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CAD/CAM monolithic materials : wear resistance and abrasiveness, and the effect of grinding and polishing on their roughness and fracture resistance. /Ludovichetti, Francesco Saverio January 2019 (has links)
Orientador: Renata Garcia Fonseca / Resumo: Esta tese consiste em dois estudos, ambos investigando materiais monolíticos fresados por tecnologia CAD-CAM. Primeiro estudo. Objetivo. A resistência ao desgaste e abrasividade do Lava Ultimate, Vita Enamic, Vita Suprinity, IPS e.max CAD e Lava Plus, bem como algumas propriedades que podem estar relacionadas, foram analisadas. Métodos. Espécimes desses materiais tiveram sua rugosidade, dureza e coeficiente de atrito avaliados, respectivamente, em microscópio confocal, microdurômetro e tribômetro. O teste de desgaste conhecido como "2-body", no qual os materiais atuaram como abrasivos e, juntamente com o esmalte bovino, também como antagonistas, também foi realizado. A taxa de desgaste foi determinada com perfilômetro de superfície e as superfícies desgastadas foram observadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Resultados. Vita Enamic e Lava Ultimate mostraram a maior rugosidade, enquanto IPS e.max CAD e Vita Suprinity, a menor. O resultado da dureza foi Lava Plus> (Vita Suprinity = IPS e.max CAD)> Vita Enamic> Lava Ultimate. O Lava Ultimate exibiu maior coeficiente de atrito do que o IPS e.max CAD e o Lava Plus. O Lava Plus e o IPS e.max CAD mostraram um potencial significativamente maior para desgastar o Lava Ultimate. Estes dois materiais, juntamente com o Vita Suprinity, foram os que mais desgastaram o esmalte e o Vita Enamic. Vita Suprinity e IPS e.max CAD promoveram o maior desgaste do Lava Plus, e o inverso também ocorreu. Vita Enamic e Lava Ultimate causar... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This thesis consists of two studies, both investigating the computer-aided design and computer-aided manufacturing (CAD-CAM) monolithic materials. First study. Aim. The wear resistance and abrasiveness of Lava Ultimate, Vita Enamic, Vita Suprinity, IPS e.max CAD, and Lava Plus, as well as some properties that might be related to, were analyzed. Methods. Specimens from these materials had their roughness, hardness, and coefficient of friction evaluated, respectively in confocal microscope, microdurometer, and tribometer. The 2-body wear test, wherein the materials acted as abraders and, together with bovine enamel, also as antagonists, was also carried out. The wear rate was determined with surface profilometer and the worn surfaces were observed by scanning electron microscopy (SEM). Results. Vita Enamic and Lava Ultimate showed the highest roughness, whereas IPS e.max CAD and Vita Suprinity, the lowest. The hardness result was Lava Plus > (Vita Suprinity=IPS e.max CAD) > Vita Enamic >Lava Ultimate. Lava Ultimate exhibited a higher coefficient of friction than IPS e.max CAD and Lava Plus. Lava Plus and IPS e.max CAD showed significantly higher potential to wear Lava Ultimate. These two materials, together with Vita Suprinity, provided the highest wear of enamel and Vita Enamic. Vita Suprinity and IPS e.max CAD exhibited the highest wear against Lava Plus, and the inverse also occurred. Vita Enamic and Lava Ultimate were among the materials that caused the lowest wear of ename... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor
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Avaliação da resistência flexional, do módulo de elasticidade e do tipo de fratura de uma resina acrílica para restaurações provisórias - efeito de diversos reforços\"Bastos, Luiz Gustavo Cavalcanti 30 April 2003 (has links)
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.
