Este trabalho estudou o efeito de tratamentos de gume e a interação com a aplicação de mínima quantidade de lubrirrefrigerante (MQL) sobre a integridade superficial da peça e desgaste no fresamento. A necessidade de alta produtividade das industrias aliada a alta eficiência que estas necessitam impulsionam avanços tecnológicos na área da usinagem. Processos de tratamento de gume vem para atender estas necessidades, aumentando a durabilidade e confiabilidade das ferramentas. Por outro lado, a necessidade de economia em fluidos de usinagem, sem perder em desempenho impulsiona a utilização de alternativas como o MQL. Tanto o tratamento de gume quanto a utilização de MQL na usinagem acabam impactando no processo. Estes apresentam ligação com mudanças na qualidade superficial e desgaste, como também em aspectos econômicos do processo. Com estes pontos em vista foram realizados ensaios experimentais utilizando fresas tratadas pelo método de acabamento por arraste e polimento com cerdas abrasivas. Os experimentos também avaliaram a aplicação de MQL com e sem aditivos de extrema pressão. Os ensaios consistiram em gerar superfícies, retratando diferentes estágios de vida da ferramenta. Foram realizadas, nas ferramentas, análises da rugosidade, textura e características dimensionais das ferramentas após os tratamentos. A textura e a rugosidade na seça foram analisadas em diferentes estágios da vida da ferramenta. Por fim, deformações plásticas e dureza por micro endentação no corpo de prova foram medidas para um estágio intermediário da vida da ferramenta. Os resultados apontam que os tratamentos resultam em características distintas na ferramenta. Tanto os tratamentos como a aplicação de MQL apresentaram influência significativa sobre a textura, rugosidade e camada afetada, assim como sobre o desgaste. As ferramentas que passaram pelo polimento apresentaram boa estabilidade quanto utilizadas com MQL, alcançando um comprimento usinado até 20% superior em comparação com as ferramentas originais usinando a seco. / Bolsa Empresa, BE. / This work studied the effect of edge preparation and its interaction with minimum quantity of lubricant (MQL) application over the surface integrity of the workpiece and wear in milling. The necessity of high productivity of the industry allied with high efficiency that they need drives technological advances in the machining area. Edge preparation processes come to attend those needs, increasing the durability and reliability of the tools. Moreover, the necessity for economy in metalworking fluids, without losing in performance impels the use of alternatives such as MQL. Both the edge preparation and the use of MQL in machining end up impacting the process. These have connection with changes in surface quality and wear, as well as on economic aspects of the process. In regarding of this, experimental tests were conducted by using tools treated with drag finishing and polishing with abrasive brushes. The experiments also evaluated the use of MQL with and without extreme pressure additives. The tests consisted in generating surfaces, picturing different stages of the tools life. Roughness analysis, texture and dimensional measurements of the tools were performed after treatment. Texture and roughness on the workpiece were analyzed at different stages of the tool life. Finally, microhardness and plastic deformation were measured on the workpiece for an intermediate stage of tool life. The results show that the treatments result in different characteristics on the tool. Both treatments as the application of MQL have significant effect on the texture, roughness and affected layer as well as on the wear. The tools that went trough polishing presented good stability when used with MQL, reaching a machining length up to 20% higher in comparison with the original tools in dry milling.

Aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) são uma alternativa atraente em aplicações estruturais. Devido ao baixo teor de carbono e de elementos de liga (Ni, V e Ti), os aços ARBL apresentam bons níveis de tenacidade e de resistência mecânica, além de boa soldabilidade, permitindo assim, o uso de componentes estruturais mais leves, a economia no consumo de combustível, bem como o desenvolvimento de construções ambientalmente corretas. A boa combinação de propriedades mecânicas permite que os aços ARBL sejam amplamente utilizados na construção naval, na indústria petrolífera e na indústria automotiva. Para estas aplicações, a tecnologia de soldagem é inevitável, a qual produz alterações microestruturais localizadas e redução dos níveis de resistência mecânica, tensões residuais e defeitos indesejáveis, que geram problemas potenciais de segurança e de confiabilidade. Estes defeitos de soldagem acentuam o processo de falha de fadiga, quando componentes mecânicos são submetidos a cargas cíclicas. Neste trabalho, estudou-se a influência do processo de soldagem por arco elétrico com atmosfera de proteção gasosa (GMAW) na microestrutura, propriedades mecânicas e resistência à fadiga do aço ARBL DIN EN 10149 S700MC, aplicando três velocidades de soldagem e dois diferentes metais de adição (AWS ER 70 S – 6 e AWS E 110C-G-M). Para isso, corpos de prova deste aço ARBL e juntas soldadas desses dois metais de adição foram estudadas por meio de análises microestruturais, ensaios de tração uniaxial, microdureza e ensaios de fadiga por tração uniaxial. Os resultados mostraram que a velocidade de soldagem não causou alterações significativas na microestrutura do metal de solda e da zona termicamente afetada, na microdureza e na resistência à tração, quando foi utilizado o mesmo metal de solda. Porém, maiores velocidades de soldagem causaram o aumento do defeito de mordedura. Além disso, verificou-se um aumento da vida em fadiga do componente com a diminuição da velocidade de soldagem. Quando comparadas as amostras soldadas com uma mesma velocidade de soldagem, observou-se um aumento da proporção de ferrita acicular no metal de solda, um aumento da tensão de ruptura e, consequentemente, uma melhora da vida em fadiga do componente, em função do aumento da resistência mecânica do metal de solda. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. / High strength and low alloy steels (HSLA) are attractive alternative in structural applications. Due to the low carbon and alloying elements (Ni, V and Ti) contents, HSLA steels show good levels of toughness and mechanical strength, besides good weldability, allowing use of lighter structural components, fuel economy, as well as the development of environmentally-friendly constructions and sustainable societies. The good combination of mechanical properties allows HSLA steels to be widely used in shipbuilding oil industry and automotive industry. For these applications, welding technology is inevitable, however it produces localized microstructural changes and reduction in the levels of mechanical strenght, residual stresses and undesirable defects, which generate potential problems of security and reliability. These welding defects accentuate the fatigue failure process when mechanical components are subjected to cyclic loads. In this work, the influence of the gas metal arc welding process (GMAW) on microstructure, mechanical properties and fatigue life of the HSLA DIN EN 10149 S700MC steel was studied, applying three welding speeds and two different addition metals (AWS ER 70 S-6 and AWS E 110C-G-M). For this purpose, samples of this HSLA steel and welded joints of these two addition metals were studied by microstructural analysis, uniaxial tension tests, microhardness tests and uniaxial tension fatigue tests. The results showed that the welding speed did not cause significant changes in the microstructure of the weld metal and of the heat-affected zone, in the microhardness and in the tensile strength, when the same weld metal was used. However, higher welding speeds caused the increase of the undercut defect. Besides that, an increase in fatigue life of the component with the decrease in welding speed was verified. When welded samples produced with the same welding speed were compared, an increase in the ratio of acicular ferrite in the weld metal zone, in the tensile stress and, consequently, an improvement in the fatigue life of the component was observe as a function of the increase in mechanical resistance of the weld metal.

In this study, endurance tests were conducted in bolted joints to plot S-N curves. The bolts tested were the M8, class 8.8 of three different lengths, 45, 60 and 80 mm. A device was machined to support cyclic axial load to carry on the endurance tests. Tensile tests were conducted on the bolts in order to establish its mechanical properties. For the performance of the endurance tests, it was applied a preloading equal to 90% of the yield strength. Hence, the stiffness was calculated according to different existing theories. Also, it was calculated the alternate stress and stress amplitude on the bolt. The obtained endurance limits results, as well as the calculated stiffness, alternate stress and stress amplitude were compared with results achieved in similar studies. Moreover, it were developed axysimmetric computational models of the 45 and 80 mm bolted joints, with the aim of verifying the stress level carried by the bolt when it is submitted to the pre load. The results showed a maximum stress 10% higher on the 45 mm bolted joint. / Neste estudo foram realizados ensaios de resistência à fadiga em parafusos M8, classe 8.8 de três diferentes comprimentos, 45, 60 e 80 mm. Foi fabricado um dispositivo para aplicação do carregamento axial cíclico para realização dos ensaios de fadiga. Foram realizados ensaios de tração nos parafusos a fim de se estabelecer suas propriedades mecânicas. Para a realização dos ensaios de fadiga, foi aplicada uma pré carga de aperto nos parafusos equivalente à 90% da tensão de escoamento. Foi feito o cálculo da rigidez do parafuso e dos membros da junta parafusada levando em consideração diversas teorias existentes. Também foi realizado o cálculo da tensão alternada e da amplitude de tensão atuantes no parafuso. Os limites de resistência à fadiga obtidos, bem como as rigidezes e tensões calculadas, foram comparados com trabalhos correlatos. Foram desenvolvidos modelos computacionais axisimetricos das juntas parafusadas de 45 e 80 mm para verificar o nível de tensão atuante quando estas são submetidas à pré carga. Obteve-se uma tensão máxima 10% maior no parafuso de 45 mm.

