Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-14Bitstream added on 2014-06-13T19:26:09Z : No. of bitstreams: 1 amaral_agb_me_guara.pdf: 1365238 bytes, checksum: 5bb1e3867f1f6bcb5273f3367faa654e (MD5) / Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento do efeito acustoelastico durante o processo de fabricação, permitindo assim obter informações das tensões residuais por meio da técnica ultrassônica em tubos de aço API 5L X70 fabricados pelo processo ERW, utilizados no transporte de óleo e gás. A medida de tensão residual através de método não destrutivo e portátil é de grande interesse para diferentes segmentos da indústria. Dentre as técnicas, o uso do ensaio de ultrassom, por meio da medida da birrefringência, é uma das que apresenta grande potencial. Esta pesquisa consiste em determinar a variação do tempo de percurso da onda ultrassônica com a direção de propagação da onda cisalhante alinhada com a direção longitudinal e perpendicular ao sentido de laminação durante as etapas de conformação mecânica da chapa metálica em tubos, após o teste hidrostático e após o corte do tubo com auxílio de uma fresadora. Os resultados mostraram diferença no comportamento acustoelastico no tubo durante as etapas de conformação da chapa em tubo. Essa diferença foi causada pelas tensões internas que são geradas devido principalmente à heterogeneidade de deformação, ou seja, os níveis de tensões são diferentes ao mesmo tempo em locais distintos durante a etapa de conformação da chapa em tubo. Apesar dessa heterogeneidade de deformação, foi possível estimar as tensões residuais pontuais circunferenciais em cada etapa do processamento do tubo / This work has as objective to present the behavior of the effect acoustic during the production process, allowing like this to obtain information on the residual stress by means of the ultrasonic technique in pipes API 5L X70 manufactured by the ERW process and used in the oil and gas transportation. The nondestructive residual stress measurement with portable methods is of great interest for industry segments. The ultrasonic birefringence technique is that present a larger potential. This research consists of determining the acoustic birefringence during the stages of mechanical conformation from metallic plate to pipe, after hydrostatic test, and after the cut of the pipe with edge miller. The results show a difference in the acoustic behavior of the pipe during the conformation stages from plate to pipe. This difference was caused by internal stresses which are mainly created due to heterogeneity of deformation, in which levels stress are different at de same time in different locations during the conformation stages from plate to pipe. In spite of the heterogeneity of deformation, it was possible to estimate the residual stress in circumferential point in each stage the processing of the pipe

Resumo: O trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia de avaliacao qualitativa e quantitativa, com o uso de substancia tracadoras, nos estudos de deposicao em pulverizacao, com a possibilidade de variacao da tensao superficial da calda. Plantas de citros foram pulverizadas com solucao tracadora composta pelo corante Azul Brilhante na concentracao de 0,15% em mistura com o Saturn Yellow tambem a 0,15%, suspenso com o lignosulfonato Vixilperse a 0,015%. A pulverizacao foi realizada com turboatomizador Jacto, na velocidade de deslocamento de 2,8 km/h e volume de calda de 1830 L/ha. A tensao superficial da solucaotracadora pulverizada foi ajustada para 72,6 mN/m, mesma da agua, e com a reducao para 36,5 mN/m. Para as avaliacoes dos depositos, dividiu-se a planta em 12 setores, partes baixa, media e alta, coletando-se amostras nas partes externa e interna e nas posicoes frontal e perpendicular a pulverizacao. Em cada posicao de coleta na planta foram retiradas duas amostras de folhas, uma constituida de 10 folhas para avaliar a distribuicao e o deposito total de ambas as superficies das folhas, e outra com 6 folhas para avaliar a relacao do deposito individual entre as superficies inferior (abaxial) e superior (adaxial) das folhas. O escorrimento de calda para o solo foi avaliado colocando-se placas de petri, distanciadas de 20 cm entre si e linearmente, sob a projecao da copa, nos setores frontal e perpendicular a pulverizacao. Para cada tensao superficial testada coletou-se amostras em 5 plantas, considerando-se cada planta uma repeticao. A avaliacao qualitativa foi feita atraves da visualizacao da distribuicao do deposito sob luz ultravioleta e a determinacao da quantidade depositada atraves da espectrofotometria. A metodologia desenvolvida mostrou-se adequada para avaliacao dos depositos de pulverizacoes no campo, com a solucao tracadora, pela possibilidade de avaliar qualitativa e quantitativa / Abstract: not available / Orientador: Carlos Gilberto Raetano / Coorientador: Edivaldo Domingues Velini / Doutor