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Desenvolvimento dos parâmetros do processo de solda a ponto por resistência elétrica em juntas. / Development of parameters in resistance spot welded joints.Tolentino, Luiz Henrique Saraiva 26 April 2019 (has links)
Tendo em vista a intensa competitividade entre empresas no cenário global atual, entre essas as montadoras de carros. O trabalho se fundamenta em estudar uma variação do processo de soldagem por resistência elétrica, visando melhoria contínua dos processos produtivos. A melhoria de processos exige estudos de viabilidade econômica, o refino e o aperfeiçoamento tecnológico do novo processo. No presente estudo foi desenvolvida uma aplicação industrial, utilizando uma configuração com densidade de corrente assimétrica, visando unir uma junta grafada de três camadas de forma a permitir a deformação ocasionada pelo eletrodo (indentação) na parte interna da amostra. A deformação unilateral teve por objetivo preservar superfície externa de um capô automotivo, cuja qualidade de acabamento é um fator essencial para a venda do produto. Portanto, a configuração de soldagem foi experimentada, variando-se os parâmetros de soldagem, de força, de tempo, de corrente elétrica e sentido da corrente elétrica. Foram obtidas assim 35 amostras soldadas, que foram divididas e ensaiadas para avaliação quanto ao visual da superfície da amostra, força de cisalhamento, diâmetro após o rompimento, indentação, verificar aspectos macrográficos como porosidade e o formato da zona fundida. A superfície avaliada apresentou marcas térmicas para a configuração de tempo de 90 milissegundos, em que se visualizam diâmetros após o ensaio de cisalhamento e indentação maiores, também se verificou a presença de poros na zona fundida. A variação da força entre e corrente elétrica não foi significante, ambos não marcaram as amostras. O deslocamento da massa fundida na direção do eletrodo carregado positivamente foi constatado com a inversão da polaridade de corrente. / Considering the intense competitiveness between companies in the current global scenario, among them the car manufacturers. The work is based on the study of a variation of the welding process by electrical resistance, aiming at the continuous improvement of the productive processes. The improvement of processes requires studies of economic feasibility, the refining and technological improvement of the new process. In the present study an industrial application was developed using a configuration with asymmetric current density to join a three-layer hemmed joint. The unilateral deformation aimed to preserve the external surface of an automotive hood, whose quality of the finish is an essential factor for the sale of the product. Therefore the welding configuration was tested by varying the parameters of welding, force, time, electric current and electrical current direction. Thus 35 welded samples were obtained, which were divided and assayed for evaluation of the surface of the sample, shearing force, diameter after rupture, indentation, and verifying macroscopic aspects such as porosity, such as the shape of the molten zone. The evaluated surface showed thermal marks for the time configuration of 90 miliseconds, where diameters were visualized after the test of shear and indentation, also the presence of pores in the molten zone was verified. The variation of the force between and electric current were not significant, both did not mark the samples. The displacement of the molten mass in the direction of the positively charged electrode was verified by reversing the current polarity.
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Identificação de bactérias isoladas de elementos metálicos de torres de transmissão de energia elétrica e avaliação de resistência à metais pesados. / Identification of bacteria isolated from metallic elements of electric energy transmission towers and evaluation of heavy metal resistance.Bárbara Pereira da Silva 13 July 2011 (has links)
A corrosão metálica é um problema que afeta a economia mundial, sendo responsável pelo aumento dos custos de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica e pode ser influenciada por atividades microbianas, podendo levar a aceleração ou inibição do processo. O presente trabalho teve por objetivo isolar e identificar as bactérias associadas a processos de corrosão em torres de transmissão de energia, bem como avaliar a resistência destas bactérias a diferentes metais pesados buscando selecionar micro-organismos com potencial para biorremediação. A identificação taxonômica dos isolados associados a elementos metálicos foi efetuada por análise filogenética das sequências parciais do gene RNA ribossomal 16S, resultando em 101 bactérias distribuídas em oito gêneros: Lysinibacillus, Serratia, Stenotrophomonas, Pseudomonas, Exiguobacterium, Chryseobacterium, Bacillus e Acinetobacter. Todos os gêneros foram resistentes a mais de um metal, sendo que o metal que menos afetou o crescimento dos isolados foi o cromo e o que mais afetou foi o mercúrio. / Metallic corrosion is a problem that affects the world economy, being responsible for the increased costs of generating, transmission and distribution of electricity and can be influenced by microbial activities, leading to inhibition or acceleration of the process. This study aimed to isolate and identify bacteria associated with corrosion processes in metallic structures of power transmission towers, as well as evaluating the resistance of these bacteria to different heavy metals, in order to select microorganisms with potential for biorremediation. The taxonomic identification of the isolates of bacteria associated with metallic elements was performed by phylogenetic analysis of partial sequences of 16S ribosomal RNA gene, resulting in 101 bacteria distributed in eight genera: Lysinibacillus, Serratia, Stenotrophomonas, Pseudomonas, Exiguobacterium, Chryseobacterium, Bacillus and Acinetobacter. All genera were resistant to more than one metal. Chromium and mercury were the metals that least and most affected the growth of isolates, respectively.
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Aplicação do método de Neuber para obtenção de tensões não-lineares em componentes automotivos fabricados em ferro fundido nodular. / Application of the Neuber method to obtain nonlinear stresses in automotive components made of nodular cast iron.Luiz Henrique de Moraes Assano 23 March 2018 (has links)
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.
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Avaliação da resistência flexional, do módulo de elasticidade e do tipo de fratura de uma resina acrílica para restaurações provisórias - efeito de diversos reforços\"Luiz Gustavo Cavalcanti Bastos 30 April 2003 (has links)
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.
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Caracterização experimental do comportamento mecânico sob solicitação multiaxial em junções de chapas AA2024-T3 soldadas por fricção-mistura (\'FSW\'). / Experimental characterization of the mechanical behaviour under multiaxial loads of AA2024-T3 sheets welded by friction stir welding (FSW).Renato Luiz Lehnert Portela Cerveira 02 September 2008 (has links)
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).