A qualidade final dos produtos poliméricos moldados por injeção pode ser comprometida devido à ocorrência de tensões residuais provenientes do processo de moldagem, as quais podem gerar contrações e empenamentos, alterando as dimensionais finais do produto. A determinação das tensões residuais pode ser realizada pelo método do furo cego, ensaio pouco difundido para materiais poliméricos pois é normalizado para materiais metálicos. Assim, com o objetivo de avaliar os parâmetros que influenciam nas alterações dimensionais e nas tensões residuais do polipropileno moldado por injeção, este trabalho utilizou simulações computacionais, análises térmicas, medições de empenamento e contração, ensaios de resistência à tração e ao impacto e avaliação das tensões residuais via método do furo cego. Após a moldagem, os corpos de prova foram submetidos a três condições pós-moldagem (restrição física + água, restrição física + estufa, neutro). Nos ensaios experimentais os corpos de prova moldados com menores pressões de recalque, como também os moldados com nervuras apresentaram maiores empenamentos, o que corroborou as simulações computacionais e a literatura. Nas condições pós-moldagem observou-se que os corpos de prova lisos submetidos à restrição física + estufa apresentaram menores empenamentos em relação aos que não foram submetidos à essa condição. Em relação às contrações, para ambas as geometrias dos corpos de prova, não houve variações significativas das médias. A análise térmica apontou menor grau de cristalinidade nas amostras com condição pós-moldagem neutra em relação à condição restrição física + estufa. As análises das tensões residuais concluíram que os corpos de prova com nervuras apresentaram tensões residuais superiores aos corpos de prova lisos, o que corroborou a literatura que indica maior concentração de tensões residuais em peças de geometrias complexas. Devido ao alívio das tensões, os corpos de prova lisos com maiores empenamentos apresentaram menores tensões residuais. Foi observado que a restrição física utilizada para restringir o empenamento auxiliou na retenção das tensões residuais na estrutura do polímero. Assim, considerando os recursos utilizados neste estudo, mostrou-se que o empenamento está relacionado com a geometria do produto, com os parâmetros de processo, com as condições pós-moldagem e com o alívio de tensões residuais existentes na estrutura do polipropileno moldado por injeção. / The final quality of the injection molded polymer products can be compromised due to the occurrence of residual stresses from the molding process, which can generate shrinkage and warpage, altering the final product dimensions. The determination of the residual stresses can be carried out by the hole-drilling method, which is not widely used for polymeric materials since it is standardized for metallic materials. Therefore, in order to evaluate the main parameters that influence in the dimensional change and in the residual stresses of the injection molded polypropylene, this report used computer simulation, thermal analysis, warpage and shrinkage measurements, tensile and impact strength tests and evaluation of the residual stresses by hole-drilling method. After molding, the specimens were submitted to three post-molding conditions (physical restraint + water, physical restraint + heating chamber, neutral). In the experimental tests, the molded specimens with lower packing pressure, as well as the ribbed molded showed greater warpage, which corroborated the computer simulations and the literature. In the post-molding conditions, it was observed that the smooth specimens submitted to the physical restraint + heating chamber showed lower warpage in relation to those that were not submitted to this condition. Regarding the shrinkage, for both geometries specimens, there were not significant variations of the averages. The thermal analysis presented lower crystallinity in the specimens with neutral post-molding condition in relation to the physical restraint + heating chamber condition. The residual stresses analysis concluded that ribbed specimens showed greater residual stresses than smooth specimens, which corroborates the literature which indicates higher concentration of residual stresses in complex geometries parts. Due to the residual stresses relief, smooth specimens with greater warpage showed lower residual stresses. It was observed that the physical restraint used to restrain warpage assisted the retention of residual stresses in the polymer structure. Therefore, considering the resources used in this study, it was showed that the warpage is related to the product geometry, to the process parameters, the post-molding conditions and the residual stress relief existing in the injection molded polypropylene structure.