Neste trabalho é feita uma revisão sobre o método de medição de tensões residuais pelo ruído Barkhausen e uma tentativa de fazer uso complementar deste método com o de difração de raios-X (DRX). Busca-se reduzir o tempo necessário para medição de tensões residuais (TR), principalmente em anéis de rolamento do projeto SFB 570 (Collaborative Research Center Distortion Engineering), desenvolvido no IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) na Alemanha. O principal problema quando se trabalha com métodos magnéticos para avaliação quantitativa de TR é a obtenção de uma curva de calibração adequada. A forma mais simples de se fazer tal calibração – ensaios de tração/compressão – é comprometida pela limitada faixa de tensões conseguida no ensaio, devido aos efeitos de escoamento e flambagem que se fazem presentes. Além disso, ainda existe a necessidade de que a microestutura do corpo de prova seja idêntica à do componente que se deseja medir. As tensões residuais nos componentes estudados neste trabalho são de elevada magnitude inviabilizando, portanto, o uso de ensaio tração/compressão, e faz-se necessário o emprego de outro procedimento de calibração. Para tanto utiliza-se dados obtidos por DRX correlacionando-os com dois parâmetros magnéticos (ruído Barkhausen e campo coercivo) medidos no material. São apresentados e discutidos vários procedimentos empreendidos na busca por uma eficiente função de calibração. Ao final é feita uma explanação dos problemas enfrentados para implementação do método e é apresentada uma idéia para reduzir o tempo de medição das TR nos anéis de rolamento do projeto SFB 570. / A review of the Barkhausen noise method for residual stress measurement is adressed in this work as well as an attempting to make a complementary use of this method and the X-ray diffraction (XRD) technique. The main objective is to reduce the time necessary for the measurement of residual stresses, mainly for ball bearing rings in the SFB 570 project. The SFB 570 is the Collaborative Research Center Distortion Engineering, carried out at the IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) in Germany. A problem concerning micromagnetic methods, e.g. the Barkhausen noise, is the obtention of a reliable calibration curve. Tension/compression test is thought to be the easiest way to do such a calibration, but it is not suited to this special situation due to buckling and yielding effects over the specimen. Furthermore, it is mandatory that both, parts to be measured (bearing rings) and specimens (used in the calibration), have the same microstructure. Regarding the fact that the residual stresses values measured in this work are of high magnitude, it is impossible to use tension/compression tests for the calibration, being necessary to use another source of reliable data, so as the XRD technique. XRD data are correlated with two magnetic parameters (Barkhausen noise and coercive field) measured on the samples. Finally all the procedures performed in the searching of a reliable calibration function are presented and discussed. A report about the problems endured in this work and some suggestions to minimize them are also presented, as well as a proposal to reduce the time cunsumed for residual stress measurement of ball bearing rings in the SFB 570 project.

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2000. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:27:24Z : No. of bitstreams: 1 000140193.pdf: 18346709 bytes, checksum: 47c55bc435a02582c45f55dff3ae3c41 (MD5) / O trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia de avaliacao qualitativa e quantitativa, com o uso de substancia tracadoras, nos estudos de deposicao em pulverizacao, com a possibilidade de variacao da tensao superficial da calda. Plantas de citros foram pulverizadas com solucao tracadora composta pelo corante Azul Brilhante na concentracao de 0,15% em mistura com o Saturn Yellow tambem a 0,15%, suspenso com o lignosulfonato Vixilperse a 0,015%. A pulverizacao foi realizada com turboatomizador Jacto, na velocidade de deslocamento de 2,8 km/h e volume de calda de 1830 