DRX). Posteriormente, fueron usados tubos de PP de 500 mm de largo, para fabricar vigas compósitas hibridas con barras de acero e capa de revestimiento de nylo/epoxi en Ia superfície, con el fin de perfeccionar el método de fabricación y probar el dispositivo de flexión eu tres puntos. Finalmente, fueron fabricadas Ias vigas compósitas híbridas con barras de Ni-Ti e capa de revestimiento de nylon/epoxi para los ensayos de flexión en três puntos. Los resultados demostraron que hubo un aumento en el valor del módulo efectivo en flexión de Ias vigas compósitas ExF de 18% a 32% cuando la barra de Ni-Ti, alineada en el plano vertical de aplicación de Ia carga en el ensayo de flexión. aumenta su rigidez debido a la transformacion de fase de martensita a austenita inducida por el cambio de temperatura de 21°C a 56°C