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Ensaio de compressão de corpo de prova com duplo corte em cunha na avaliação de concretos com baixos teores de fibra de aço. / Double edge wedge splitting test to evaluate fibre reinforced concretes with low steel fibre content.Borges, Leonardo Augusto Cruz 08 December 2016 (has links)
A melhor maneira de se caracterizar o comportamento mecânico pós-fissuração dos concretos reforçados com fibras (CRF) para fins estruturais é por meio de ensaios que envolvem a ruptura do material à tração direta. Devido às dificuldades de execução destes, comumente se empregam ensaios de tração indireta, com destaque para os ensaios de flexão com sistema fechado. Entretanto, fatores limitantes, como a superestimação da capacidade resistente do compósito em testes de flexão, têm incentivado o desenvolvimento de outros métodos de ensaio mais fidedignos às características do CRF. Este é o caso do ensaio de compressão de corpo de prova com duplo corte em cunha, abreviado como DEWS (do inglês, Double Edge Wedge Splitting), em que o esforço de tração indireta não está associado a uma flecha, como nos ensaios de flexão, mas sim à própria fissuração da matriz de concreto. No DEWS há a possibilidade de avaliação direta da ortotropia do CRF e seu efeito na resistência pós-fissuração no estado limite de serviço (ELS) e último (ELU). Estudos anteriores sobre este ensaio utilizaram sistema aberto, mas se restringiram a avaliar apenas elevados teores de fibra, o que não traz dificuldades à caracterização da resistência residual no ELS. Este trabalho, contudo, buscou o estudo mais acurado a respeito do ensaio DEWS. Os programas experimentais desenvolvidos empregaram concretos reforçados com baixos teores de fibra de aço. Inicialmente, estudou-se a capacidade do ensaio DEWS em identificar o efeito da orientação das fibras na matriz na resistência pós-fissuração do CRF. Essa análise foi correlacionada com os resultados obtidos a partir de ensaios de flexão de prismas feitos como recomendado pela JSCE-SF4, assim, buscou-se avaliar se este teste promove uma superestimação da capacidade de reforço da fibra. Uma outra avaliação centrou-se no fator da taxa de carregamento de ensaio, realizando-se a metodologia DEWS e o teste de flexão (JSCE-SF4: 1984) sob quatro velocidades distintas, com intuito de verificar seu grau de influência no comportamento do material. A partir dos resultados obtidos, o ensaio DEWS mostrou-se aplicável na avaliação da ortotropia de corpos de prova em concretos reforçados com baixos teores de fibra de aço, mesmo com a utilização de sistema aberto e em velocidade de carregamento acima da proposta em literatura. A extensão da instabilidade pós-fissuração obtida a partir do ensaio DEWS foi menor que a encontrada para o ensaio de flexão de prismas. O estudo mostrou que a capacidade resistente pós-fissuração do CRF no ensaio de flexão pode ser até 300% maior do que a mesma resistência medida na direção transversal do prisma. / The best way to characterize the post-cracking behaviour of fibre reinforced concretes (FRC) for structural proposes is through direct tensile tests. As direct tensile tests are difficult to conduce, usually indirect tensile tests are employed, especially bending tests with closed-loop control. However, limiting factors, as the strength capacity overestimation of composites under flexural beams tests had motivated the development of another test procedure aiming to obtain responses closer to FRC basic characteristics. This is the case of Double Edge Wedge Splitting test (DEWS). In this test, the indirect tensile stress is not associated with a deflection - as is common in bending tests - but it is related with the cracking opening of concrete matrix. The DEWS test brings the possibility of direct evaluation of the FRC orthotropic behaviour and its effect in the post-crack strength at the serviceability (SLS) and ultimate (ULS) limit estates. Previous researches about DEWS test were done using open-loop control, but they were limited to higher fibre content. These do not provide difficulties about the residual strength characterization at the SLS. Thus, this study carried out an accurate experimental analysis about DEWS. This experimental programme used only fibre reinforced concrete with low steel fibre volume fractions. The first analysis was based in the DEWS test capacity for identification of the effect of predominant fibre orientation into matrix in the post-crack strength of the FRC. This analysis was linked with the flexural test made with prismatic specimens as recommended by JSCE-SF4 in order to evaluate if it promotes an overestimation of the fibre reinforcement capacity. The other evaluation focused on the test loading rate factor by doing DEWS test and bending test (JSCE-SF4:1984) under four different rates in order to verify its influence on the material behaviour. The results shown that DEWS test was capable to identify the fibre alignment into FRC specimens with low fibre content, even using open-loop control and increasing the load rate. The extension of the instability region on DEWS test response was lower than the provided by the flexural tests. The study also showed that the flexural test could overestimate the post-crack strength capacity of the FRC up 300% in relation to the transversal direction.