Orientador: Armando Lopes Moreno Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-13T18:03:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_AdrianaAparecidaAmbrosiode_M.pdf: 1895866 bytes, checksum: 56c9d86c8b6077c4a8e742e4b5060552 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho trata da influência do tipo de agregado nas propriedades mecânicas do concreto não armado, quando submetido a temperaturas elevadas, avaliando as prováveis alterações na resistência à compressão, resistência à tração e no módulo de elasticidade. Apresenta-se um estudo experimental da influência dos três agregados escolhidos, argila expandida, basalto e calcário no comportamento do concreto submetido às temperaturas de 300°C e 600°C. Moldaram-se corpos-de-prova com os agregados escolhidos, utilizando misturas usuais da região de Campinas - SP, de dimensões 10cm x 20cm, onde procurou-se manter como parâmetro fixo a relação água/cimento para as três misturas. Através das propriedades mecânicas procurou-se avaliar o efeito do resfriamento rápido e lento após aquecimento, e a provável recuperação das mesmas pelo processo de reidratação do concreto. A reidratação foi feita com parte dos corpos-de-prova imersos em água, parte envolvida em filme plástico e parte exposta à temperatura e a umidade ambiente. Os ensaios para avaliar a resistência à compressão, a resistência à tração e o módulo de elasticidade, foram realizados para as idades de 7, 28, 56 e 112 dias. Os resultados obtidos, de maneira geral, comprovaram o decréscimo nas propriedades mecânicas avaliadas, indicado por normatização internacional em situação de incêndio. Foi comprovado o efeito prejudicial do resfriamento rápido e, por outro lado, foi quantificada a recuperação nas propriedades mecânicas avaliadas, provenientes da reidratação. Os resultados desta pesquisa, em sua grande maioria, são inéditos e serão de grande valia ao meio técnico nacional, carente de informações deste tipo. / Abstract: This work deals with aggregate types influence in mechanical properties of the concrete submitted to high temperatures, evaluating the probable alterations to compression and tension resistances and elasticity module. An experimental study of the three chosen aggregates influence is presented, expanded clay, basalt and limestone in the concrete behavior submitted to 300°C and 600°C temperatures. Samples were molded with the chosen aggregates, using usual mixtures in the region of Campinas -SP - Brazil with 10cm x 20cm dimensions, where it was maintained as a fixed parameter, the water-cement relation for the three mixtures. Through mechanical properties, the effect of quick and slow cooling after the heating, and their probable recuperation by the concrete re-hydratation process is evaluated. The re-hydratation was done with part of samples immersed in water, and part of it evolved in plastic and the other part exposed to room temperature and moisture. The tests to evaluate mechanical properties were accomplished for the ages of 7, 28, 56 and 112 days. The results proved the decrease in mechanical properties, tensile strength, compressive strength and modulus of elasticity, indicated in international standards to concrete behavior under fire effect. It was showed the injurious effect of cooled rapdly and on the other hand, it was evaluated the re-hydratation contribution in residual mechanical properties. The results of this study are previously unpublished and they will be important for means of technical, lacking of these informations. / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Amauri Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T19:19:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_KleberAugustinSabatda_D.pdf: 13994845 bytes, checksum: c0766efdbf4acbaf7d07b0db50f1fe52 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A procura por relações funcionais correlacionando parâmetros microestruturais e o comportamento mecânico de ligas metálicas é fundamental para a pré-programação do produto final. O presente estudo pretende contribuir para o entendimento sobre a influência dos parâmetros microestruturais na resistência ao desgaste e nas propriedades mecânicas de ligas de dois sistemas binários: AI-Sn e AI-Si. Tais ligas são bastante usadas em aplicações de engenharia, tais como mancais e camisas de cilindro de motores de combustão, respectivamente. Apesar do grande uso das ligas do sistema AI-Sn como material tribológico, são escassos os estudos sobre o desenvolvimento microestrutural destas ligas na literatura. Neste estudo, quatro ligas hipoeutéticas do sistema AI-Sn e três ligas hipoeutéticas do sistema AI-Si foram submetidas a solidificação unidirecional, na direção vertical e sentido ascendente, sob condições transitórias de fluxo de calor. Os espaçamentos dendríticos primários (À1) e secundários (À2) foram medidos nas direçõe.s transversal e longitudinal dos lingotes, respectivamente, e correlacionados com as variáveis térmicas que atuaram durante a solidificação. Uma abordagem teórico-experimental foi desenvolvida para determinar quantitativamente_as variáveis térmicas, tais como: coeficiente de transferência de calor na interface metal/molde, velocidade de deslocamento da isoterma liquidus, gradientes térmicos, taxa de resfriamento e tempo local de solidificação. Este estudo também aborda a influência do teor de soluto nos espaçamentos dendríticos das ligas estudadas. Os dados experimentais obtidos, concementes à solidificação das ligas AI-Sn, são comparados com modelos de crescimento dendrítico existentes na literatura. O