L/ha. A tensao superficial da solucaotracadora pulverizada foi ajustada para 72,6 mN/m, mesma da agua, e com a reducao para 36,5 mN/m. Para as avaliacoes dos depositos, dividiu-se a planta em 12 setores, partes baixa, media e alta, coletando-se amostras nas partes externa e interna e nas posicoes frontal e perpendicular a pulverizacao. Em cada posicao de coleta na planta foram retiradas duas amostras de folhas, uma constituida de 10 folhas para avaliar a distribuicao e o deposito total de ambas as superficies das folhas, e outra com 6 folhas para avaliar a relacao do deposito individual entre as superficies inferior (abaxial) e superior (adaxial) das folhas. O escorrimento de calda para o solo foi avaliado colocando-se placas de petri, distanciadas de 20 cm entre si e linearmente, sob a projecao da copa, nos setores frontal e perpendicular a pulverizacao. Para cada tensao superficial testada coletou-se amostras em 5 plantas, considerando-se cada planta uma repeticao. A avaliacao qualitativa foi feita atraves da visualizacao da distribuicao do deposito sob luz ultravioleta e a determinacao da quantidade depositada atraves da espectrofotometria. A metodologia desenvolvida mostrou-se adequada para avaliacao dos depositos de pulverizacoes no campo, com a solucao tracadora, pela possibilidade de avaliar qualitativa e quantitativa

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Robson Amaral (robsonamaral@bce.unb.br) on 2018-05-09T20:13:33Z No. of bitstreams: 1 2018_AlexdeMelloFaria.PDF: 3604332 bytes, checksum: aa297b57a0364da325c5d3a36d06ce45 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-06-07T15:16:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_AlexdeMelloFaria.PDF: 3604332 bytes, checksum: aa297b57a0364da325c5d3a36d06ce45 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-07T15:16:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_AlexdeMelloFaria.PDF: 3604332 bytes, checksum: aa297b57a0364da325c5d3a36d06ce45 (MD5) Previous issue date: 2018-06-07 / A presente dissertação avalia três métodos para cálculo da amplitude de tensão cisalhante equivalente utilizada em modelos de fadiga multiaxial baseados na abordagem do plano crítico. Avaliou-se o Método da Mínima Circunferência Circunscrita (MCC), o Método da Caixa (MRH) e o Método do Momento de Inércia (MOI). Com os resultados desses métodos foram aplicados três critérios de fadiga multiaxial: o critério de Susmel e Lazzarin (2002), o critério de Findley (1956) e o critério de Matake (1977). O objetivo foi a avaliação de quais métodos aplicados aos critérios resultam em melhores estimativas de resistência à fadiga multiaxial. Para a validação da análise, foram utilizados dados disponíveis na literatura para espécimes fabricados em ligas de aço submetidos a carregamentos combinados de flexão e torção em iminência de falha por fadiga. Um Índice de Erro (IE), que fornece uma medida da distância entre a previsão dos modelos e os dados experimentais foi utilizado como medida da acurácia nesta análise. Conclui-se que, em um contexto geral, para os dados sob carregamentos síncronos em fase ou fora de fase, os melhores resultados foram obtidos pelo Método MRH aplicado conjuntamente com o modelo de Findley (1956) e, para os dados sob assíncronos, as melhores estimativas foram obtidas quando o MRH foi utilizado juntamente com o modelo de Susmel e Lazzarin (2002). / This thesis evaluate three different methods that calculate the equivalent shear stress amplitude using Multiaxial Fatigue models based on the Critical Plane approach. It was evaluated the Minimum Circumscribed Circle (MCC), the Maximum Rectangular Hull (MRH) and the Moment of Inertia (MOI). With the result of these methods on hands, it was applied three multiaxial fatigue criteria: Susmel and Lazzarin (2002), the Findley (1956) criteria and the Matake (1977) criteria. The aim of this was to evaluate which of these methods applied in these criteria result in the closest estimated of multiaxial fatigue resistance. In order to validate the analysis, it was used available data base to different types of steel loaded to combined torsion and bending at the limit of fatigue failure. In this way, a percentual error index was used to measure how distant the prediction of the criteria was to the empirical result. Therefore, it was showed that the best results were obtained by using the MRH method when applied to the Findley criteria for synchronous loadings and, for asynchronous loadings, the same method using the Susmel and Lazzarin (2002).