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Ensaio de compressão de corpo de prova com duplo corte em cunha na avaliação de concretos com baixos teores de fibra de aço. / Double edge wedge splitting test to evaluate fibre reinforced concretes with low steel fibre content.Leonardo Augusto Cruz Borges 08 December 2016 (has links)
A melhor maneira de se caracterizar o comportamento mecânico pós-fissuração dos concretos reforçados com fibras (CRF) para fins estruturais é por meio de ensaios que envolvem a ruptura do material à tração direta. Devido às dificuldades de execução destes, comumente se empregam ensaios de tração indireta, com destaque para os ensaios de flexão com sistema fechado. Entretanto, fatores limitantes, como a superestimação da capacidade resistente do compósito em testes de flexão, têm incentivado o desenvolvimento de outros métodos de ensaio mais fidedignos às características do CRF. Este é o caso do ensaio de compressão de corpo de prova com duplo corte em cunha, abreviado como DEWS (do inglês, Double Edge Wedge Splitting), em que o esforço de tração indireta não está associado a uma flecha, como nos ensaios de flexão, mas sim à própria fissuração da matriz de concreto. No DEWS há a possibilidade de avaliação direta da ortotropia do CRF e seu efeito na resistência pós-fissuração no estado limite de serviço (ELS) e último (ELU). Estudos anteriores sobre este ensaio utilizaram sistema aberto, mas se restringiram a avaliar apenas elevados teores de fibra, o que não traz dificuldades à caracterização da resistência residual no ELS. Este trabalho, contudo, buscou o estudo mais acurado a respeito do ensaio DEWS. Os programas experimentais desenvolvidos empregaram concretos reforçados com baixos teores de fibra de aço. Inicialmente, estudou-se a capacidade do ensaio DEWS em identificar o efeito da orientação das fibras na matriz na resistência pós-fissuração do CRF. Essa análise foi correlacionada com os resultados obtidos a partir de ensaios de flexão de prismas feitos como recomendado pela JSCE-SF4, assim, buscou-se avaliar se este teste promove uma superestimação da capacidade de reforço da fibra. Uma outra avaliação centrou-se no fator da taxa de carregamento de ensaio, realizando-se a metodologia DEWS e o teste de flexão (JSCE-SF4: 1984) sob quatro velocidades distintas, com intuito de verificar seu grau de influência no comportamento do material. A partir dos resultados obtidos, o ensaio DEWS mostrou-se aplicável na avaliação da ortotropia de corpos de prova em concretos reforçados com baixos teores de fibra de aço, mesmo com a utilização de sistema aberto e em velocidade de carregamento acima da proposta em literatura. A extensão da instabilidade pós-fissuração obtida a partir do ensaio DEWS foi menor que a encontrada para o ensaio de flexão de prismas. O estudo mostrou que a capacidade resistente pós-fissuração do CRF no ensaio de flexão pode ser até 300% maior do que a mesma resistência medida na direção transversal do prisma. / The best way to characterize the post-cracking behaviour of fibre reinforced concretes (FRC) for structural proposes is through direct tensile tests. As direct tensile tests are difficult to conduce, usually indirect tensile tests are employed, especially bending tests with closed-loop control. However, limiting factors, as the strength capacity overestimation of composites under flexural beams tests had motivated the development of another test procedure aiming to obtain responses closer to FRC basic characteristics. This is the case of Double Edge Wedge Splitting test (DEWS). In this test, the indirect tensile stress is not associated with a deflection - as is common in bending tests - but it is related with the cracking opening of concrete matrix. The DEWS test brings the possibility of direct evaluation of the FRC orthotropic behaviour and its effect in the post-crack strength at the serviceability (SLS) and ultimate (ULS) limit estates. Previous researches about DEWS test were done using open-loop control, but they were limited to higher fibre content. These do not provide difficulties about the residual strength characterization at the SLS. Thus, this study carried out an accurate experimental analysis about DEWS. This experimental programme used only fibre reinforced concrete with low steel fibre volume fractions. The first analysis was based in the DEWS test capacity for identification of the effect of predominant fibre orientation into matrix in the post-crack strength of the FRC. This analysis was linked with the flexural test made with prismatic specimens as recommended by JSCE-SF4 in order to evaluate if it promotes an overestimation of the fibre reinforcement capacity. The other evaluation focused on the test loading rate factor by doing DEWS test and bending test (JSCE-SF4:1984) under four different rates in order to verify its influence on the material behaviour. The results shown that DEWS test was capable to identify the fibre alignment into FRC specimens with low fibre content, even using open-loop control and increasing the load rate. The extension of the instability region on DEWS test response was lower than the provided by the flexural tests. The study also showed that the flexural test could overestimate the post-crack strength capacity of the FRC up 300% in relation to the transversal direction.
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