comportamento mecânico das ligas AI-Sn e AI-Si foi analisado por meio de ensaios de tração e de desgaste. O ensaio de desgaste utilizado foi o ensaio de micro-abrasão por esfera rotativa fixa, sob condições a seco (sem óleo lubrificante ou solução abrasiva). As amostras submetidas aos ensaios de desgaste foram retiradas na direção transversal dos lingotes. A condição a seco foi adotada para impedir a interferência de elementos interfaciais na resposta da microestrutura com relação ao desgaste mecânico. O volume de desgaste é o parâmetro quantificador da resistência ao desgaste e, são obtidas equações que correlacionam o volume de desgaste com espaçamentos dendríticos, levando em consideração o tempo de ensaio, que está relacionado com a distância de deslizamento. / Abstract: The search for relationships between microstructural parameters and mechanical behavior of alloys is fundamental for the pre-programming of final properties of as-cast components. The present study aims to contribute to the understanding about the influence of microstructural parameters on the wear resistance and mechanical properties of alloys of two binary systems: Al-Sn and AI-Si. Such alloys are widely used in engineering applications, especially as bearing components such as journal bearings and cylinder liners, respectively. Despite the wide use of Al-Sn alloys as bearing materiaIs studies on the microstructural development of such alloys are rare.. In the present study, four Al-Sn and three AI-Si hypoeutectic alloys were directionally solidified under upward unsteady state heat flow conditions. The primary (1,,1) and secondary (Â.2) dendrite arm spacings were measured along the castings length and correlated with transient solidification thermal variables. A combined theoretical and experimental approach has been used to quantitatively determine such thermal variables, i.e., transient metaVmold heat transfer coefficients, tip growth rates, thermal gradients, tip cooling rates and local solidifÍcation time. This study also focuses on the dependence of dendrite arm spacings on the alloy solute content. Furthermore, the experimental data conceming the solidification of AI -Sn alloys are compared with the main predictive dendritic models from the literature. The mechanical behaviors ofthe AI-Sn and AlSi alloys were analyzed by wear and tensile tests. Micro-abrasive wear tests under dry sliding conditions and by using a fixed rotating sphere were applied to transversal samples collected along the casting. The dry condition is adopted to prevent effects of interfacial elements such as abrasive slurry or lubricant oil on the microstructural response during the tests. The wear volume was used to evaluate the wear resistance. Afterwards, equations correlating the wear volume and the dendritic arm spacing have been proposed taking into account the influence of time (sliding distance). / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

As análises de tensões não-lineares por elementos finitos situadas no regime plástico do material demandam maior tempo de processamento computacional quando comparadas às análises lineares situadas no regime elástico. Os valores de tensões não-lineares podem ser obtidos por meio de metodologias analíticas de previsão de tensão aplicadas a componentes entalhados. Entre os métodos de obtenção de tensão em entalhes, destaca-se o método de Neuber. O presente trabalho visa avaliar a aplicação deste método aliado à análise de elementos finitos para a obtenção de tensões não-lineares em componentes automotivos fabricados em ferro fundido nodular contendo descontinuidades geométricas na superfície. Como referência foram utilizados valores de tensões obtidos através da técnica de extensometria, aplicados em dois diferentes modelos de alavancas contidas em transmissões de ônibus e caminhões. Todos os dados de entrada para os cálculos de elementos finitos foram obtidos através da caracterização do material por meio da realização de ensaios de dureza, tração e metalografia. A fim de verificar possíveis trincas ocasionadas pelos carregamentos aplicados, os componentes testados foram submetidos a ensaios de partículas magnéticas. Busca-se, assim, uma contribuição para a redução do tempo de desenvolvimento de novos produtos fabricados em componentes de ferro fundido nodular. / The analyzes of nonlinear stresses by finite elements located in the plastic regime of the material demand a longer time of computational processing when compared to the linear analyzes located in the elastic regime. The values of nonlinear stresses can be obtained by analytical methodologies of stress prediction applied to notched components. Among the methods of obtaining stresses in notches, the Neuber method is outstanding. The present work aims to evaluate the application of this method, combined with the finite element analysis to obtain nonlinear stresses in automotive components made of nodular cast iron containing geometric surface discontinuities. As reference, stress values obtained through the strain gauge technique were used, applied in two different shift levers contained in bus and truck transmissions. All input data for the finite element calculations were obtained through the characterization of the material by means of hardness, tensile and metallography tests. In order to verify possible cracks caused by the applied loads, the tested components were subjected to magnetic particle tests. Thus, a contribution is made to reduce the development time of new products manufactured in nodular cast iron components.