Orientador: Ângelo Caporalli Filho / Banca: Marcelo de S. Q. Bittencourt / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento do efeito acustoelastico durante o processo de fabricação, permitindo assim obter informações das tensões residuais por meio da técnica ultrassônica em tubos de aço API 5L X70 fabricados pelo processo ERW, utilizados no transporte de óleo e gás. A medida de tensão residual através de método não destrutivo e portátil é de grande interesse para diferentes segmentos da indústria. Dentre as técnicas, o uso do ensaio de ultrassom, por meio da medida da birrefringência, é uma das que apresenta grande potencial. Esta pesquisa consiste em determinar a variação do tempo de percurso da onda ultrassônica com a direção de propagação da onda cisalhante alinhada com a direção longitudinal e perpendicular ao sentido de laminação durante as etapas de conformação mecânica da chapa metálica em tubos, após o teste hidrostático e após o corte do tubo com auxílio de uma fresadora. Os resultados mostraram diferença no comportamento acustoelastico no tubo durante as etapas de conformação da chapa em tubo. Essa diferença foi causada pelas tensões internas que são geradas devido principalmente à heterogeneidade de deformação, ou seja, os níveis de tensões são diferentes ao mesmo tempo em locais distintos durante a etapa de conformação da chapa em tubo. Apesar dessa heterogeneidade de deformação, foi possível estimar as tensões residuais pontuais circunferenciais em cada etapa do processamento do tubo / Abstract: This work has as objective to present the behavior of the effect acoustic during the production process, allowing like this to obtain information on the residual stress by means of the ultrasonic technique in pipes API 5L X70 manufactured by the ERW process and used in the oil and gas transportation. The nondestructive residual stress measurement with portable methods is of great interest for industry segments. The ultrasonic birefringence technique is that present a larger potential. This research consists of determining the acoustic birefringence during the stages of mechanical conformation from metallic plate to pipe, after hydrostatic test, and after the cut of the pipe with edge miller. The results show a difference in the acoustic behavior of the pipe during the conformation stages from plate to pipe. This difference was caused by internal stresses which are mainly created due to heterogeneity of deformation, in which levels stress are different at de same time in different locations during the conformation stages from plate to pipe. In spite of the heterogeneity of deformation, it was possible to estimate the residual stress in circumferential point in each stage the processing of the pipe / Mestre

Orientador: Edivaldo Domingues Velini / Resumo: O presente trabalho teve por objetivo avaliar a tensão superficial de soluções com diferentes surfatantes. Utilizaram 180 tratamentos combinados de forma fatorial (15x12), correspondendo a quinze surfatantes (Ag-Bem, Agral, Aterbane BR, Agrex, Break Thru, Extravon, Energic, Fixade, Gotafix, Haiten, Herbitensil, Iharaguem, Lanzar, Silwet L-77 e Wil Fix) e 12 concentrações (0; 0,001; 0,0025; 0,005; 0,01; 0,025; 0,05; 0,1; 0,25; 0,5%; 1 e 2%). A análise estatística dos dados foi realizada com auxilio do programa SAS e para análise de regressão, adotou-se o modelo de Mitscherlich com algumas modificações (Y = 72,6 - A .(1 - 10 - C . X )), onde "A" e "C" são constantes, "X" é a concentração e "Y" é a tensão superficial. A expressão "72,6 - A" corresponde a mínima tensão superficial que pode ser alcançada com o surfatante em questão. A tensão mínima alcançada com os surfatantes permite dispo-los na seguinte ordem crescente: Silwet (19,08 mN/m), Break Thru (19,87 mN/m), Wil Fix (24,71 mN/m), Haiten (27,94 mN/m), Fixade (28,23 mN/m), Agrex (29,29 mN/m), Iharaguem (29,55mN/m), Herbitensil (29,66 mN/m), Agral (30,46 mN/m), Extravon (30,47 mN/m), Energic (30,74 mN/m), Gotafix (30,91 mN/m), Lanzar (32,41mN/m), Aterbane (32,68 mN/m) e Ag-Bem (32,71mN/m). Pelo coeficiente de eficácia (constante "C" do modelo de Mitscherlich) na redução da tensão superficial, os surfatantes foram dispostos na seguinte ordem decrescente: Break Thru (169,81), Silwet (143,43), Fixade (89,28), Herbitensil (63,74), Aterbane (46,38), Iharaguem (36,11), Extravon (30,39), Energic (27,81), Agral (24,31), Gotafix (22,68), Haiten (21,28), Ag-Bem (11,24), Lanzar (8,61), Agrex (4,01) e Wil Fix (1,52). Desenvolveu-se um procedimento alternativo para se calcular o coeficiente de micelização, a partir das curvas de tensão superficial em função das concentrações dos surfatantes. / Abstract: The objective of this research was to evaluate the static surface tension of solutions of the major surfactants used, in Brazil, as adjuvant in pesticide applications. It were considered 180 treatments arranged in a factorial scheme 15 x 12 with 15 surfactants (Break Thru, Silwet L 77, Fixade, Herbitensil, Aterbane, Iharaguem, Extravon, Energic, Agral, Gotafix, Haiten, Ag- Bem, Lanzar, Agrex e Wil Fix) and 12 concentrations v/v (0; 0,001; 0,0025; 0,005; 0,01; 0,025; 0,05; 0,1; 0,25; 0,5%; 1 e 2%). It were performed regression analysis and established models relating surfactant concentration to the surface tensions. The model best fitted to the data was Y = 72,6 - A.