A importância das restaurações provisórias no tratamento reabilitador oral é inquestionável. Os materiais utilizados para a execução destas restaurações, entretanto, são críticos com relação à resistência e longevidade, principalmente, quando estas são executadas em tratamentos prolongados e/ou em espaços desdentados extensos. A proposta deste trabalho foi determinar o efeito de diversos reforços sobre a resistência flexional, o módulo de elasticidade e o tipo de fratura apresentados por espécimes confeccionados em uma resina poli(metilmetacrilato) (PMMA), quando submetidos a um teste de carga de três pontos. Sete tipos de reforços constituíram os grupos experimentais com dez espécimes cada: um fio de aço com 0,7 mm de diâmetro; um fio de amarrilho trançado; uma fibra de vidro trançada Interlig® (Angelus®); uma fibra de vidro entrelaçada Splint-It!® (Jeneric-ron®); uma fibra de vidro unidirecional Fibrante® (Angelus®); uma fibra de poli(etileno) Connect® (Kerr®) e uma fibra cerâmica flexível GlasSpan® (GlasSpan®). O grupo controle, também com dez amostras, foi composto de espécimes não reforçados. A confecção dos espécimes, o ensaio mecânico e cálculo da resistência flexional e do módulo de elasticidade foram realizados seguindo norma ISO 10477 – modificada. A análise dos resultados (ANOVA, p < 0,05), para ambas as propriedades, mostrou haver diferença estatística entre os grupos. O teste de Tukey encontrou que os grupos reforçados com fio de aço com 0,7 mm; fibra Interlig® e fibra Connect® aumentaram significantemente a resistência flexional, e que os grupos reforçados com fio de aço com 0,7 mm; fibra Interlig®; fibra Splint-It!®; fibra Connect® e fibra GlasSpan®, aumentaram o módulo de elasticidade, em relação ao grupo controle. A análise das fraturas concorreu com a elaboração de um novo sistema de classificação dividindo-as em quatro tipos: Ausente, Parcial, Total Não Separada e Total Separada. As fraturas dos espécimes reforçados foram consideradas mais favoráveis ocorrendo, predominantemente, os tipos Ausente e Parcial. / Provisional restorations are essential components of oral rehabilitation treatment. The strength and durability features are, however, critical whe n long-term treatment is needed. The aim of this work was to measure the flexural strength, the elastic modulus and the type of fracture of poly (methyl methacrylate) (PMMA) resin specimens when submitted to a three-point-bend test. Seven types of reinforcements constituted the experimental groups with ten specimens each: a 0.7 mm of diameter wire; an orthodontic braided wire; a braided fiberglass Interlig® (Angelus®); an woven fiberglass Splint-It!® (Jeneric-Pentron®); a roving fiberglass Fibrante® (Angelus®); a braided poly(ethylene) fiber Connect® (Kerr®) and a flexible ceramic fiber GlasSpan® (GlasSpan®). The control group, also with ten samples, included not reinforced specimens. All specimens were made and test according to modified ISO specification No. 10477. The analysis of the results (ANOVA, p < 0.05), for both properties, showed significant differences between groups. Tukey\'s test detected higher figures for groups reinforced with wire of 0.7 mm of diameter wire; Interlig® and Connect® when flexural strength was concerned. Groups reinforced with a wire 0.7 mm of diameter; Interlig®; Splint-It!®; Connect® and GlasSpan®, increased the elastic modulus, when compared to the control group. The fractures analysis contributed with the elaboration of new index system dividing them in four types: Absent, Partial, Total Not Separated and Total Separated. It was observed that the reinforced specimens fractures were more favorable, occurring, predominantly, in the Absent and Partial types.

Este trabalho tem o intuito de analisar a junção realizada pelo processo de soldagem por fricção-mistura (FSW) pelo do teste de Arcan. É apresentada inicialmente uma revisão bibliográfica dos estudos já realizados nessa área e da teoria relevante. Foram realizados ensaios para avaliar a falha da junta sob carregamento multiaxial quando comparada à falha do material base. Para a realização dos ensaios utilizouse uma máquina de tração com capacidade de 50 kN. Foi projetado e construído um dispositivo de Arcan modificado, que permite a variação do ângulo com o qual a força de tração é aplicada. Os resultados práticos demonstraram as características de resistência da junção por FSW quando sujeita à forças de tração e cisalhamento. Os resultados obtidos servem como base para comparação entre junções feitas por FSW e por métodos convencionais como a utilização de rebites (prática muito comum na indústria aeronáutica). / The aim of this work is to analyze the junction made by Friction Stir Welding (FSW) using the Arcan test. Initially is presented a review of the studies carried out in this area and the relevant theory for the project. Tests were executed in order to evaluate the failure of the welding under multiaxial loading when compared to the failure of the base material. In order to execute the Arcan Tests, a tensile test machine with nominal capacity of 50 kN was used. A modified Arcan device, that allows an angle variation of the force applied, was developed and fabricated. The practical results demonstrate the FSW joint resistance characteristics when subjected to normal and shear forces. The results obtained serve as basis to compare the junctions made using FSW and conventional joint methods like rivets (very common practice in the aeronautical industry).

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-05-17T12:29:36Z No. of bitstreams: 1 evandrovilelaneto.pdf: 4075767 bytes, checksum: 3734b0481d528b35ed0695b7e9d163f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T16:20:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 evandrovilelaneto.pdf: 4075767 bytes, checksum: 3734b0481d528b35ed0695b7e9d163f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T16:20:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 evandrovilelaneto.pdf: 4075767 bytes, checksum: 3734b0481d528b35ed0695b7e9d163f9 (MD5) Previous issue date: 2015-07-02 / Este estudo avaliou, in vitro, a resistência de união ao cisalhamento entre uma cerâmica feldspática (VITAVM®13) e três ligas metálicas a base de Ni-Cr (Wironia Light®), de Ni-Cr-Ti (Tilite®) e de Co-Cr (Wirobond 280®), visando identificar a liga que apresenta os maiores índices de resistência à fratura no sistema metalocerâmico em que foram constituídos três grupos (n = 10): G1 (controle) – Ni-Cr/cerâmica; G2 – Ni-Cr-Ti/cerâmica; G3 – Co-Cr/cerâmica. Os trinta corpos de prova confeccionados, a partir de padrões de cera cilíndricos com 15 x 6 mm que foram obtidos por meio de matriz metálica, em que cada liga foi fundida conforme orientações de cada fabricante, utilizando-se a técnica da cera perdida. O acabamento foi realizado e em seguida os espécimes foram jateados com Al2O3. A quantidade da cerâmica aplicada foi padronizada utilizando-se a porção superior móvel da matriz, em forma semicircular de 3 mm de altura, que apresenta um orifício de 8,4 mm de diâmetro proporcionando camadas de cerâmica com dimensões semelhantes em todos os corpos de prova. Na investigação, foi utilizado o teste de cisalhamento, e durante o ensaio foram obtidos valores de força máxima de tensão (MPa) e deformação específica (%). Os padrões de falhas ocorridas (adesiva, coesiva ou mista) foram observados em estereomicroscópio. Ao MEV foram observadas, de forma descritiva, as superfícies fraturadas no teste ao cisalhamento e, ao EDS, de forma quantitativa (%), os elementos químicos. Para estas análises foram selecionadas, de forma aleatória, três corpos de prova de cada grupo. Na análise estatística aplicou-se ANOVA, prova de Kolmogorov-Smirnov, prova de Levene, prova