(1 - 10 - C . X )), corresponding to a modification of Mitscherlich model, where Y is the surface tension, X is the concentration of the surfactant, A and C are constants of the model. The expression "72,6 - A" is the minimum surface tension that could be achieved by the use of a certain surfactant and "C" was named efficacy coefficient and refers to the potential of each product in reducing the surface tension. The organosilicon surfactants were the most effective in reducing surface tension. The minimum tensions that could be achieved were 19,08 mN/m and 19,87 mN/m respectively for Silwet L 77 and Break-thru. The efficacy coefficients for both products were 143,43 and 169,81, also in a respective way. The other 13 non-organosilicon surfactants could be ranked in the following increasing order of minimum surface tensions: Wil Fix (24,71 mN/m), Haiten (27,94 mN/m), Fixade (28,23 mN/m), Agrex (29,29 mN/m), Iharaguem (29,55mN/m), Herbitensil (29,66 mN/m), Agral (30,46 mN/m), Extravon (30,47 mN/m), Energic (30,74 mN/m), Gotafix (30,91 mN/m), Lanzar (32,41mN/m), Aterbane (32,68 mN/m) and Ag-Bem (32,71mN/m). Considering the efficacy coefficients, the surfactants could be disposed in the following decreasing order... (Complete abstract, click electronic address below). / Doutor

Neste trabalho é feita uma revisão sobre o método de medição de tensões residuais pelo ruído Barkhausen e uma tentativa de fazer uso complementar deste método com o de difração de raios-X (DRX). Busca-se reduzir o tempo necessário para medição de tensões residuais (TR), principalmente em anéis de rolamento do projeto SFB 570 (Collaborative Research Center Distortion Engineering), desenvolvido no IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) na Alemanha. O principal problema quando se trabalha com métodos magnéticos para avaliação quantitativa de TR é a obtenção de uma curva de calibração adequada. A forma mais simples de se fazer tal calibração – ensaios de tração/compressão – é comprometida pela limitada faixa de tensões conseguida no ensaio, devido aos efeitos de escoamento e flambagem que se fazem presentes. Além disso, ainda existe a necessidade de que a microestutura do corpo de prova seja idêntica à do componente que se deseja medir. As tensões residuais nos componentes estudados neste trabalho são de elevada magnitude inviabilizando, portanto, o uso de ensaio tração/compressão, e faz-se necessário o emprego de outro procedimento de calibração. Para tanto utiliza-se dados obtidos por DRX correlacionando-os com dois parâmetros magnéticos (ruído Barkhausen e campo coercivo) medidos no material. São apresentados e discutidos vários procedimentos empreendidos na busca por uma eficiente função de calibração. Ao final é feita uma explanação dos problemas enfrentados para implementação do método e é apresentada uma idéia para reduzir o tempo de medição das TR nos anéis de rolamento do projeto SFB 570. / A review of the Barkhausen noise method for residual stress measurement is adressed in this work as well as an attempting to make a complementary use of this method and the X-ray diffraction (XRD) technique. The main objective is to reduce the time necessary for the measurement of residual stresses, mainly for ball bearing rings in the SFB 570 project. The SFB 570 is the Collaborative Research Center Distortion Engineering, carried out at the IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) in Germany. A problem concerning micromagnetic methods, e.g. the Barkhausen noise, is the obtention of a reliable calibration curve. Tension/compression test is thought to be the easiest way to do such a calibration, but it is not suited to this special situation due to buckling and yielding effects over the specimen. Furthermore, it is mandatory that both, parts to be measured (bearing rings) and specimens (used in the calibration), have the same microstructure. Regarding the fact that the residual stresses values measured in this work are of high magnitude, it is impossible to use tension/compression tests for the calibration, being necessary to use another source of reliable data, so as the XRD technique. XRD data are correlated with two magnetic parameters (Barkhausen noise and coercive field) measured on the samples. Finally all the procedures performed in the searching of a reliable calibration function are presented and discussed. A report about the problems endured in this work and some suggestions to minimize them are also presented, as well as a proposal to reduce the time cunsumed for residual stress measurement of ball bearing rings in the SFB 570 project.