robusta de Brown-Forsythe, prova do Qui-Quadrado e teste de Post-Hoc de Fisher's Least Significant Difference, todos com nível de significância de 5%. Ao teste de cisalhamento obteve-se as seguintes médias de tensão (MPa): G1 = 31,22 ± 7,06; G2 = 21,13 ± 4,02, e; G3 = 23,02 ± 5,69. Já as médias de deformação (%) foram: G1 = 12,28 ± 2,95; G2 = 7,948 ± 3,05; G3 = 9,19 12,28 ± 5,90. Na comparação entre os grupos, no teste de cisalhamento, no que se refere à força de tensão, identificou-se que G1 (Ni-Cr) se diferenciou estatisticamente de G2 (p = 0,002) e de G3 (p = 0,013). Com relação aos elementos químicos encontrados nas superfícies dos espécimes analisados observou-se as seguintes diferenças estatisticamente significantes: no metal – G1 x G2 (Cr: p = 0,004); G1 x G3 (Co: p = 0,000; Ni: p = 0,041; W: p = 0,000); G2 x G3 (Co: p = 0,000; Cr: p = 0,0005; W: p = 0,000), e; na cerâmica – G1 x G2 (Al: p = 0,005; O: p = 0,010; Si: p = 0,005) e G2 x G3 (Al: p = 0,027; Si: p = 0,016). As ligas Ni-Cr e Co-Cr apresentaram 100% de falhas mistas. Já a liga Ni-Cr-Ti apresentou falhas mista (60%) e adesiva (40%). Portanto, conclui-se que todas as ligas estudadas estão indicadas para uso clínico; no entanto, a liga à base de Ni-Cr foi a que apresentou maior média de resistência de união, ao cisalhamento, com a cerâmica feldspática. / This study in vitro evaluated the bond shear strength from a feldspathic ceramic (VITAVM®13) and three Ni-Cr alloys (Wironia Light®), Ni-Cr-Ti (Tilite®) and Co-Cr (Wirobond 280®), to identify the alloy has the highest fracture resistance levels in metal-ceramic system in which they were constituted three groups (n = 10): G1 (control) – Ni-Cr/ceramics; G2 – Ni-Cr-Ti/ceramics; G3 – Co-Cr/ceramic. The thirty specimens confectioned from cylindrical wax patterns with 15 x 6 mm that were obtained by means of metallic matrix, wherein each league was fused according to guidelines of each manufacturer, using the lost wax technique. The finish was conducted and then the specimens were sandblasted with Al2O3. The amount of the ceramic applied was standardized using the movable upper portion of the die in circulate-half shape 3 mm in height, having a hole of 8.4 mm diameter providing ceramic layers with similar dimensions in all specimens. In the investigation, the shear test was used, and during the test were obtained maximum voltage values of strength (MPa) and specific strain (%). The patterns of faults occurred (adhesive, cohesive or mixed) were observed in stereo. When SEM were observed in a descriptive way, the fractured surfaces in shear test and when EDX, quantitatively (%), the chemical elements. For these analyzes were selected, at random, three specimens of each group. ANOVA, Kolmogorov-Smirnov test, Levene proof, Brown-Forsythe robust proof, Chi-Square and Post-Hoc test Fisher's Least Significant Difference was applied in statistical analysis, all with significance level of 5%. In the shear test there was obtained the following stress average (MPa): G1 = 31.22 ± 7.06; G2 = 21.13 ± 4.02, and; G3 = 23.02 ± 5.69. Since the strain, average (%) were: G1 = 12.28 ± 2.95; G2 = 7.948 ± 3.05; G3 = 9.19 12.28 ± 5.90. In comparison between groups, in shear testing, with regard the tensile strength, it was identified that G1 (Ni-Cr) G2 differed statistically (p = 0.002) and G3 (p = 0.013). With respect to the chemical elements found on the surfaces of the specimens analyzed, we observed the following significant differences: the metal in metal – G1 x G2 (Cr: p = 0.004); G1 x G3 (Co: p = 0.000; Ni: p = 0.041; W: p = 0.000); G2 x G3 (Co: p = 0.000; Cr: p = 0.0005; W: p = 0.000), and; ceramics – G1 x G2 (Al: p = 0.005; O: p = 0.010; Si: p = 0.005) and G2 x G3 (Al: p = 0.027; Si: p = 0.016). Ni-Cr and Co-Cr alloys showed 100% of mixed failures. Since the Ni-Cr-Ti had mixed failure (60%) and adhesive (40%). Therefore, it is concluded that all the alloys studied are indicated for clinical use; however, to basis Ni-Cr showed the highest mean bond strength, shear, with feldspathic ceramic.